センサ

mmWave sensors – ミリ波とは?

ミリ波は、物体の検出と、検出した物体の範囲、速度、角度の測定を可能にする非常に重要なセンシング技術です。非接触技術で、30GHz ~ 300GHz のスペクトルで動作します。短い波長を使用しているため、1mm 未満の範囲精度を実現でき、プラスチック、セメント、布などの物質への貫通が可能です。また、雨や霧、ほこり、雪などの環境条件の影響も受けません。TI のミリ波センサ・ファミリには、車載用 AWR ミリ波センサと、産業/ドローン/医療アプリケーション向け IWR ミリ波センサがあります。  

ミリ波センサは、波長がミリメートル(mm)単位の範囲にある信号を送信します。これは電磁スペクトルの分野では短波長で、この技術の利点の 1 つです。ミリ波信号の処理に必要なアンテナなどのシステム部品は小型です。短波長のもう 1 つの利点は、高分解能です。距離を波長に分解するミリ波システムは、76 ~ 81GHz で mm 範囲の精度を実現します。

また、ミリ波センサはこのスペクトル内で動作し、以下の特長があります。

  • 物質を貫通することが可能:プラスチック、セメント、布の内部を透視
  • 高い指向性:角精度 1 度のコンパクトなビーム・フォーミング
  • 光と同様:焦点合わせと操作に標準的な光学手法を使用可能
  • 広い絶対帯域幅:近接した 2 つの物体を区別
CW
パルス
FSK
FMCW
低速と高速の FMCW

送信信号は、パルス、周波数偏移変調(FSK)、連続波(CW)、周波数変調連続波(FMCW)など、異なる種類の波形を形成できます。TI のミリ波センサは、堅牢な動作、迅速なセンシング、密度の高い環境でのあいまいさの低減のため、高速 FMCW を使用しています。高速 FMCW は物体の範囲と速度を正確に測定することもできるため、TI のミリ波センサは多次元センシングが可能です。

ミリ波レーダー・システムは、送信(TX)と受信(RX)の無線周波数(RF)部品、クロックなどのアナログ・コンポーネントのほか、A/D コンバータ(ADC)やマイコン(MCU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)などのデジタル・コンポーネントで構成されています。

テキサス・インスツルメンツ(TI)はこれらの課題を解決し、これらの部品を統合した CMOS ベースのミリ波レーダー・デバイスを設計しました。