【2021年版】ミリ波レーダー メーカー2社一覧

ミリ波レーダーのメーカー2社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


ミリ波レーダーとは

ミリ波レーダー

ミリ波レーダーとは、ミリ波(波長:1mm~10mm/周波数:30GHz~300GHz)の電波を使用して、対象物の距離、位置情報、相対速度を検知できるレーダーです。

距離を検知するセンサは、ミリ波レーダーの他にLiDAR、超音波、ステレオカメラなどがあります。

ミリ波レーダーのメリットは、150m以上の検出距離ができる。太陽光の影響を受けない、雨や霧での影響を受けないなどがあげられます。デメリットとしては、段ボールや発泡スチロールのように電波の反射率の低いものの検知がしづらいです。

ミリ波レーダーの使用用途

ミリ波レーダーの使用用途は、自動車、産業機械、ドローンなどに使われています。

今回は、安全装置としてよく使われている自動車での使用用途を説明します。
現在、自動車では、ADAS(先進運転支援システム)が普及しています。ADASの機能のアダプティブクルーズコントロールや衝突被害軽減ブレーキには、76GHz帯域のミリ波レーダーを使い、前方の検出を行っております。より分解能の高く精度向上のために79GHz帯に移行していくといわれています。

さらに、ブラインドスポットモニターでは、24GHz帯が使われています。

自動運転車両が、開発されると、ミリ波レーダーもさらに活用されていくことになると思います。

ミリ波レーダーの原理

ミリ波レーダの構成部品は、主に送信電波を処理するシンセサイザ、電波を送信するTxアンテナ、反射電波を受信するRxアンテナ、受信信号を処理するCPUとなっています。

ミリ波レーダの原理は、レーダーからシンセサイザで処理をした電波をTxアンテナで送信して、対象物から反射された電波をRxアンテナで受信し、CPUで処理をおこない、距離などを計測します。

距離速度の計測の方法には、主にパルス方式とFMCW方式があります。

  • パルス方式
    直進性の高いミリ波帯の電波をパルス状にして送信して、対象物から反射された電波が戻ってくるまでの時間より距離を算出する方式です。
  • FMCW方式
    周波数を時間とともに変化させた電波を送信して、送信信号と対象物から反射された信号を干渉させて発生するビート周波数(周波数差)から距離を算出する方式です。

角度の計測の方法は、主に電子スキャン方式となります。
電子スキャン方式:複数のRxアンテナを使い、各アンテナ間の位相差を検出します。その位相差から測定物の角度を算出します。

ミリ波レーダーの精度

ミリ波レーダーは短い波長を周囲に拡散させるので、周辺の障害物、対象物を高い精度で検出することが出来ます。物体に対する分解能が高く、対象物がどのような形か、どのように移動したか(変化したのか)を0.1mm単位で検出することが出来ます。

物体検出できる距離に関しても、赤外線レーザーや超音波レーザーよりも優位性を持っています。赤外線レーザーや超音波レーザーの検出可能距離は20m程度、超音波レーザーは1m程度ですがミリ波レーダーは150m離れた物体も検出できます。

ミリ波レーダーは悪環境下でも精度を高く保つことが出来ます。赤外線や超音波レーザーが周囲の温度変化などにより精度にバラツキが出る一方で、ミリ波レーダーは電波センサーであるため直進性が高く環境に左右されずに安定的に物体検出が出来ます。

ミリ波レーダーによる電波干渉

将来的に、車の自動運転が普及した場合、ミリ波レーダーの高密度環境での使用頻度が増え、レーダー間の電波干渉が懸念されます。

電波干渉が起きるとミリ波レーダーによるターゲットの検出に支障をきたし誤検出をしてしまう可能性があります。すると、重大な交通事故になりかねません。ミリ波レーダーが高い距離分解能を発揮するには車1台に対してレーダーに割り当てられた3〜4GHzの周波数をすべて使わなければなりません。これを回避するための技術開発が不可欠になります。

ミリ波レーダーの弱点

ミリ波レーダーが悪環境下でも安定的に対象物に対する測距が容易であることは先に述べた通りですが、一方で検出を苦手とする対象物が存在します。

それは比較的小さな物体の検知であったり、ダンボールなど電波に対する反射率の低い物体の検知になります。対象物までの距離で考えると、遠距離の物体の検知は得意とする一方で近距離のものを検知しにくいという特性も持っています。

但し、ミリ波レーダーは現在も開発が進められており、今後の技術進化によっては上記の弱点を解消できるレーダーが開発される可能性があります。

参考文献
https://www.jstage.jst.go.jp/article/oubutsu1932/71/3/71_3_302/_pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/bplus/12/3/12_234/_pdf/-char/ja
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https://www.hitachi-solutions-create.co.jp/column/technology/millimeter-wave-radar.html
https://www.macnica.co.jp/business/semiconductor/articles/texas_instruments/128213/
https://www.ibaraki.ac.jp/news/2020/03/10010708.html
https://www.macnica.co.jp/business/semiconductor/articles/infineon/127045/
https://ev-tech.jp/technology/control/page004.html

ミリ波レーダーのメーカー情報

ミリ波レーダーのメーカー2社一覧


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