2. 雷达硬件平台搭建
雷达手势与微动感知系统的性能上限，在硬件平台搭建阶段就已经被基本决定。传感器选型决定了可用的调制方式、带宽与天线通道数；评估板连接方式决定了原始数据能否被完整、低延迟地读出；天线配置决定了视场角、距离分辨率与角度估计能力；供电与调试则直接影响噪声底、相位稳定性和长时间运行的可靠性。本节围绕这四件事展开，目标是让读者能够独立搭起一套可复现的 XENSIV 雷达采集平台。
一、传感器选型：先看感知任务，再看参数
英飞凌 XENSIV 雷达产品线主要分为 24 GHz 与 60 GHz 两个频段。24 GHz 系列（如 BGT24LTR11、BGT24MTR11）成本低、外围简单，适合做存在检测、接近感知和粗略运动判断；60 GHz 系列（如 BGT60LTR11AIP、BGT60TR13C）带宽更大、天线集成度更高，适合手势识别、微动感知和精细距离分辨。选型时不要先看价格，而应先明确三个问题：需要测什么、需要多高的分辨率、需要多大的视场。
以手势识别为例，若目标是识别挥手、点击、滑动等动作，通常需要至少 1 GHz 以上的扫频带宽来获得厘米级距离分辨，同时需要多通道接收来估计角度。BGT60TR13C 提供 1 个发射通道和 3 个接收通道，配合 5.5 GHz 左右的可用带宽，是手势与微动感知的常用选择。若只是做“有人/无人”判断，BGT60LTR11AIP 这类带集成天线的运动探测器即可满足，且功耗和体积更优。
选型时还要关注几个容易被忽略的参数：一是最大扫频斜率，它决定了中频频率范围，进而影响 ADC 采样率与后端处理负担；二是接收通道的相位一致性，多通道测角依赖通道间相位差，一致性差会直接导致角度估计漂移；三是天线增益与波束宽度，增益高则作用距离远但视场窄，增益低则视场宽但易受杂波影响。建议把候选型号的关键参数列成对照表，再结合评估板生态做最终决定。
二、评估板连接：把原始数据通路打通
XENSIV 雷达评估套件通常由“雷达底板 + MCU/接口板 + 上位机软件”三部分组成。以 60 GHz 手势开发为例，常见组合是 BGT60TR13C 雷达底板通过高速排针连接到带有 USB 接口的 MCU 板，再由 PC 端 Radar GUI 或 SDK 读取数据。连接时按以下顺序操作，可以避免大部分“连不上”的问题。
- 先断电，确认雷达底板与 MCU 板的排针方向一致，避免反插。多数底板有防呆缺口，但仍需目视核对 1 脚位置。
- 检查供电跳线。部分评估板支持 3.3 V 与 5 V 两种供电选择，跳线位置错误会导致雷达不上电或 MCU 反复复位。
- 连接 USB 线到 PC，优先使用带数据功能的 USB 口，避免使用仅充电线。若 PC 未识别设备，先检查设备管理器中的串口或 USB 设备是否出现。
- 打开上位机软件，选择对应 COM 口或 USB 设备，读取芯片 ID 或版本号。能读到 ID，说明 SPI/寄存器通路已经打通。
- 再配置一帧最简单的调频连续波参数，观察是否能收到原始 ADC 数据。此时不追求数据质量，只确认数据流存在。
如果读不到芯片 ID，优先排查三件事：供电电压是否在芯片要求范围内、SPI 时钟是否过高、复位引脚是否被拉低。很多“硬件故障”其实是复位时序或时钟配置问题。
三、天线配置：视场、分辨率与安装姿态
天线配置包含两层含义：一是芯片或底板自带天线的物理布局，二是外部天线（若使用）的选型与安装。对于集成天线的 XENSIV 器件，天线方向图已经固定，工程上能做的主要是安装姿态与遮挡控制。对于可外接天线的方案，则需要关注天线增益、波束宽度和极化方向。
以手势感知为例，若雷达正对用户手部，建议天线主波束覆盖手部活动区域，通常水平视场 60°～120°、垂直视场 30°～60° 较为合适。视场过窄会丢失边缘手势，过宽则会引入更多背景反射。安装时让雷达法线略向下倾斜 10°～20°，可以减少天花板和地面杂波，同时保持手部在波束中心。
多通道测角依赖天线间距。间距过小，角度分辨率不足；间距过大，容易出现角度模糊。一般取半波长量级作为基线，60 GHz 对应约 2.5 mm。若使用三接收通道，常见布局是等间距线阵，通过通道间相位差计算到达角。安装时要保证天线面与待测平面平行，倾斜会引入系统性角度偏差。
四、供电与调试：从“能跑”到“跑得稳”
雷达芯片对电源噪声非常敏感，尤其是压控振荡器和接收前端。供电纹波会直接调制到中频信号上，表现为底噪抬升或虚假谱线。工程上建议使用低压差线性稳压器（LDO）为雷达芯片供电，而不是直接使用开关电源。若必须使用 DC-DC，应在后级加 LDO 或 LC 滤波，并确保纹波控制在 10 mV 以内。
去耦电容的布局同样关键。每对电源引脚附近应放置 100 nF 与 1 μF 电容，距离尽量短，回路面积尽量小。地平面要完整，避免在雷达芯片下方走高速数字信号线，否则数字噪声会耦合进射频前端。
调试建议按“由内到外”的顺序进行：先确认供电电压与纹波，再读芯片 ID，再配置单帧 FMCW 参数并采集原始 ADC 数据，最后才调整天线与安装姿态。每一步都保留可回退的配置，便于定位问题。若采集到的数据出现周期性尖峰，优先检查电源纹波和 USB 传输丢包；若角度估计随距离漂移，优先检查通道相位一致性和天线安装平行度。
五、一份可执行的搭建检查清单
为便于复现，下面给出一份搭建阶段可直接使用的检查清单。字段和判断依据均围绕 XENSIV 雷达平台的实际操作，不引入无关管理项。
| 阶段 | 检查项 | 判断依据 | 常见问题 |
|---|---|---|---|
| 选型 | 频段与带宽是否匹配任务 | 手势需 ≥1 GHz 带宽 | 用 24 GHz 做精细手势，分辨率不足 |
| 选型 | 接收通道数是否满足测角 | ≥2 通道可测角 | 单通道无法估计到达角 |
| 连接 | 排针方向与供电跳线 | 能读到芯片 ID | 反插、跳线错导致不上电 |
| 连接 | USB 数据通路 | 上位机出现设备并收数 | 充电线无数据、驱动未装 |
| 天线 | 视场与安装倾角 | 手部始终在波束内 | 视场过窄丢手势、过宽引杂波 |
| 天线 | 通道间距与平行度 | 角度估计稳定 | 间距偏差导致角度模糊 |
| 供电 | 电压与纹波 | 纹波 < 10 mV | DC-DC 直供导致底噪抬升 |
| 调试 | 采集原始 ADC 数据 | 数据连续无丢包 | USB 带宽不足、缓冲区过小 |
完成以上步骤后，平台应能稳定输出原始 ADC 数据，且底噪谱可复现。此时硬件平台已经具备进入下一阶段信号处理与算法开发的条件。后续所有手势识别与微动感知实验，都应基于这套已经验证过的采集链路进行，避免把算法问题误判为硬件问题。