ミリ波帯の電波を用いたレーダの現状と今後 · レーダ方式パルス FM-CW 2周波CW ... International Radar Symposium IRS2005, Proceedings, Sept. 2005, Berlin

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2006年12月26日富士通株式会社堀松哲夫

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ミリ波帯の電波を用いたレーダの現状と今後

参考文献；堀松ほか「実用化を迎えたミリ波レーダシステム」通信学会誌、87, 9, 2004年9月

石井ほか「ミリ波パルスレーダの検知特性」通信学会、05秋季大会、AS-3-1, 2005年9月

堀松「鉄道踏切の安全を高めるITSセンサ」雑誌FUJITSU、57, 5, 2006年9月

資料2008-レ作-1-6

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なぜミリ波レーダか?


安全・快適や効率化に関わる重要なキーテクノロジ

国際的に協調した周波数割り当て

アンテナ技術やＭＭＩＣ技術の発展

高速信号処理技術が手軽に利用可能

国際的にシステム標準化が進展

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ミリ波帯の周波数割り当て

周波数割り当て

ＧＨｚ地域

４７６０９４１３９

日本

米国

欧州

46.7-46.9 94.7-95.7 139-140

59-66

63-64

*

*

通信を含む

７６

76-77

76-77

76-77

ITU-R 60-61 76-77(小電力ミリ波レーダ)


各レーダ方式の特徴

レーダ方式パルスＦＭ-ＣＷ２周波ＣＷ

（ＦＳＫ）

スペクトラム拡散

（ＳＳ）

変調方式パルス変調周波数変調無変調または

周波数変調

位相変調または

その他

送信パワー △ ○ ○ ◎

占有帯域幅 ○ ○ ◎ △

距離・速度計測の適応性 ○ △ ○

回路構成の容易性 ○ ○ △

特

徴

比

較耐干渉性 ○ ○ ○ ◎

◎

◎


76 GHz帯 ACC用車載レーダ（一例）

Items SpecificationsDetection range 4-120m

for passenger cars Relative speed coverageAngle coverage +/- 8 degreesFrequency(center frequency)

76 GHz band(76.5 GHz)

Radar modulation FM-CW

Data rate 100 msec

+/- 200 km/h


道路情報提供システム

・吹雪・濃霧等の悪天候時における道路障害物を検出

・単独・多重事故誘発事象を予測し適切に情報提供


もうひとつのミリ波レーダ

パルス幅が狭いと高速なHWが必要*1

近距離測定が可能

分離能力が高いパルス方式

静止物は測定不能近距離測定が可能2周波CW方式

近距離測定が難

分離能力が低い

距離・速度同時測定

装置構成が簡易FM-CW方式

短所長所レーダ方式

＊１分離能力を高めるため、パルス幅を狭くする必要有り⇒新規工夫により解決


パルス方式レーダ

0.1～14m検出距離

平面アンテナアンテナ

パルスレーダレーダ方式

10ｍW以下送信出力

76～77ＧＨｚ送信周波数

仕様項目

主な仕様

技術基準適合証明取得済


・踏切内に停留した障害物を検出

・車両から車椅子、人までを面で検出

・天候にほとんど影響されない

鉄道踏切障害物検出ｼｽﾃﾑ

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通信統合ミリ波センサ通信統合ミリ波センサ（レーダ（レーダ++通信）通信）

一定車間距離を保持して安全、快適な車両走行を実現するクルーズコントロールに

前後車両間コミュニケーション機能を追加

車載ミリ波レーダコミュニケーション



この先この先

工事中工事中

子機ID:102(ﾎﾟｰﾙ)



子機ＩＤ：３０１（電光掲示板）情報：この先工事中

子機ＩＤ：２０１（人）

子機millimeter-wave tag

電波標識電波標識

道路環境情報を持つ電波標識

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ミリ波ミリ波レーダ、レーダ、センサの発展センサの発展

自律型からインフラ協調型へ

便利グッズからアクティブ・セーフティへ

車両周辺センサから広域監視センサへ

新たな技術開発

より精度の高い検知性能

より多くの機能を持ったセンサ


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要件：－歩行者・自転車等の検知とこれらの個別分離－レーダ波に情報を載せる

高分解レーダ

送信アンテナ

受信アンテナ

2m4m

6m

8m

10m

＜78-81 GHz 帯を用いた高分解能化＞

国際動向に合わせた対応の一環として

高分解能化



20cm(人体分離に必要な距離) 以下の高分離分解能を安定的に実現するには、

分離分解能と占有帯域幅の関係分離分解能と占有帯域の関係

（複数ターゲットのRCSが同じ場合）

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

占有帯域幅(MHz)

分離

分解

能(c

m)

Butterworth、パルス幅=1ns Bessel、パルス幅=1ns

ＬＰＦの設計による

・占有帯域幅： 1.5 GHz(設計マージンを含めて)・レーダ帯域： 3 GHz

（占有帯域×2 のゆらぎを考慮）

分離分解能と占有帯域幅の関係


シーン1（人検知システム）交差点等における横断歩行者等の検出システム：路側にミリ波レーダを設置し横断歩行者等を検出高分離分解性能により、歩行者等を分離した状態での検出が可能

ミリ波レーダの歩行者検出イメージ（ターゲットの位置、移動方向及び速度を検出）

利用イメージ（例）


シーン2極近距離ターゲット（数10cm以下）の

高精度検出により、後方の高度な安全確保を実現（壁と分離して子供を検出）

警告：後方の壁の手前に何かあります

シーン3近距離ターゲットの高精度検出により、渋滞時のきめ細かい車間距離制御（前方及び後側方）を実現

利用イメージ（例）


K.M.Strohm(DCX), et al.,”KOKON; A Joint Project for the Development of 79 GHz Automotive Radar Sensor,”International Radar Symposium IRS2005, Proceedings, Sept. 2005, Berlin

国際動向

欧州プラン(“Package solution”)

KOKON-Pjを例に

24G-UWB for Short Range Radar (SRR) + 76G for Long Range Radar (LRR) を2005年秋に実用化（DCX）

24G-UWBの使用可能期間は2013.6月まで、と車載率が7%を越えるまで、との早い方(24G-UWB搭載は期間限定；右図)

2013年を待たずして79G-UWBを実用化(79G-UWB；77-81 GHz の 4 GHz 帯域)－これを “KOKON-Pj” と言う

欧州自動車メーカは政府の資金を引き出して77-81 GHz SRR 本格開発に着手 (2005)

特に、デバイス開発を最優先事項としている

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