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高周波PCB技術

高周波PCB技術 - ミリ波レーダ周波数帯はどのように区分されますか。

高周波PCB技術

高周波PCB技術 - ミリ波レーダ周波数帯はどのように区分されますか。

ミリ波レーダ周波数帯はどのように区分されますか。
2023-05-05
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Author:Leota      文章を分かち合う

ミリ波のさまざまな用途により、ミリ波は非常に熱くなっています。このうち、ホットな用途の1つはミリ波レーダ技術である。本文では、ミリ波レーダについて2つの方面から述べる。1.車載ミリ波レーダの周波数帯区分及び発展傾向解析。2.ミリ波レーダのいくつかの応用シーンを紹介する。ミリ波、ミリ波レーダーに興味があるのであれば、続けて読んでみてはいかがでしょうか。

 

一、車載ミリ波レーダ周波数帯区分

 

(一)周波数帯の紹介

 

周波数帯から見ると、比較的一般的な車載分野のミリ波レーダ周波数帯には2種類がある。

 

1.24 GHz、現在自動車の盲点監視、変道補助に大量に応用されている。レーダは車両のリアバンパー内に取り付けられ、車両後方両側の車線に車があるかどうか、車線変更が可能かどうかを監視するために使用される。この周波数帯にも欠点がありますが、まず周波数が低いこと、また帯域幅(Bandwidth)が狭いこと、250 MHzしかありません。

 

2.77 GHz、この周波数帯の周波数は比較的高く、国際的に許可されている帯域幅は800 MHzに達している。紹介によると、この周波数帯のレーダー性能は24 GHzのレーダーより優れているため、主に車両のフロントバンパーに装着し、前車との距離と前車の速度を探知し、緊急制動、自動追従などの能動安全分野の機能を実現するために用いられる。

 

プロセス面から言えば、現在のミリ波レーダ2つの主要なプロセス、1つはSiGe1つはCMOSである。SiGeの利点は、従来の半導体技術が成熟しており、77 GHzSiGeのシートが大規模な量産を実現していることである。CMOSの利点は、統合性が高く、将来的にはベースバンドと無線周波数を1つのSoCに集中できることであり、これは非常に良い技術的利点である。出荷量から見ると、大電力の場合、SiGeの性能はCMOSよりも優れているため、SiGeの方が大きいのが現状です。この2つの技術は現在併存しており、今後もしばらくは併存し続けるだろう。

 

(二)ミリ波レーダの利点

 

多くの車載センサーの中には、それぞれのセンサーに独自の特徴があり、それぞれ特有の応用シーンが存在するので、将来はきっと複数のセンサーが融合したソリューションになるに違いない。自動車の安全性はすべての発展の前提である。各種センサーが協力して周囲環境の高低遅延に対する車両の監視を実現し、ミリ波レーダーはその信頼性のある表現(例えば悪天候条件に対応する)によって、「全天候全天候時」に働くことができる超強力な能力によって、自動車ADASに不可欠なセンサーの一つとなった。

ミリ波レーダー

図1 ミリ波レーダー

(三)自動車出荷量の自動化程度の傾向

 

異なるセンサ間のどちらが優れているのか、どちらが優れているのかに加えて、24 GHz77 GHz2つの周波数帯のどちらが優れているのかという問題も重要です。24 GHzレーダセンサの探知距離は約50 m前後で、距離は比較的に短く、主に盲点監視(BSD)、チャネル支援(LCA)などに用いられる。77 GHzレーダセンサの検出距離はより長く、160 mから230 mに達することができる。24 GHzよりも77 GHzレーダセンサの周波数が高く、波長が短くなり、システム帯域幅が広くなり、距離と速度測定の精度が向上し、主に自動緊急制動(AEB)、自動車適応巡航制御(ACC)、前方衝突防止警報(FCW)などに用いられる。

 

(四)24 GHz帯と77 GHz帯の自動車ミリ波レーダセンサの傾向

 

現在市場で必要なのは複雑なシーンの下で、問題をよりよく解決でき、価格が許容できる製品であるため、将来は長い間、コスト、性能、サプライチェーンなどの問題のため、77 GHzレーダーの分布位置と24 GHzレーダーは全く異なり、車全体で異なる機能作用を発揮し、77 GHzは簡単に24 GHzに代わるのではなく、かなり長い間共存することになるだろう。


ミリ波レーダー

図2 ミリ波レーダー

二、ミリ波レーダ応用シーン

 

(一)スマートオフィス

 

コロナ対策の正念場において、カメラAIに基づく技術は確かに私たちの日常業務における直接的または間接的な接触を減らすことができ、同時にAI技術の採用はオフィス空間の使用体験と利用率を向上させたが、カメラの大量使用は個人のプライバシーをどのように保護するかという大きな潜在的な危険性をもたらした。特に、従業員のオフィスエリア、会議室など、非公開または半公開のスペースがある場所に使われる。

 

ミリ波レーダーはカメラよりもプライバシー漏洩に関与しないことが利点であり、外観に不安を与えるレンズ設計はなく、さらに重要なのはレーダーのデータ情報も完全に匿名であり、関連プライバシー法規の要求に合致し、カメラの配備に適さないより多くの公共シーンに応用できることである。

 

AIカメラ技術のプライバシーの問題に比べて、ミリ波レーダーには利益もある。レーダーの識別処理は基本的にローカル装置側で完了し、バックグラウンドクラウドにアップロードされるデータ量は少なく、識別後の人員位置、軌跡情報、または統計処理後の情報だけのため、IoTシステム全体のネットワーク帯域幅、クラウド資源の需要は非常に限られているため、企業はシステムの運営コストを大幅に削減することができる。

 

(二)スマートホーム

 

養老家庭の分野では、多方位知覚が特に重要になっている。在宅老人の呼吸心拍データ、睡眠の質などの生理検査データの正常をリアルタイムで保証する必要がある。また、現在、スマートホームでは、プライバシー保護の面でますます必要になってきているが、痛点にもなっており、空白を埋めるための技術的な突破が待たれている。ミリ波レーダー製品は、光とプライバシーの制限を受けず、生理呼吸を測定することで人がいるかどうかを判断するとともに、呼吸心拍を測定することで老人の生理状態を判断することができ、突発時間のアラームにかけがえのない機能があり、在宅養老の需要を効果的に満たすことができる。

 

また、従来のスマートホームでは、エアコン、ランプ、ガスを自動的にオフにしたり、不法侵入はカメラと赤外線センサーの警報連携システムで動作していたが、カメラのプライバシー問題と赤外線の正確性は多くのシーンで解決できなかった。ミリ波レーダー製品の正確性、プライバシー性には全く支障がない。同時に、レーダー製品の経済性が高く、信号出力が簡単で、シーンの相互作用が便利で、透過性の特徴を備えているため、レーダーを家電や照明器具に入れて使用するのに非常に便利で、カメラと相互補完連動を形成することができる。

 

以上紹介した応用分野のほか、ミリ波レーダーはスマート交通、工業業製造に広く応用されており、例えばスマート工場を例にすると、エッジでスマート誘導を実現でき、ロボットシステム技術をさらに改善し、ロボット感知の全知能を実現することができる。