７９ＧＨｚ帯レーダーシステムの

高度化に関する研究開発

受託研究機関：パナソニック／富士通／広島大学

研究代表 宮本 和彦

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本研究開発の位置づけ

目標とするインフラ応用 79GHz帯レーダーを交差点路側に設置。

歩行者と信号機、車とオートバイを分離検知し、運転者に通知する仕組みを想定

ミリ波帯周波数の有効利用

日本と欧州が中心となり、国際協調を牽引することで、79GHz帯の新たな周波数分配が実現される見通し（WRC-15議題）

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レーダーシステムを高度化する研究開発

要求仕様の設定

広範囲を高速走査して、歩行者や車など複数の対象物を分離し検知できるミリ波レーダー技術の確立が必須

研究開発課題と分担

広視野角・高分解能レーダー技術：

【パナソニック受託】

歩行者を分離検知するパルスレーダー方式技術の開発

広角・高精度なレーダー走査を実現するアレイアンテナ信号処理技術の開発

レーダーシステム実用化技術：

【富士通受託】

レーダーシステム間の干渉を低減する デバイス制御技術の開発

【広島大学受託】

ミリ波レーダーデバイスの温度特性を 補償するＣＭＯＳ回路技術の開発

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歩行者分離検知のパルスレーダー技術

歩行者検知の符号化パルス方式

微弱な歩行者の反射波を検出する ため、レーダー装置のノイズを抑圧

複数対象物分離の装置実証

人/車の分離検知を伝搬実験で実証

Spano符号化 レンジサイドローブを従来比で10dB抑圧

ﾚｰﾀﾞｰ装置構成

人 車

10dB

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広角・高精度走査のアレイアンテナ技術

高精度アダプティブアンテナ方式

送信ビームフォーミングを導入して

4素子受信アレイで角度の高精度化

交差点設置想定の屋外実験

地上高6mにレーダー装置を設置し、車/人/自転車の同時検知を確認

従来技術

開発技術

5

6

7

レーダーシステム間の干渉低減技術

干渉定量化シミュレーション

異なる変調方式(FM-CWおよびスペクトル拡散)間の干渉発生を計算できるシミュレータを開発

タイミングをずらすことで干渉を回避する手法を開発

広帯域PLL技術の試作実証

65nm CMOSで良好な特性を実現

広帯域(76-81GHz)、タイミング制御可能

低位相雑音：-90dBc/Hz@79GHz,1MHz

位相雑音特性 PLLシンセサイザー

CPDのタイミングチャート Cascaded multi-phase detector(CPD)を使ったPLLシンセサイザの構成

干渉回避

FM-CWレーダ(赤)がスペクトル

拡散レーダから干渉を受けた場合(青)

スペクトル拡散レーダ(赤)がFM-CWレーダから干渉を受けた場合(青)

FM-CWレーダ(赤)がFM-CWレーダから干渉を受けた場合(青)

タイミングをずらすと干渉を低減できる

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NMOSFET特性評価結果

Vgs = 0.8V, Vds = 1.1V W/L = 120μm/40nm

79GHz

8dB

MSG：8dB@79GHz

ミリ波CMOS回路の温度補償技術

79GHz帯CMOSモデリング

温度特性評価環境を構築しCMOSデバイスの特性を評価

PA回路技術の試作実証

0～100℃の範囲で特性を補償する電力増幅回路を実現

Temp. controller

VNA

ExtenderVNA

Extender

CH1 CH2

S21 Phase

S21 Mag

VNA

ExtenderVNA

Extender

CH1 CH2

S21 Phase

S21 Mag

CH1 CH2

S21 Phase

S21 Mag

S21 Phase

S21 Mag

S21 Phase

S21 Mag

Vector Network Analyzer

Prober

chuck

VNA

Prover

ExtenderExtender

試作デバイスレイアウト

0

5

10

15

20

25

65 70 75 80 85 90 95 100 105

S21

(d

B)

Frequency (GHz)

0ºC25ºC50ºC75ºC100ºC

With compensation

Within 0.7dB

Measurement results

Simulation

-10

-5

0

5

10

-25 -20 -15 -10 -5 0 5

Po

ut

(dB

m)

Pin (dBm)

0ºC25ºC50ºC75ºC100ºCWith compensation

Psat variation:0.8 dB

OP1dB variation:0.8 dB

温度補償有り

小信号利得 入出力電力特性

PA

Temperature sensor

チップ写真

40 nm CMOS technology

Chip size: 0.65× 0.78 mm2

(including pads)

Supply voltage: 1.1 V

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主な研究成果

実現する機能及び性能

想定使用環境：交差点路側設置

検知対象：歩行者/二輪車/四輪車

検知距離範囲：5m～40m

方位視野角：120°

距離分解能：20cm

方位角度分解能：5°

データ更新周期：100ms以下

最近の技術公開実績

- 2013年度の主要成果 -

学会発表

ITS世界会議2013東京

79GHzレーダー動態展示

European Microwave Week

研究成果口頭発表 3件

APMC 2013

Best paper award 受賞

プレスリリース パナソニック 1件 （10/15）

富士通 2件 （10/8, 10/30）

記事掲載

日経エレクトロニクス誌

ニュース記事 （10/28号、11/25号）

論文掲載 （2/3号）

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