ミリ波とは、波長が1mm~10mm(周波数で約30GHz~300GHz)の電磁波のことを指します。高周波数帯の電波であり、ミリ波レーダーはこの周波数帯を利用して高精度な距離・速度検知を行います。障害物の影響を受けにくく、霧や煙などの環境下でも安定した検知が可能です。
周波数帯とは、電波が持つ振動の回数(周波数の範囲)を示すもので、単位はヘルツ(Hz)です。ミリ波レーダーは主に30GHzから300GHzの高周波数帯を使用しており、この帯域が高精度な測距と高速検知を可能にします。
波長は、電波の1周期の長さを示し、周波数と逆の関係にあります。波長が短いほど高周波数となり、ミリ波は波長が数mmと非常に短いため、細かな物体の検知や高精度な測定に適しています。
反射波とは、入射したミリ波が対象物(境界面)に当たって跳ね返ってくる電波のことです。レーダーはこの反射波の到達時間や周波数変化を解析することで、対象物までの距離や速度を計測します。
ドップラー効果は、波源や観測者の動きや移動により波の周波数が変化する現象です。ミリ波レーダーでは対象物の速度を測定するためにこの効果を利用し、動いている物体の速度や方向の検知に役立てています。
SNRはSignal-to-Noise Ratioの略で、信号の強さとノイズの強さの比率を示します。高いSNRは信号がノイズに対して明瞭であることを意味し、高精度な検知や解析に不可欠な指標です。
ビーム幅とは、通信技術において、レーダーの送信または受信アンテナが放射または感知する電波の角度範囲を指します。狭いビーム幅は高い方向性と高分解能を意味し、対象物をより精密に検知できます。
パルス圧縮は、レーダーの送信信号に対して時間的に長いパルスを使用しつつ、受信時に信号を圧縮して高い距離分解能を得る技術です。これにより、遠距離でも高精度な測定が可能になります。
フェーズドアレイは、複数のアンテナ素子の送信・受信電波のビームを制御し、電波の指向性を電子的に変える技術です。機械的な動作なしでビームの方向を迅速に切り替えられ、追尾や多方向検知に有効です。
FFT(高速フーリエ変換)はFast Fourier Transformの略で、時間領域の信号を周波数領域に変換するアルゴリズムです。大規模データの高速処理が可能で、ミリ波レーダーの受信信号解析に用いられ、対象物の速度や距離を正確に検出するために不可欠な処理技術です。
サンプルレートは、アナログ信号をデジタル化する際のサンプリング頻度で、単位はHz(サンプル/秒)です。高いサンプルレートほど、より詳細な信号解析を可能にします。
スループットは、システムが一定時間内に処理できるデータ量を示します。ミリ波レーダーではリアルタイムで大量のデータを処理するため、スループットの高いシステム設計が求められます。
感度は、センサが微小な信号を検知できる能力を指します。高感度のミリ波レーダーは、遠距離や小さな物体も検知可能です。
分解能は、レーダーが対象物の位置や速度をどれだけ細かく区別できるかを示す指標です。距離分解能や速度分解能などがあり、高分解能は高精度な検査や追尾を実現します。
認証とは、製品が各国の電波法規制や安全基準を満たしていることを証明する手続きです。FCC(米国)、CE(欧州)などの認証取得は、グローバル市場での販売や使用に必須となります。
FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式は、周波数を時間的に連続変化させた電波を送信し、その反射波との周波数差(ビート周波数)を解析することで対象物までの距離や速度を同時に測定するレーダー方式です。高い距離分解能と速度分解能を両立でき、ミリ波レーダーセンサモジュールでは産業機器やスマートホーム機器など幅広い分野で採用されています。
ドップラー方式は、一定の周波数の連続波を送信し、動いている物体から返ってくる反射波の周波数変化(ドップラーシフト)を検出することで物体の速度を測定するレーダー方式です。構造が比較的簡単で、速度検出に特化した用途に適しています。ただし距離測定には適さないため、他の方式と組み合わせて使われることもあります。
パルス方式は、非常に短い時間の電波パルス(短時間の高周波信号)を送信し、対象物に当たってから反射波が戻ってくるまでの時間(往復時間)を計測することで距離を求める方式です。単純な原理で高い距離分解能が得られ、航空・気象レーダーなど長距離用途にも利用されますが、ミリ波レーダーではパルス発生回路や受信回路の精度・コストの面から限定的に使われます。