24GHzの民俗学

――移動体検知センサーと電波を食べる民――

前編：

本稿は、前編「ISMの風土記」[1] に続く、ISMバンド周辺の民俗学の締めくくりである。

ただし、この後編は一本の一本道ではなかった。
前編から分岐する後編は複数あった。

並立する後編：

2.4GHz、13MHz、433MHz、6.78MHz。
それぞれの周波数には、それぞれの生活圏と作法があった。

そして本稿で扱う24GHzは、気配を読む土地である。

ここでは、人は名乗らない。
カードもかざさない。
SSIDも掲げない。

ただ、動く。
あるいは、動かない。

そして機械は、その差を読む。

ただし、24GHzの近くに住む民は、気配を読む者だけではない。
電波を食べる小さな機械もいれば、返事を待つ無線の民もいる。

この高い周波数の土地では、電波は問いにもなり、糧にもなり、挨拶にもなる。

本稿の目的は、24GHz帯を単なるセンサー用周波数としてではなく、気配を読み、電波を食べさせ、返事を待つ者たちが集まる土地として描くことである。
そこでは電波は、通信の声である前に、反射を聞く耳であり、機械を養う糧であり、法規に縁取られた作法でもある。

1. 24GHzという、気配の土地

24GHzは、日常語としてはあまり有名ではない。

2.4GHzならば、Wi-Fiの設定画面に現れる。
13.56MHzならば、交通系ICカードやNFCの「ピッ」という音に現れる。
433MHzならば、小さな無線機器の低い声として現れる。
6.78MHzならば、ワイヤレス電力伝送の磁界として、近くの機器を満たす。

しかし24GHzは、たいてい黙っている。

自動ドアの上。
照明器具の中。
廊下やトイレの天井。
駐車場の入口。
工場の搬送路。
スポーツ練習場の片隅。
ベッドサイドの小さな箱。

そこに24GHzの民がいる。

彼らは、人に名前を尋ねない。
顔を写さない。
カード番号を読まない。
磁界で抱えもしない。
低い声で遠くへ合図するのでもない。

ただ、空間へ電波を出し、戻ってくる反射の変化を読む。

24GHzの移動体検知センサーは、通信機器というより、見えない触覚である。

2. 移動体検知センサーとは何か

移動体検知センサーとは、主として移動する人または物体の状況を把握するための無線設備である。対象物の存在、位置、動き、大きさなどに関する情報を得るための、無線標定の装置である。[6]

この定義は、なかなか味わい深い。

存在。
位置。
動き。
大きさ。

いずれも「誰であるか」ではない。
「そこに、どのようにあるか」である。

この装置は、通信の民ではない。
標定の民である。

声を届けるのではない。
相手に名乗らせるのでもない。
そこにあるものの気配を読む。

ただし、移動体検知センサーは、ISMバンド本来の住人ではない。

ISMの古い住人は、工業、科学、医療のために高周波エネルギーを使う者たちである。
加熱する。
溶かす。
反応させる。
処理する。

それに対して、移動体検知センサーは、電波を出し、反射を読み、対象物の存在、位置、動き、大きさを知る。
これは通信でも、加熱でもない。
無線標定である。

つまり彼らは、ISMの炉端に昔から座っていた民ではない。
あとからやって来て、反射を読むために住み始めた民である。

日本でその戸籍がはっきり現れるのは、2001年である。
ARIB STD-T73「特定小電力無線局 移動体検知センサー用無線設備」は、2001年9月6日に策定された。[6]
この規格によって、10.5GHzを超え10.55GHz以下、また24.05GHzを超え24.25GHz以下の電波を使用する移動体検知センサー用無線設備が、制度上の居場所を得た。[7]

24GHzの検知民は、ISMの古い土着民ではない。
二十一世紀の入口で戸籍を得た、反射を読む新住民である。

この民は、大声で叫ぶわけではない。

移動体検知センサー用の特定小電力無線局は、その名のとおり、微小な出力で働く無線局である。
十mW級の小さな電力。
しかし、その小さな電力は、近くの空間へ問いを投げるには足りる。

誰かいるか。
何か動いたか。
近づいているか。
遠ざかっているか。

そして、その小さな問いにも、制度上の戸籍がある。
規格があり、周波数範囲があり、空中線電力があり、空中線利得があり、使ってよい作法がある。

Low Power であっても、無法ではない。
小さな声にも、住む土地の掟がある。

このため、24GHzの移動体検知センサーは、日常生活の中でさまざまな役を担う。

乗り物の速度を測る。
球技のボールの速度を測る。
人や物の接近を知る。
部屋に人がいるかを知る。
侵入を検知する。
距離を測る。
角度を知る。
機械や車両の衝突を防ぐ。
長く動きがないことを知る。
場合によっては、呼吸や微小な体動のような、生存のリズムを探る。

