一、車(chē)用毫米波雷達優(yōu)劣及潛在應用
1、車(chē)用毫米波雷達工作原理
毫米波雷達通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射調頻連續波（FMCW），經(jīng)目標反射后接收到的回波與發(fā)射波存在一個(gè)時(shí)間差，利用該時(shí)間差可計算出目標距離。通過(guò)信號處理器分析發(fā)射與反射信號的頻率差異，基于多普勒原理，可以精確測量目標相對于雷達的運動(dòng)速度，進(jìn)一步通過(guò)多目標檢測與跟蹤算法，實(shí)現多目標分離與跟蹤。
車(chē)用毫米波雷達原理框圖
2、毫米波雷達優(yōu)劣及應用預測
毫米波雷達檢測距離遠、精度高、具有全天候應用的優(yōu)勢，且量產(chǎn)后成本已降至100美元以?xún)?，是當今主流高級駕駛輔助（ADAS）與自動(dòng)駕駛系統中必不可少的傳感器。
各種車(chē)用傳感器的技術(shù)優(yōu)勢對比分析
在L1-L3級自動(dòng)駕駛中，毫米波雷達被用于目標偵測和目標分離，從而實(shí)現各種ADAS主動(dòng)安全應用。在L4-L5級自動(dòng)駕駛系統中搭載毫米波雷達成像技術(shù)。隨著(zhù)自動(dòng)駕駛等級的提高和多種主動(dòng)安全應用的搭載，長(cháng)距（LRR）、中距（MRR）、短距（SRR）車(chē)用毫米波雷達的裝配數量會(huì )大幅提升，并最終實(shí)現360度全覆蓋化。
車(chē)用毫米波雷達在各個(gè)自動(dòng)駕駛等級下的應用
二、毫米波雷達技術(shù)趨勢
車(chē)用毫米波雷達的總體技術(shù)路線(xiàn)包括頻段、單片微波集成電路（MMIC）芯片、天線(xiàn)與模塊、整機等方面的內容，如下圖所示。
車(chē)用毫米波雷達總體技術(shù)路線(xiàn)圖
1、頻率：向76-81GHz頻段統一
目前國際上主流使用的車(chē)用毫米波雷達按照其頻率的不同，主要可分為兩種：24GHz 毫米波雷達和 77GHz 毫米波雷達。通常 24GHz 雷達檢測范圍為中短距離（70米以?xún)龋?，用作?shí)現 BSD、LCA、PA等，而 77GHz 長(cháng)程雷達（70米~200米）則用作實(shí)現 ACC、FCW和AEB等。
24GHz 雷達與 77GHz 雷達
實(shí)現的自動(dòng)駕駛功能
長(cháng)期來(lái)看，車(chē)用毫米波雷達最終會(huì )統一到76-81GHz頻段上，原因主要有兩方面：
（1）24GHz在帶寬和使用范圍上受限。我國工信部對24GHz車(chē)用雷達的頻段劃分為24.25-26.65GHz，帶寬為2.4GHz，擴展空間有限。另外，我國射電天文臺址周?chē)?公里范圍內，禁止使用24GHz短距離車(chē)用雷達設備。
（2）76GHz~81GHz技術(shù)優(yōu)勢。76GHz~81GHz相比于24GHz，物體分辨準確度提高2-4倍，測速和測距精確度提高3-5倍，能檢測行人和自行車(chē)；且設備體積更小，更便于在車(chē)輛上安裝和部署；該頻段是全球裝配永久認可的權威頻段，因此更適用于全球車(chē)輛平臺。采用MIMO（多輸入多輸出）陣列掃描技術(shù)的79GHz成像雷達還可以獲得目標的高度信息，從而實(shí)現真正意義的毫米波成像，79GHz成像雷達將成為未來(lái)車(chē)用中短距離MRR和SRR的主流，與攝像頭、激光雷達結合實(shí)現多傳感器融合。
77GHz毫米波測距雷達與79GHz毫米波成像雷達
2、芯片：向硅基CMOS技術(shù)演進(jìn)
高集成、低成本
