PCB部落格 - 什麼是毫米波雷達？

除了傳統的ADAS 毫米波雷達, 4D 毫米波雷達 近兩年來，高解析度點雲成像能力已成為行業熱點，以滿足高級自動駕駛的高精度感知需求.

是什麼 毫米波雷達? 國內外一些巨頭和初創企業正專注於這一新概念產品, 目標是在某些情况下替換或彌補雷射雷達. 車載原理 毫米波雷達 安裝的車輛 毫米波雷達 通過天線向外發射毫米波.

畢竟，雷射雷達的成本和可靠性在最近階段仍然難以著陸，在雨雪等惡劣天氣下，毫米波雷達也需要執行準確和穩定的感知任務。 毫米波雷達是一種高精度感測器，用於量測被測物體的相對距離、當前速度和方位。 與傳統的ADAS毫米波雷達相比，科技難度仍有很大提高。 什麼是毫米波雷達？ 毫米波是指波長在1.-10mm之間的電磁波。 由於波長短、頻帶寬，更容易實現窄波束、高雷達分辯率，並且不易受到干擾。 毫米波雷達是一種高精度感測器，用於量測被測物體的相對距離、當前速度和方位。 早期它被用於軍事領域。 隨著雷達科技的發展和進步，毫米波雷達感測器開始應用於汽車電子、無人機、智慧交通等領域。

現時，不同國家為車載毫米波雷達分配的頻段不同，但主要集中在2.4GHz和77GHz，少數國家（如日本）使用60GHz。 由於77G優於24G的優勢，未來全球車載毫米波雷達的頻帶將彙聚到77GHz頻帶（76-81GHz）， 經過後處理，快速準確地獲取車身周圍的物理環境資訊（如汽車與其他物體之間的相對距離、相對速度、角度、運動方向等），然後根據檢測到的物體資訊對目標進行跟踪、識別和分類， 然後結合車身動態資訊進行數據融合，最後通過中央處理單元（ECU）進行智慧處理。 在做出合理决定後，通過聲音、光線、觸摸等管道告知或警告駕駛員，或及時對車輛進行主動干預，以確保駕駛過程的安全性和舒適性，降低事故發生的概率。

6月22日, 1941, 儘管損失了1977架飛機和2585名飛行員，納粹德國仍然無法獲得英吉利海峽的制空權, 更不用說通過空襲擾亂英國的地面和海軍部隊了. 它不得不放弃入侵英國的“海獅計畫”. 持續一年多的英國空戰以納粹德國戰敗告終. The reason why Britain was able to withstand the attack of the German chariot and win the British air war (mainly because the chariot could not cross the sea) was that, 除了“噴火”和“颶風”等藝員戰鬥機發揮的巨大作用, 幕後還有一比特偉大的英雄——名為“鏈家”的防空雷達.

世界上第一個實用的雷達是由羅伯特·沃森-瓦特爵士研製的, 英國科學家，詹姆斯·瓦特的後代, 誰發明了蒸汽機. 為了儘早向納粹飛機發出預警, 193.6年5月，英國空軍决定在中國大規模部署這種雷達, 這是“局部鏈”雷達的原型. 到1939年初, 共有20個雷達站投入使用. 納粹德國“海獅計畫”實施前, 英國建立了兩個雷達探測網絡, 共有51個雷達站. 這些雷達對抵抗德國空軍的空襲做出了重要貢獻, 從那時起, 隨後80年的廣泛應用 毫米波雷達在各個領域都開始了.

當前發展狀況 毫米波雷達 現時, 毫米波雷達 主要為24GHz和77GHz.
24GHz雷達量測距離短（5~30m），主要用於汽車後部； 77GHz雷達量測距離長（30～70m），主要用於汽車前部和兩側。 毫米波雷達主要包括三部分：雷達射頻前端, 信號處理系統和後端算灋. 現有產品中, 雷達後端算灋的專利許可費約占成本的 50%， 射頻前端約占成本的 40%， 信號處理系統約占成本的 10%.1. 射頻前端射頻前端通過發射和接收毫米波獲得中頻訊號, 並選取距離, 速度和其他資訊. 因此, 射頻前端直接决定 雷達系統. 現時, 射頻前端 毫米波雷達 主要是平面集成電路, 它有兩種形式：混合微波集成電路（HMIC）和單片微波集成電路。 其中,  MMIC公司 射頻前端成本低、產量高, 適合大規模生產. 生產工藝方面, 外延 MESFET， 卷邊, 通常使用 高密度聚乙烯 和其他設備工藝. 其中, 基於 砷化鎵 的 卷邊 工藝是最成熟的，具有優异的雜訊效能.2. 信號處理系統信號處理系統也是雷達的重要組成部分. 通過嵌入不同的信號處理算灋, 它選取從RF前端收集的IF訊號，以獲得特定類型的目標資訊. 信號處理系統一般以DSP為覈心，實現複雜的數位信號處理算灋，以滿足雷達的實时性要求.
3. 後端算灋後端算灋占整個成本的最高比例 毫米波雷達. 對於 毫米波雷達, 國內研究者從頻域的角度提出了大量的算灋, 時域和時頻分析, 離線實驗的準確性也很高. 然而, 國內雷達產品主要採用基於頻域的FFT及其改進算灋進行分析. 測量精度和應用範圍有一定的局限性, 而國外的算灋受到專利的嚴格保護, 而且價格很貴.

除了傳統的ADAS毫米波雷達，具有高解析度點雲成像能力的4D毫米波雷達近年來已成為行業熱點，以滿足高級別自動駕駛的高精度感知需求。 國內外一些巨頭和初創企業正專注於這一新概念產品，其目標是在某些場景下替代或彌補雷射雷達。 畢竟，雷射雷達的成本和可靠性在最近階段仍然難以著陸，在雨雪等惡劣天氣下，毫米波雷達也需要執行準確和穩定的感知任務。 所謂4D是指3D輪廓高解析度點雲輪廓和高精度速度資訊。 這就像將相控陣雷達的功能集中到一個蘋果手機大小的雷達上。 與傳統的ADAS毫米波雷達相比，科技難度仍有很大提高。

毫米波雷達具有廣闊的市場空間. 由於各國車輛安全標準的不斷提高, 近年來，主動安全技術高級駕駛輔助系統（ADAS）呈現出快速的發展趨勢。 汽車 毫米波雷達 已經成為汽車電子製造商認可的主流選擇，因為它可以全天候工作, 具有巨大的市場需求.  2014 年, 全球汽車 毫米波雷達 市場出貨量 1900 萬. 根據 Plunkeet研究 的預測, 市場研究機構, 預計到 2020 年, 全球汽車 毫米波雷達 市場將有近 7000 萬,  2015 年至 2020 年的複合年增長率約為 24%. 現時, 汽車 毫米波雷達 市場主要由歐洲和美國製造商 （ 如大陸）佔據, 博世,  Wayking Weicheng公司 公司, 海拉, 等.