つまり24GHzの民は、動きの役人である。

ただしこの役人は、名簿を持たない。
戸籍を問わない。
顔写真も撮らない。

かわりに、反射を読む。

3. ドップラーの耳、位相の目、IFの音

24GHzのセンサーでよく知られるものに、ドップラーセンサーがある。

ドップラー効果とは、動くものに反射した波の周波数が、わずかにずれる現象である。救急車のサイレンが近づくと高く聞こえ、遠ざかると低く聞こえる。あれと同じことが、電波でも起きる。

センサーは電波を出す。
その電波は、人や車やボールに当たり、反射して戻ってくる。
対象が近づいていれば、戻る電波の周波数はわずかに上がる。
遠ざかっていれば、わずかに下がる。

この差を読むことで、センサーは動きを知る。
速度を知る。
そこに移動体があることを知る。

さらに、反射波の位相を読むこともできる。
戻ってくる波の位相が、時間とともにどちらへ進むか。
IとQ、すなわち互いに90度ずれた二つの成分を取り出せば、位相の回り方が見える。
すると、対象がこちらへ接近しているのか、それとも遠ざかっているのかを判定できる。[21]

周波数のずれは、動いたことを告げる。
位相の回転は、どちらへ動いたかを告げる。

ここでセンサーは、単に「動いた」と言っているのではない。
動きの向きを読んでいる。

近づく。
離れる。
止まる。
また動く。

そして、さらに面白いことに、このセンサー出力は耳に近い。

ドップラーセンサーのIF、すなわち中間周波出力は、対象物の速度によってはAF、つまり可聴周波数の領域に現れる。[21][22]

24GHzの波長は、およそ12.5mmである。
対象が秒速1mで近づく、あるいは遠ざかるだけで、ドップラー周波数はおよそ160Hzになる。
これは、人の耳で聞ける低い音である。

ゆっくり歩く人なら、低い揺れとして聞こえる。
速く走るものなら、より高い音になる。
車やボールなら、さらに鋭い音になる。

もちろん、これは音そのものを聞いているのではない。
聞いているのは、空気の振動ではなく、電波の反射が生んだ差の周波数である。

しかし、その差の周波数は、増幅してスピーカーにつなげば、人の耳で聞くことができる。

反射体が大きければ、返ってくる信号は強くなる。
小さければ、かすかになる。
近づけば、位相は一方へ回る。
遠ざかれば、逆へ回る。
速ければ音は高くなり、遅ければ低くなる。

つまり、慣れた耳なら、IFの音を聞くだけで、反射体の大きさや速さを、ある程度、感覚的に知ることができる。

大きなものが近づく音。
小さなものがかすめる音。
ゆっくり動く身体の低い揺れ。
速く通り過ぎる物体の鋭い変化。

それは、測定器の数字になる前の、電波の手触りである。

24GHzのセンサーは、空間の中の小さな変化を、周波数のずれとして聞き、位相の回転として読み、IFの音として耳に落とす。

それは視覚ではない。
聴覚に近い。
いや、もっと正確には、反射を聞く触覚である。

24GHzの民俗学は、この「見ないで知る」作法から始まる。

4. 速度を数字にする民

乗り物、投球、球技、速度計測

24GHzの電波は、速度を測ることができる。

自動車。
フォークリフト。
搬送装置。
工場内を動く台車。
野球の投球。
投手の球速。
ゴルフの打球。
テニスやサッカーの球。

動くものは、反射波にずれを残す。
センサーはそのずれを読み、速さを数字にする。

ここで起きていることは、単なる計測ではない。
身体感覚の翻訳である。

かつて速さは、目で見て、耳で聞き、身体で感じるものだった。
車の唸り。
ボールの風切り音。
捕手のミットの音。
観客のどよめき。
受け手の手の痛み。

速さは、経験として語られた。

しかし現代では、速さは数字として現れる。

時速何キロ。
秒速何メートル。
球速何キロ。
打球速度何キロ。
ヘッドスピードいくつ。

数字は、身体の外に置かれた鏡である。

とりわけ野球では、投手の投球速度がひとつの物語になる。

時速何キロの直球か。
球速は落ちていないか。
変化球との速度差はどれほどか。
その数字は、投手の調子、才能、疲労、成長を語る言葉になる。

かつて「速い球」は、捕手のミットの音や打者の反応で語られた。
いまでは、その速さはスピードガンの表示に現れる。
観客は球速表示を見る。
選手は数字を見る。
コーチはフォームと数字を結びつける。

24GHzの民は、投手の身体から放たれた一球を、反射波のずれとして受け取り、速度という数字へ変える。

選手は、自分の感覚を数字と照らし合わせる。
コーチは、フォームの変化を数字で見る。
観客は、表示された速度にどよめく。
練習場では、昨日の自分と今日の自分が比較される。

24GHzの民は、ボールを測っているようで、人間の欲望を測っている。

もっと速く。
もっと遠くへ。
もっと正確に。
もっとよくなりたい。

電波はその願いに、黙って数字を返す。

5. 在不在と生存確認

いる、いない、まだリズムはあるか

速度計測が、動きを数字にする働きだとすれば、在不在確認は、動きを状態にする働きである。

人がいる。
人がいない。
近づいている。
離れている。
動いている。
長く動いていない。

この単純な区別が、現代の建物を大きく変えた。

照明は、人がいれば点く。
いなければ消える。
空調は、人の有無に応じて働く。
トイレの使用状況がわかる。
会議室の占有がわかる。
車内に人が残っていないかを調べる。
施設の通路で、人や物の接近を知る。

