提高RF成像的分辨率

简单的RF 反射器已能在非常接近的位置以极低的分辨率探测物体的存在。类似于单像素图像，可探测物体的存在，但无法辨别形状、大小、距离、动作、速度、加速度，或者任何其它更详细、更确定的信息片段。这项技术处于增长阶段，正被大量新型应用所采纳。例如，用于盲点探测的简单接近雷达使得汽车更加安全。环绕雷达起初仅放置在车辆四周的两三个位置，现在的小汽车已将这种雷达作为防撞技术的一部分，并且为了操作方便、安全，还使用了接近探测功能（如在自动升降门操作中）。

但是，这并不止于此。并排停放的汽车能以更高的分辨率利用这种技术，并在软件中构建三维模型。启发式算法（类似于PCB 自动布线）可以找到最佳方法，且伺服反馈运动控制可以接管方向盘、制动器和油门。这远远超出了单像素型传感器的能力，并需要更高分辨率的传感器或发生波束调向（或两者皆备）。

RF 在成像方面优于可见光，且在基于处理器的成像应用中，RF 传感器阵列可以取代或增强CCD 式可见光探测器。本文将探讨可用于更高分辨率RF 成像的技术。我们会探讨一些技术和方法，以及相对于视频技术的优势和劣势。本文所引用的所有零件、规格书、指南和开发系统均可以在Digi-Key 网站找到。

走出阴影

RF 在成像方面优于可见光，且在相关市场和领域中，RF 传感器和阵列可以取代或增强CCD 式可见光探测器。在这两种情况下，一旦建立现实的有限元"线框图"，便会执行基于处理器的成像增强和分析。

您可能没有意识到，RF 接近技术已经使用了几十年，一直在默默地监控着阴影中的运动。早期是使用PIR 运动探测器，但是不太可靠。常常会出现误报的情况，因此业界提出使用双技术系统，以通过微波脉冲来探测接近或运动中的变化。PIR 和微波传感器必须同时作用，才能最大限度减少误报。

硅发射器和检测器的开发使这些技术得以广泛部署，从而实现大规模量产，并可省去昂贵的调整或校准花费。早期的PIR 探测器战略性地放置在PCB 上，在世界各地的安全系统中促进了运动检测器产品的快速增长。设计人员很快便了解如何补偿环境照明条件（图1）。

这里应指出的是，现代的单比特PIR 探测器仍然是一种活跃的可行技术，且将来亦会很有用。许多情况下，只需一个PIR 即可节省功耗。当触发警报或唤醒条件时，RF 或视频或微波传感器发射器即会通电。

图1：精密单片式传感器的供货能力使大规模量产成为可行。PIR、CCD 阵列和视频传感器均是如此，RF 传感器也将如此。请注意，硫化镉光电池支持环境光补偿。

不同的成像方法

最常见的消费型无源成像设备使用视频探测器作为低成本传感器元件，利用高速DSP 处理技术在图像中呈现人眼无法识别的细节。固定的视野或运动反射器技术都可以允许现代的高分辨率图像传感器捕捉图像，并将其传送到嵌入式处理器、DSP、FPGA 或专用的图像处理元件（如TI SN65LVDS324ZQLR）。象Cognimem 901-3001 之类轻便的小型视觉传感器评估和开发板，亦是开始获取测试图像的理想选择。

然而，视频传感器通常是无源的。IR 发射器可用于实现微光图像采集，甚至可变颜色的发射器可以突显出更多细节。然而，更大范围和更高分辨率的扫描通常需要RF 或激光。

飞点扫描并不是一项新技术，但仍然很实用。这类似于传真机中的一维线扫描器、超市中的条形图扫描器或二维扫描器（如微型投影机中使用的扫描器）。与视频光栅扫描类似，激光器对视野模式进行追踪，一种简单的强度探测器会创建视频信号，该信号可使用显示系统进行调整，或者可以发送给处理器存储器进行分析。

早期的激光打印机和扫描器实际使用基于电机的旋转六角形或八角形反射镜组件来扫描电弧（图2）。最初在一维扫描中，这些强度调制波束会对硫化镉鼓充电，在进入碳粉部分之前，硫化镉鼓会将电荷转移到纸上。同样地，对此功能应用硅工艺产生出数字光导管技术，该技术使用微电子机械系统(MEM) 在芯片上实现动镜。

图2：经在条形码阅读器和激光打印机使用实证，支持一维和二维的机械飞点扫描器可靠、耐用，且适合使用波导式RF 波束。

飞点扫描使用无强度调制的稳态波束，以及对发射器的光波或RF 波长敏感的探测器。进入探测器的反射信号会产生视频信号，视频信号的瞬时强度表示所扫描表面的反射率。按照这种方式，系统会通过同步到对应于存储器地址边界的开始行和结束行探测器，自动构建存储器中的图像。信号返回所花费的时间表示范围。

动镜可以按照不同波长（如光或RF）被反射，且象Texas Instruments DLP3000FQB 和DLP4500FQE 这样的动镜单片可以分别执行W