ミリ波レーダー：mmWaveレーダーがセンサーソリューションをどのように改善するか

60GHz mmWaveレーダー、存在検知センサーモジュール

MM5D91-00は、Infineonの60GHz mmWave技術を統合した存在検知センサーモジュールです。このモジュールは、61.0 GHzから61.5 GHzの帯域におけるmmWaveセンサーの実装を簡素化し、Infineon ARM Cortex M4Fベースのプロセッサシステム、1Tx 3Rxアンテナ、オンボードレギュレーターを搭載しています。この存在検知センサーモジュールは、スマートホーム、オフィス、セキュリティ、および多様なアプリケーションにおいて、低消費電力かつ高解像度の存在検知を目的としています。

MM5D91-00 プレゼンス検出評価キット 

ミリ波レーダーがより正確なセンシングソリューションを実現

センサー は、通常、温度、湿度、または動作状態など環境のさまざまな状態を感知するために使用されます。Bluetooth やWi-Fiのような無線技術と組み合わせてデータを送信するセンサーは、家庭やビジネスに広く普及しており、とりわけ モノのインターネット (IoT) においてエレクトロニクス業界で有望な市場を生み出しています。
 
センサーの開発は、周囲環境をモニタリングするための多くの新技術を導入してきましたが、その一つにミリ波レーダーがあります。この新しい mmWave 技術のセンシングソリューションにより、人間、動物、または一般的に動いている物体を検出、位置決め、追跡する用途が革新されるでしょう。mmWave レーダーは、周囲環境に影響されることなく、高感度かつ高精度で近くの物体の位置を迅速に検出することを可能にします。

mmWaveレーダーセンシングの利点

mmWaveレーダーにはいくつかのユニークな特徴があります。例えば、数センチメートルから数百メートルの距離で動作し、直接的な視線がなくても動作可能です（例えば、石膏ボードや合板を通して）。また、環境条件（暗さなど）にも非常に適応性があり、日差し、煙、霧、またはもやの下でも動作します。
 
mmWaveレーダーのターゲット市場の一つは、人間の存在検出であると言えます。現在の赤外線センサーや超音波センサーと比較して、mmWaveレーダーは多くの利点を提供します。例えば、mmWaveレーダーは周囲温度や環境条件にあまり影響されません。例として、受動型赤外線 (PIR)を利用した従来のスマートライトでは、動いていない人を適切に検出することができず、これらの一見スマートなセンサーによる現実世界での実用効果は満足のいくものではありません。しかし、mmWaveレーダー技術に基づいたセンサーは、スマートビルや住宅における照明や空調制御において高い精度を提供します。これをビデオと組み合わせることで、IPカメラ分野での検出エラーを大幅に減らすことが可能です。
 
さらに、mmWaveレーダーシステムは、トイレやロッカーなどビデオ録画が許可されていない場所でのセキュリティを保証することができます。mmWaveレーダーは、自動ドアに人の存在を検出し移動方向を示すことで、多様なインテリジェントな機能を追加できます。その結果、必要な場合にのみドアが開き、部屋が使用中の時だけ空調が作動するようになります。このようにして、レーダー技術は同時にエネルギー消費を削減します。

mmWaveレーダーアプリケーション

産業分野は、mmWaveレーダーセンサー技術の主要な応用分野の一つであり、この技術を使用することで、重機（ロボットや建設機械など）の近くにいる作業者の安全性を向上させるために人体を検知することができます。
 
その応用範囲は無限です。 スマートシティ もmmWaveレーダーの恩恵を受ける可能性がある分野です。車両と歩行者の交通状況のモニタリングや、それに応じた信号機のタイミング調整は、その例の一部に過ぎません。

チップからモジュールまでのmmWaveレーダー製品開発

mmWaveレーダー関連のアプリケーション製品の開発を加速させるため、Infineonは高精度かつ高速でサブミリメートルの運動を追跡可能なXENSIV™ 60 GHzレーダーチップを導入しました。Infineonのレーダーセンサーソリューションは高い統合性を備え、小型で低消費電力という特長を持ち、多くのアプリケーションに革新的かつ直感的なセンシング機能を提供します。レーダーは、コンシューマーエレクトロニクス、ヘルスケア、監視、運転支援、産業用途での短距離ポジショニング、生命兆候の追跡などに適した強力なセンサーであることが証明されています。
 
InfineonのXENSIV™レーダーベースの高精度な存在検知ソリューションにより、スマートデバイスは部屋に人がいるかどうかを検出し、その人と視覚的に相互作用することが可能です。最高2.5cmの高解像度検出機能を備え、水平方向および垂直方向の速度、距離、角度を測定し、正確な位置マッピングや3Dトラッキングを行うことができます。
 
このシステムソリューションには、車内感知、スマート照明（屋内使用/PIR代替）、読書灯、ディスプレイウォールやミラー、ノートパソコン、下水システム、会議室の占有状況、トイレ/浴室の占有状況、テレビ、セキュリティ/監視、自動トイレシートカバー、駐車スペース検出など、幅広い応用可能性があります。
 
この有望な市場を活用するため、Arrow Electronicsと台湾のARおよびIoT分野で活動する企業 Jorjin Technologiesは、mmWaveレーダー技術の分野で協力することに合意しました。Jorjin Technologiesは無線モジュールの開発で10年の経験を有し、既存のセンサー製品群をmmWaveレーダー技術で補完することに関心を持っています。
 
2020年中頃までに、Jorjin TechnologiesはInfineonのXENSIV™ 60 GHzレーダーチップに基づいた統合mmWaveレーダーセンサーモジュール MM5D91-00を発売する予定です。このモジュールは、ARM Cortex-M4Fベースのプロセッサーシステム、1Tx/3Rxアンテナ、オンボードレギュレーターを組み込み、超小型（20 x 15 x 2.3mm）、高解像度、低消費電力という3つの利点を兼ね備えています。これにより、スマートホーム、セキュリティ、ジェスチャーセンシングなどの新しい分野へmmWaveレーダー技術を普及させる強力な貢献を果たします。
 
 InfineonのmmWaveレーダーソリューションを促進するために、Arrow Electronicsは過去数年間にわたりInfineonが主催する様々な活動やセミナーに参加し、また数多くのIDH（独立設計ハウス）企業と協力して、スマートトイレシート、スマートアクセス制御、スマート駐車スペース検出、無人航空機(UAV)、レーダーアンテナ、スマート街灯などの開発に取り組んできました。その際、Entro、Sensortech、KingCity、Lexiwaveなどの企業と連携し、かなりの成果を上げています。