そして、ときには侵入を知る。
あるいは、衝突を防ぐ。

倉庫や工場では、人、台車、フォークリフト、搬送装置が同じ空間を動く。
そこでセンサーは、単に「いる／いない」を判じるだけではない。
近づきすぎたものを知る。
危険な接近を知る。
人が入ってはならない場所へ入ったことを知る。

つまり24GHzの民は、空間の番人でもある。

入口では、侵入を読む。
通路では、接近を読む。
機械のそばでは、衝突の予兆を読む。

近年の24GHz電波式測距センサーには、進入検知、存在検知、距離計測、角度検知を小さなパッケージで扱うものもある。
たとえばソシオネクストのSC1233AR3は、24.06〜24.24GHzを用い、モーション検知、距離検知、外部MCU演算による角度検知に対応する2D検知モデルとして説明されている。[11]

ここで24GHzの民は、単に「動いた」と告げるだけではない。
そこにいる。
近づいている。
どのあたりにいる。
どの距離にいる。

そうした空間の輪郭を、小さな半導体パッケージの中で読み始めている。

在不在確認とは、現代建築が気配を読むための文法である。
そしてそれは、快適さや省エネルギーのためだけの技術ではない。
安全のために空間を見張る文法でもある。

赤外線人感センサーは、熱の変化を見る。
カメラは、画像を見る。
ドアセンサーは、開閉を見る。
床圧センサーは、重さを見る。
それに対して、24GHzの電波センサーは、反射の変化を見る。

暗い場所でもよい。
顔を写さなくてもよい。
薄いカバーの向こうからでも、条件によっては検知できる。

だから、センサーは姿を消しやすい。

天井の中。
壁の中。
照明器具の中。
機械の筐体の中。

見張るものが見えなくなり、検知だけが残る。

しかし、在不在確認の先には、さらに重い問いがある。

生存確認である。

この言葉は、単に「いるか、いないか」ではない。
「生きているか」という問いである。

24GHzを含むマイクロ波・ミリ波レーダーは、非接触で呼吸や心拍、体動のような微小な動きを捉える研究や応用に用いられている。[16]

胸のわずかな上下。
皮膚表面の小さな変位。
寝返り。
呼吸に伴う周期的な動き。
眠っている人の、ほとんど見えないリズム。

24GHzバイタルセンサーの説明では、呼吸や脈のような体表の微小な変化を、反射波のドップラー効果による周波数変化として感知するとされる。[12]
ここで読まれているのは、大きな動作ではない。
身体の表面に現れる、ほとんど見えない周期である。

ここでセンサーは、速く動くものを測る装置から、ほとんど動かない身体の中に残る微小な動きを探す装置へ変わる。

自動ドアのセンサーは、人が近づく動きを読む。
速度計測のセンサーは、車やボールの速さを読む。
在室センサーは、人がいるかを読む。
生存確認のセンサーは、動かなさの中にある、まだ続いているリズムを読む。

もちろん、慎重さは必要である。

センサーは神ではない。
医師でもない。
呼吸らしき変化を読むことと、生命を完全に保証することは同じではない。

それでもなお、非接触で、暗闇でも、身体に触れずに微小な運動を探ろうとする技術には、現代的な祈りの形がある。

24GHzの民は、動くものを探すだけではない。
動かなさの中に、まだ残るリズムを探す。

そこに、まだ呼吸はあるか。
そこに、まだ生活は続いているか。

現代の建物は、しだいに「気配を読む家」になっていく。
そしてその家は、ときに、住む人の沈黙に耳を澄ます。

6. 見守りの倫理

顔を撮らなくても、暮らしは読まれる

しかし、その問いを誰が、何のために、どこまで発してよいのか。

24GHzセンサーは、カメラよりも控えめに見える。

顔を撮らない。
映像を保存しない。
服装も表情も読まない。
その意味で、プライバシーに配慮したセンシングとして語られることがある。

たしかに、寝室、トイレ、更衣室、病室のような場所では、画像を使わないことに大きな意味がある。
人の尊厳は、見られない権利によって守られることがある。

しかし、見えないことは、常に無害であることを意味しない。

在室。
離席。
滞在時間。
睡眠。
呼吸。
生活リズム。
動線。
長時間の無動作。

これらは画像ではない。
だが、生活そのものである。

顔を撮らなくても、人は読まれる。
名前を聞かなくても、暮らしは推定される。
姿を残さなくても、行動の輪郭は残る。

したがって、24GHzの見守りには倫理がいる。

何を検知するのか。
何を保存するのか。
誰が見るのか。
何のために使うのか。
本人は知っているのか。
拒むことはできるのか。
誤検知や未検知は、誰が引き受けるのか。