車(chē)用毫米波雷達芯片是整個(gè)系統的核心，它包括多種功能電路，如低噪聲放大器（LNA）、功率放大器（PA）、混頻器、壓控振蕩器（VCO）、鎖相環(huán)頻率綜合器（PLL）、本振鏈路（LO）、移相器、倍頻器、分頻器、可編程增益放大器（PGA）、濾波器、甚至收發(fā)天線(xiàn)等，需要具備射頻損耗小、噪聲低、頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大、輸出功率大、功率附加效率高、抗電磁輻射能力強等特點(diǎn)。
當今量產(chǎn)的76GHz~81GHz毫米波雷達芯片技術(shù)大都采用SiGe制程，接收通道、發(fā)射通道和本振通道分開(kāi)實(shí)現。目前正在向成本更低、集成度更高的硅基CMOS技術(shù)演進(jìn)，從65nm、40nm逐步向28nm、16nm工藝演進(jìn)，同時(shí)集成度進(jìn)一步提高，實(shí)現射頻前端、ADC、MCU和存儲器單片全集成，如圖所示，達到成本低、封裝小、重量輕、功耗低的設計要求。
車(chē)用毫米波雷達核心芯片技術(shù)發(fā)展趨勢
3、雷達模塊：基于多芯片級聯(lián)的
79GHz MIMO是產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向
毫米波雷達天線(xiàn)的主流方案是微帶陣列，利用較小的高頻印刷電路板（PCB）空間產(chǎn)生足夠的天線(xiàn)輻射強度，并實(shí)現與芯片的互連，如圖所示。
車(chē)用毫米波雷達天線(xiàn)與模塊的主要技術(shù)路線(xiàn)
基于多芯片級聯(lián)的79GHz MIMO毫米波成像雷達是未來(lái)產(chǎn)業(yè)化方向。采用多芯片級聯(lián)和微型化PCB板載天線(xiàn)陣列，加上雷達信號處理，可以實(shí)現面向高精度多維成像的79GHz MIMO虛擬陣列雷達，將識別精度進(jìn)一步提升到微米級別，支持距離、速度、角度、高度測量和多視角可調多工作模式，實(shí)現全天候下的多維毫米波成像。
三、國內外技術(shù)水平對比
由于我國在傳感器相關(guān)領(lǐng)域起步相對較晚，毫米波雷達面臨國外產(chǎn)業(yè)巨頭的先發(fā)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)鏈壟斷的問(wèn)題。毫米波雷達方面，博世、大陸、德?tīng)柛?、電裝等企業(yè)占據了60%以上的市場(chǎng)份額，且產(chǎn)業(yè)鏈的上游核心芯片為國外壟斷，面臨禁運、限制出貨等不利局面。
1、芯片技術(shù)國內外對比
芯片與國外技術(shù)差距比較大，國內多處于樣片階段。國內的車(chē)用毫米波雷達科研院所和芯片廠(chǎng)商，清華大學(xué)、加特蘭已完成了硅基CMOS 76GHz~81GHz毫米波雷達全集成芯片的研發(fā)，東南大學(xué)、廈門(mén)意行等也推出了SiGe工藝的毫米波雷達芯片，均處于小批量生產(chǎn)階段，并將會(huì )逐步實(shí)現量產(chǎn)并占領(lǐng)國內市場(chǎng)。
國內外芯片企業(yè)及技術(shù)水平對比
2、雷達模塊技術(shù)國內外對比
雷達模塊的核心部件還被外資壟斷。車(chē)用毫米波雷達天線(xiàn)與模塊技術(shù)，目前主要掌握在博世、大陸、德?tīng)柛５攘悴考揞^手中；77GHz毫米波雷達使用的高頻PCB 板材目前全球僅羅杰斯、松下、Schweizer 等少數公司擁有相關(guān)技術(shù)。
3、毫米波雷達產(chǎn)品及應用對比
在一級供應商層級，國內24GHz可以量產(chǎn)，與國外沒(méi)有差距，而77GHz的產(chǎn)品雖然可以量產(chǎn)，但是關(guān)鍵芯片還需要依靠進(jìn)口。
在整車(chē)應用層面，國內外差距較大，可能與國內整車(chē)產(chǎn)品大多定位于中低端相關(guān)。
國內外芯片企業(yè)及技術(shù)水平對比