民俗学が観察するのは、機器だけではない。
その機器が置かれたとき、人々がどのような作法を身につけるかである。

見守られることに慣れる。
センサーのある部屋で暮らす。
動かなければ通知されることを知る。
通知されないように、あえて動く。
あるいは、見守られていることを忘れる。

24GHzの民俗は、安心と監視のあいだに生まれる。

7. 周辺のレーダー民

Xバンド、車載24GHz、77GHzへの移住

もっとも、移動体検知センサーの民は、24GHzにだけ住んでいるわけではない。

ISMバンドではないが、Xバンドにもいる。

10.525GHz帯の移動体検知センサーである。

Xバンドは、おおむね8GHzから12GHz付近のマイクロ波帯を指す。
24GHzがKバンドの入口に近い高い土地だとすれば、10GHz台のXバンドは、もう少し低く、波長の長い土地である。

この住人もまた、ものを「見る」のではない。
電波を出し、反射を受け、対象物の存在や動きの変化を読む。

しかし、このXバンドの隣人には、重要な条件がある。

屋内の住人である。

10.525GHz帯のドップラーセンサーには、電波法上、屋外で使用できず、屋内専用とされるものがある。[9]
屋外には、同じXバンド周辺で働く別の無線標定の住人がいる。
速度を測るレーダーである。

つまり、Xバンドのセンサーを屋外へ持ち出せば、単に「よく飛ぶ」では済まない。
警察の速度測定レーダーなどに干渉する可能性が高い。

ここで周波数の民俗は、地理の民俗になる。

同じ周波数でも、場所によって作法が変わる。
屋内ならば、壁と天井の内側で気配を読む。
屋外では、道路、車両、取締、無線標定の制度とぶつかる。

10.525GHzの民は、ISMの風土記から来た住人ではない。
しかし、動きを読むという作法では、24GHzの遠縁である。

彼らは、24GHzの隣人である。
同じく反射を聞く。
同じく動きを読む。
しかし、その足元には「屋内」という境界線が引かれている。

Xバンドの隣人は、窓の外へ出ない。
彼は、室内で気配を読む。
外の道路には、別のレーダーの掟がある。

なお、24GHzの検知民には、かつて車のバンパーに住んだ者もいる。

車載レーダーである。

24GHz帯の車載レーダーは、衝突防止、車間距離測定、死角検知、車線変更支援、クロス・トラフィック・アラート、自動緊急ブレーキ、アダプティブ・クルーズ・コントロールなどに用いられてきた。[24]

これもまた、電波を出し、反射を読み、近づくものや離れるものを知る無線標定の民である。

しかし、この住人は、いま引っ越しの途上にある。

従来、多くの車載レーダーは24GHz帯を用いていた。
しかし24GHz UWBの利用は欧州や米国で段階的に停止される方向となり、車載レーダー用には77GHz帯が開放されていった。[24]

24GHz NBは24.05GHzから24.25GHzまでの200MHz幅である。
これに対して、77GHz帯では77GHzから81GHzまで、最大4GHzの掃引帯域幅を使える。

この違いは大きい。

FMCWレーダーでは、掃引帯域幅が広いほど距離分解能は高くなる。
さらに、77GHzでは波長が24GHzの約3分の1になる。
そのため、同じ視野と利得を得るアンテナ面積は小さくできる。[24]

車の中という限られた空間では、この小型化も大きな意味を持つ。

ここにも、周波数の民俗がある。

ある周波数帯に住んでいた民が、技術の進歩と制度の変更によって、別の土地へ移っていく。

24GHzのバンパーの民は、77GHzや79GHzの高い土地へ向かった。
消えたというより、後継者に道を譲りつつある住人である。

かつて24GHzは、車の前方や側方を読むためにバンパーの中にいた。
いま、その役目の多くは、77GHz帯、79GHz帯の民へ受け継がれている。

8. ホーンと導波管

電波の口を削る民

24GHzの民俗学を語るなら、ホーンアンテナにも触れなければならない。

ホーンアンテナとは、導波管の先をラッパのように広げたアンテナである。
音のラッパが声を前方へ押し出すように、電波のラッパはマイクロ波を空間へ送り出す。
また、空間から戻るかすかな反射を受け取る。

それは、電波の口であり、耳である。

24GHzのセンサーすべてが金属のラッパを持つわけではない。
小型の移動体検知センサーでは、基板上のパッチアンテナやアレイアンテナが用いられることも多い。アンテナは薄くなり、筐体の内側へ隠れ、もはやアンテナらしい形を見せない。

しかし、電波をある方向へ鋭く投げたいとき、戻ってくる反射をその方向から選び取りたいとき、開口が必要になる。

波を絞るには、口がいる。
気配を遠くから聞くには、耳の形がいる。

24GHzの波長は、およそ12.5mmである。
波長が短いぶん、Xバンドより小さな開口でも指向性を得やすい。
しかし、原理は変わらない。
指向性を得るには、波長に対して意味のある大きさの構造がいる。

ここで、電波の工作は電子工作から機械工作へ寄っていく。

低い周波数の無線では、フィーダーといえば同軸ケーブルであり、工作といえば半田ごてであった。

切る。
むく。
半田を流す。
コネクタを付ける。
導通を確かめる。

そこには電子工作の親しみがある。

しかし24GHzに来ると、事情が変わる。

フィーダーは、しばしば導波管になる。
電気を流す線ではなく、電波を閉じ込めて進ませる金属の管である。

寸法を出す。
面を合わせる。
フランジを締める。
隙間を嫌う。
ねじの締め方をそろえる。
導波管の口を正しく合わせる。
ホーンの開口を測る。
段差やずれを気にする。

波長が短くなると、世界の粗さが見えてくる。

数ミリのずれは、もはや雑では済まない。
金属片の角、フランジの段差、ねじ穴の位置、導波管の内寸。
それらが、電波にとっての地形になる。

低い周波数では、電波は線を歩く。
24GHzでは、電波は管を通る。

半田ごての民は、ここでノギスの民になる。

24GHzの工作は、電波を飛ばす遊びであると同時に、電波の通り道を彫る遊びである。

9. 管内マイクロマシン

配管の中、身体の中、電波を食べる民

24GHzの近くには、もう一つ奇妙な民がいる。

管内マイクロマシンである。

ここでいう「管内」には、二つの意味がある。

一つは、工業配管の中である。
もう一つは、身体の中の管である。

移動体検知センサーは、電波を出し、反射を聞く。
アマチュア無線は、電波を出し、返事を待つ。
しかし管内マイクロマシンは、電波を受けて動く。

いわば、電波を食べる民である。

ここで、少しだけISMの本来の住人に戻っておきたい。

電力送信は、ISMの本来の住人に近い。

ISMの古い住人は、電波を通信の声として使う者ではなかった。
電波をエネルギーとして使う者であった。

加熱する。
溶かす。
処理する。
励起する。
そして、電力を渡す。

この意味で、6.78MHzのワイヤレス電力伝送は、ISMの血筋をよく保っている。
コイルとコイルのあいだで近接場の磁界を結び、近くの機器に電力を渡す。
それは、電波で語るというより、電波で養う技術である。[23]

一方、24GHzの移動体検知センサーは、ISMの古い土着民ではない。
彼らは、電波をエネルギーとして食べさせるのではなく、反射として読む。
存在、位置、動き、大きさを知る。
通信でもなく、加熱でもなく、無線標定である。

だから、同じISMの土地にいても、血筋が違う。

6.78MHzの給電民は、ISMの炉端に近い。
24GHzの検知民は、その土地に後から入ってきた、反射を読む新住民である。

しかし、管内マイクロマシンの22〜24GHz近傍では、再び電波はエネルギーとなる。
ここで24GHz近傍の民は、ISMの古い血筋に近づく。

デンソーなどによる管内検査用マイクロマシンの開発例では、直径10mmの金属配管が、マイクロ波にとって円形導波管として働くことに注目している。
直径10mmの配管では、22GHzから24GHz付近が導波管モードとして使えるため、エネルギー供給には22GHz、通信には24GHzが採用された。[17]

ここでは、導波管は部品ではない。

管そのものが導波管である。

ふつう導波管といえば、机の上の金属管や、測定器の前に置かれたフランジを思い浮かべる。
しかし管内マイクロマシンでは、機械が走る配管そのものが、電波の通り道になる。

電波は外から配管へ入る。
管の中を進む。
小さなマイクロマシンに届く。
搭載されたアンテナがそれを受ける。
整流回路がマイクロ波を直流に変える。
その直流が、機械を動かす。

ここで24GHz近傍の電波は、情報であると同時に、糧でもある。

ここで、6.78MHzのワイヤレス給電と比べておきたい。

6.78MHzの給電は、コイルとコイルのあいだで近接場の磁界を結び、電力を渡す。
いわば、磁界で抱える給電である。

これに対して、22〜24GHz近傍の給電は、アンテナや導波管を使い、マイクロ波としてエネルギーを運ぶ。
波長が短いため、小さなアンテナやホーンでも方向を持たせやすく、管の中や狙った場所へ届ける発想と相性がよい。

6.78MHzが「磁界で抱える」民だとすれば、24GHz近傍は「波を絞って届ける」民である。

ここでは深く立ち入らない。
同じワイヤレス給電でも、食卓の形が違う。

そして、この「管」は、工業配管だけに限られない。

血管。
消化管。
カテーテル。
内視鏡。
体内を移動する小さなセンサー。
あるいは、将来の体内マイクロマシン。

体内の管を進む装置としては、カプセル内視鏡もこの系譜にいる。

たとえばRFのカプセル内視鏡「NORIKA」は、直径9mm、長さ23mmのピル型CCDカメラとして説明され、電池を体内に長く置く危険や小型電池の制限を避けるため、無線による電力伝送を採用したとされる。[18]

ここで重要なのは、周波数そのものではなく、発想である。

身体の中へ小さな機械を入れる。
その機械に電力を送り、姿勢を制御し、画像や情報を外へ返す。
体内デバイスは、電池を抱え込むのではなく、外から電力を受け、外へ報告を返す民になる。

体内で圧力、温度、pH、画像、流量などを測る装置は、取得したデータをどこかへ送らなければならない。
従来は細い線を通すか、低い周波数の無線を使うか、あるいは体外へ取り出してから読む必要があった。
だが、装置が小さくなればなるほど、配線は邪魔になり、電池は重くなり、アンテナは小さくならざるを得ない。

そこで、体内用の小型アンテナや、埋込み型デバイスの無線通信、無線給電、センシングが研究されている。[19]

24GHz帯もまた、こうした身体周辺・体内近傍通信の研究文脈に顔を出す。[20]
24GHzは波長が短い。
アンテナを小さくできる。
高いデータレートも期待できる。
画像のような情報を送るには、低い周波数より魅力がある。

しかし、身体は自由空間ではない。

水分を含む組織は、マイクロ波やミリ波を吸収する。
体内深くへ飛ばすには損失が大きい。
発熱やSARの問題もある。
アンテナは周囲の組織に強く影響される。
小さく作れても、よく飛ぶとは限らない。

つまり、体内の24GHzは、空を飛ぶ24GHzではない。

工業配管の中では、金属管が導波管になる。
身体の中では、血管や消化管は導波管ではなく、むしろ損失の多い湿った通路になる。

この対比が面白い。

金属の管は、電波を導く。
身体の管は、電波を弱める。
それでも人は、その中へ小さな機械を送り込み、そこから外へ情報を取り出そうとする。

管内マイクロマシンは、工業の夢であり、医療の夢でもある。

配管の奥で、腐食や傷を調べる。
血管の中で、圧力や流れを測る。
消化管の中で、画像を送る。
カテーテルの先で、温度や圧力を読む。

そこでは、24GHz近傍の電波は三つの顔を持つ。

機械に力を与える。
データを外へ運ぶ。
小さな身体の位置や状態を知らせる。

センサーの24GHzは、動きを読む。
管内マイクロマシンの24GHz近傍は、動くものに力を与え、動くものから情報を受け取る。

一方は、反射を聞く電波である。
もう一方は、機械に食べられ、機械から語り返される電波である。

ここでも工作の感覚は、機械工作へ寄っていく。

配管の直径。
血管の太さ。
カテーテルの外径。
アンテナの大きさ。
導波管モード。
組織による損失。
整流回路。
発熱。
消費電力。
通信と給電の分離。

低い周波数の無線では、空間は広がりとして現れる。
24GHz近傍の管内マイクロマシンでは、空間は管として現れる。

金属の管。
樹脂の管。
血の管。
消化の管。

電波は、空へ広がらない。
管の中を歩く。
あるいは、管の中で弱りながら、それでも小さな機械に届こうとする。

24GHzの民俗学において、これは重要な反転である。

電波は、問いであるだけではない。
電波は、挨拶であるだけでもない。
電波は、ときに食物である。
そして、ときに、身体の奥から戻る小さな報告である。

10. アマチュア無線の隣人

反射を聞く者、返事を待つ者

24GHzには、アマチュア無線もいる。

これは、24GHzを単なるセンサーの土地として語るだけでは見落としてしまう住人である。

移動体検知センサーは、反射を聞く。
管内マイクロマシンは、電波を食べる。
アマチュア無線は、返事を待つ。

移動体検知センサーにとって、戻ってくる反射は、対象物の気配である。
管内マイクロマシンにとって、届いてくる電波は、走るための糧であり、あるいは体内から外へ向かう小さな報告の道である。
アマチュア無線にとって、届いてくる信号は、向こう側にいる人間の気配である。

どれも、見えない空間の向こうを探っている。
しかし、探しているものが違う。

センサーは、匿名の対象を読む。
マイクロマシンは、管の奥で電力を受け取り、あるいは情報を送り返す。
アマチュアは、名乗る相手を探す。

センサーは、人や物を記号化する。
マイクロマシンは、電波を直流へ変え、また体内や配管の情報を電波へ戻す。
アマチュアは、電波の向こうに人を呼ぶ。

同じ24GHzの高い土地に、無言の見張り番と、電波を食べる小さな機械と、呼びかける実験者が隣り合っている。

ここで面白いのは、アマチュア無線の24GHzが、低い周波数のアマチュア無線とは違う身体を持つことである。

HFのアマチュアは、電離層の気分を読む。
VHFやUHFのアマチュアは、アンテナの高さや見通しを気にする。
24GHzのアマチュアは、さらに金属加工の精度を読む。

そして、空の水も読む。

24GHzの電波は、雨雲にも反射する。
より正確に言えば、雲の中の水滴、雨滴、雪片、氷晶、霰のような粒子によって散乱され、減衰も受ける。

低い周波数では、雨はただの天気である。
しかし24GHzでは、雨は伝搬路の一部になる。
雲は背景ではなく、反射体になる。
空模様は、無線の相手になる。

晴れていれば届く。
雨が降れば弱る。
だが、雨粒や雲の粒子が、思わぬ反射面になることもある。

ここで24GHzのアマチュアは、金属の面だけでなく、空の中の水の面も読む。
導波管のフランジを合わせ、ホーンの向きを定め、そして雲の腹をうかがう。

地上の工作精度と、上空の水粒子。
その両方が、24GHzの交信を左右する。

24GHzのアマチュア無線は、机の上の機械工作であり、同時に空の気象観察でもある。

導波管。
フランジ。
ホーン。
ねじ。
開口。
寸法。
面の合い。

そこでは、交信の前に、まず形が問われる。

管は合っているか。
口は正しい向きを向いているか。
隙間はないか。
損失は許せるか。
反射は少ないか。

24GHzのアマチュア無線は、電子工作の趣味でありながら、同時に機械工作の趣味でもある。

このことは、民俗学的には大きい。

同じ「無線」という言葉の中で、身体の使い方が変わる。
耳を澄ますだけでなく、金属を削る。
半田を流すだけでなく、面を合わせる。
回路を読むだけでなく、管の内側を読む。

24GHzのアマチュアは、空に向かって呼びかける前に、まず電波の通り道を整える民である。

11. SLPR24G

Specified Low Power Radio の24GHz民

この境界に、SLPR24Gが現れる。

SLPRとは、Specified Low Power Radio のことである。
日本語にすれば、特定小電力無線局である。

SLPR24Gのページでは、これを24GHz Bandを使用した特定小電力無線局として紹介している。[8]
用いられているのは、ARIB STD-T73「特定小電力無線局移動体検知センサー用無線設備標準規格」準拠品の無線設備である。

ここで面白いのは、SLPR24Gが、最初からアマチュア無線機として作られたものではないことである。

もとの身体は、移動体検知センサーである。

電源を入れれば、24GHzの電波を出す。
同時に、反射波を受ける。
移動体に反射すれば、ドップラー効果による周波数差をIFとして取り出す。

つまり本来は、反射を聞く装置である。

ところが、その装置には、通信機のような顔が一瞬見える。

SLPR24Gの記述では、IFに信号を入力すると、24GHz波が変調されて送信されてしまうことが判明したとされる。[8]
つまり、回路としては、センサーが声を出しかけるのである。

しかし、そこから先には法規の壁がある。

この設備で認められていた電波形式はN0Nである。
N0Nとは、無変調で、変調信号を持たず、伝送情報を持たない電波である。

したがって、ここでいう「CW」は、アマチュア無線でいう通常のモールス通信としてのCWとは違う。

無変調キャリアを出す。
必要なら電源を断続する。
しかし、その断続に符号としての意味を持たせすぎれば、それはもはやN0Nの無情報ではいられない。

点と線が、言葉になった瞬間。
無変調の沈黙は、A1Aの電信へ近づいてしまう。

つまり、SLPR24Gは「CWで通信した」例ではない。
むしろ、通信にならない範囲で、キャリアを出すところに留まった例である。

ここに、24GHzの民俗学らしい境界がある。

回路としてできること。
工作として試せること。
電波として出せること。
そして、法規としてしてよいこと。

それらは、同じではない。

Low Power であることは、自由であることを意味しない。
Specified であることは、あらかじめ定められた作法の中にいるということである。

SLPR24Gは、センサーが通信機になった例ではない。
センサーが通信機になりかけ、Specified Low Power Radio という制度上の名札を胸に、法規の前で立ち止まった例である。

センサーが声を出しかけたところで、電波法が咳払いをする。
その咳払いは、変調だけでなく、点と線にも及ぶ。

沈黙は許される。
しかし、沈黙を符号にして喋り出すと、別の身分になる。

終章　反射を聞く、電波を食べる、返事を待つ

24GHzには、いくつもの民がいる。

移動体検知センサーの民。
速度を数字にする民。
在不在を判じる民。
生存確認の民。
見守りの倫理に揺れる民。
ホーンアンテナを持つ民。
導波管を削る工作民。
管の中で電波を食べるマイクロマシン。
身体の奥から小さな報告を返そうとする体内デバイス。
アマチュア無線の実験者。
そして、法規の境界で立ち止まるSLPR24G。

さらにその隣には、Xバンドの屋内検知民もいる。
ISMの民ではないが、同じく反射を聞く遠縁である。
ただし彼は、窓の外へ自由には出られない。
外の道路には、別のレーダーの掟がある。

また、かつて24GHzのバンパーに住んだ車載レーダーの民もいた。
彼らの多くは、いま77GHzや79GHzの高い土地へ移っている。
周波数の民俗には、住み替えもある。

前編「ISMの風土記」から始まった、ISMバンド周辺の民俗学は、ここでいったん締めくくられる。

2.4GHz、13MHz、433MHz、6.78MHzには、それぞれの民俗があった。

通信する民。
かざす民。
小さな信号を遠くへ送る民。
磁界で近くの機器を満たす民。

そして24GHzでは、電波は気配を読む問いになる。

誰かいるか。
何か動いたか。
近づいているか。
遠ざかっているか。
どれほど速いか。
まだ呼吸しているか。

しかし24GHz近傍の電波は、問いであるだけではない。

管内マイクロマシンにとっては、糧である。
導波管となった配管の中を進み、アンテナに受け取られ、整流され、直流となり、小さな機械の脚を動かす。

体内の小さな装置にとっては、報告の道でもある。
圧力、温度、画像、流量。
身体の奥で得られた情報が、外へ戻ろうとする。

そしてアマチュア無線の民にとっては、挨拶である。

誰か聞いているか。
こちらの電波は届いているか。
返事はあるか。

反射を読めば、センサーである。
電力に変えれば、糧である。
データを運べば、報告である。
返事を待てば、無線である。

それぞれの周波数は、単なる数値ではなかった。
それぞれに、身体があり、作法があり、暮らし方があった。

そして、どの場合も、人は見えない空間へ向かって、何かが戻ってくることを待っている。

この地、声少なし。
されど反射あり。
ときに、糧あり。
ときに、報告あり。
ときに、返事あり。

註釈

[1] 前編「ISMの風土記」
URL: https://note.com/lopra_lab/n/n3c8616a4ed74

[2] 「2.4GHzの民俗学」
URL: https://note.com/lopra_lab/n/n5254ab719a7c

[3] 「13MHzの民俗学」
URL: https://note.com/lopra_lab/n/n3b29ce952cce

[4] 「433MHzの民俗学」
URL: https://note.com/lopra_lab/n/n62b4fcdaede0

[5] 「6.78 MHzの民俗学」
URL: https://note.com/lopra_lab/n/n185fd4d00609

[6] ARIB「標準規格概要（STD-T73） 特定小電力無線局移動体検知センサー用無線設備」
URL: https://www.arib.or.jp/kikaku/kikaku_tushin/desc/std-t73.html

[7] ARIB STD-T73 一部閲覧PDF
URL: https://www.arib.or.jp/english/image/std_tr/sample/sample-std-t73-2.0.pdf

[8] KashiwaFX886「SLPR24G」開発プロジェクト
URL: https://www.lowpowerradiolab.org/FX886/SLPR24G.html

[9] 秋月電子通商「マイクロ波ドップラーセンサー・パーツセット」
URL: https://akizukidenshi.com/catalog/g/g100255/

[10] 秋月電子通商「24GHz帯ドップラーセンサーモジュールDIP化キット NJR4265 J1」
URL: https://akizukidenshi.com/catalog/g/g107776/

[11] ソシオネクスト「24GHz 電波式測距センサー 2D検知モデル SC1233AR3」
URL: https://www.socionext.com/jp/products/assp/radar-sensor/SC1233/

[12] 株式会社ミオ・コーポレーション「24GHzバイタルセンサーと60GHzバイタルセンサーの比較」
URL: https://mio-corp.co.jp/news/comparison/

[13] JARL「コンテスト使用周波数帯」
URL: https://www.jarl.org/Japanese/1_Tanoshimo/1-1_Contest/frequency.html

[14] Qualwave “Rectangular Waveguide Sizes Table”
URL: https://www.qualwave.com/resources/rectangular-waveguide-sizes.htm

[15] TOTOKU “What is coaxial cable loss?”
URL: https://en.totoku.co.jp/special-contents/column/coaxial_5/

[16] Steven Marty, Federico Pantanella, Andrea Ronco, Kanika Dheman, Michele Magno, “Investigation of mmWave Radar Technology For Non-contact Vital Sign Monitoring,” arXiv, 2023.
URL: https://arxiv.org/abs/2309.08317

[17] デンソーテクニカルレビュー「ワイヤレス管内マイクロマシンの開発」
URL: https://www.denso.com/jp/ja/-/media/Global/business/innovation/review/05-1/05-1-doc-dissertation3-ja.pdf

[18] RF「カプセル内視鏡NORIKA（ノリカ）」
URL: https://rfsystemlab.com/sayaka/norika/system/001.html

[19] K. Aliqab et al., “A Comprehensive Review of In-Body Biomedical Antennas,” Micromachines, 2023.
URL: https://www.mdpi.com/2072-666X/14/7/1472

[20] M. Ali, “24 GHz wearable antenna design for wireless body area networks,” University of Kent, 2024.
URL: https://kar.kent.ac.uk/106484/

[21] Nisshinbo Micro Devices “Radar Sensor Method: Doppler”
URL: https://www.nisshinbo-microdevices.co.jp/en/design-support/micro/sensor/doppler.html

[22] FCL Components “24GHz Doppler Radar Sensor FWM7RAZ01”
URL: https://www.fcl-components.com/downloads/MICRO/fcai/wireless-modules/fwm7raz01.pdf

[23] AirFuel Alliance “Frequency Choice”
URL: https://airfuel.org/frequency-choice/

[24] Texas Instruments「車載レーダ・システムが24GHzから77GHzに移行している理由」
URL: https://e2e.ti.com/blogs_/japan/b/automotive/posts/24ghz-77ghz

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