毫米波雷達分析

一． 國際市場與技術(shù)

毫米波、激光技術(shù)在無人車領(lǐng)域皆具有重要應(yīng)用，目前尤以毫米波相關(guān)技術(shù)更為火熱。無人車駕駛研發(fā)過程中，常以毫米波雷達作為無人駕駛傳感器之一。原因在于，毫米波傳感器相比較激光雷達以及攝像頭而言，測量距離較遠，且在雨雪等惡劣天氣情形下還能維持穩(wěn)定工作。由此可見，毫米波技術(shù)在無人車領(lǐng)域內(nèi)所發(fā)揮的重要作用。這篇文章中，將向大家詳細介紹毫米波雷達的相關(guān)知識以及如何將毫米波運用在無人車當中。

毫米波雷達技術(shù)壁壘較高，從全球市場情況來看，目前市場份額主要由國外零部件巨頭所占據(jù)。2018 年全球毫米波雷達市場前五大供應(yīng)商分別為博世、大陸、海拉、富士通天、電裝(Denso)，合計占有了 68%的市場份額。此外，TRW、德爾福、Autoliv、法雷奧等公司也是重要的毫米波雷達供應(yīng)商。

1. 毫米波雷達的特點

在毫米波雷達的頻率選擇上，各個國家主要有三種波段——24GHz、60 GHz、77 GHz，而目前正在向77GHz靠攏。歐洲和美國選擇的是對77GHz的集中研究，而日本則選用了60GHz的頻段，隨著世界范圍77G Hz毫米波雷達的廣泛應(yīng)用，日本也逐漸轉(zhuǎn)入了77GHz毫米波雷達的開發(fā)。

目前毫米波雷達主要是以24GHz SRR(Short Range Radar)系統(tǒng)+77GHz
LRR(Long Range Radar)系統(tǒng)的形式出現(xiàn)，24GHz毫米波雷達主要負責短距離探測，而77GHz毫米波雷達主要負責遠距離探測。

1）77GHz雷達相對于24GHz雷達體積更小。77GHz雷達波長不到24GHz的三分之一，所以收發(fā)天線面積大幅減小，整個雷達的尺寸有效下降，對于追求小型化非常有利。

2）77GHz雷達可以同時滿足高傳輸功率和寬工作帶寬，同時滿足這兩點使得其可以同時做到長距離探測和高距離分辨率。

3）77GHz雷達在天線、射頻電路、芯片等的設(shè)計和制造難度更大，技術(shù)成熟度較低，目前成本更高。

從國外主要毫米波雷達供應(yīng)商的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)來看，各公司在毫米波雷達發(fā)展上各有不同。

博世的毫米波雷達產(chǎn)品主要以 76-77GHz 為主，產(chǎn)品技術(shù)先進，主要包括 MRR(中距離)和 LRR(遠距離)兩個系列，其中 LLR4 產(chǎn)品最大探測距離可以達到 250 米，在同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先位置。

大陸的毫米波雷達產(chǎn)品全面覆蓋 24GHz 和 77GHz 兩個頻率，且以 77GHz產(chǎn)品為主，產(chǎn)品類別豐富，包括 ARS441、ARS510、SRR520、SRR320 等多個系列。大陸 ARS441 遠程毫米波雷達的最大探測距離可以達到 250 米，在同類產(chǎn)品中領(lǐng)先。大陸的毫米波雷達產(chǎn)品的探測視角在對比中也較為突出。

海拉同樣也是毫米波雷達的最大的幾家供應(yīng)商之一，早在 2004 年，海拉的第一代 24GHz 毫米波雷達即進行量產(chǎn)。目前海拉的毫米波產(chǎn)品主要以 24GHz 為主，是市場上的重要生產(chǎn)商。

德爾福公司的毫米波雷達產(chǎn)品也主要以 77GHz 產(chǎn)品為主，從探測距離上來看主要以中近程為主。

2. 毫米波雷達的優(yōu)勢

毫米波雷達具有波長短、頻帶寬(頻率范圍大)，穿透能力強的特點，這些特點形成了毫米波雷達的優(yōu)勢：

1）穿透能力強，不受天氣影響。大氣對雷達波段的傳播具有衰減作用，毫米波雷達無論在潔凈空氣中還是在雨霧、煙塵、污染中的衰減都弱于紅外線、微波等，具有更強的穿透能力。毫米波雷達波束窄、頻帶寬、分辨率高，在大氣窗口頻段不受白天和黑夜的影響具有全天候的特點。

2）體積小巧緊湊，識別精度較高。毫米波波長短，天線口徑小，元器件尺寸小，這使得毫米波雷達系統(tǒng)體積小重量輕，容易安裝在汽車上。對于相同的物體，毫米波雷達的截面積大、靈敏度較高，可探測和定位小目標。

3）可實現(xiàn)遠距離感知與探測。毫米波雷達分為遠距離雷達(LRR)和近距離雷達(SRR)，由于毫米波在大氣中衰減弱，所以可以探測感知到更遠的距離，其中遠距離雷達可以實現(xiàn)超過200m的感知與探測。

毫米波雷達的多項優(yōu)勢，其目前在汽車防撞傳感器中占比較大，根據(jù)IHS的數(shù)據(jù)，毫米波/微波雷達+攝像頭在汽車防撞傳感器中占比達到了70%。

二．國外主要企業(yè)

1. 博世毫米波雷達

博世目前是全球市場中毫米波雷達技術(shù)最先進的供應(yīng)商之一，博世在 2013 年即推出中距離雷達，截至 2016 年，博世已經(jīng)向市場供應(yīng)了超過一千萬個毫米波雷達。

從博世毫米波雷達的性能參數(shù)指標來看，其產(chǎn)品目前處于行業(yè)領(lǐng)先的地位。博世最新的第四代遠距離雷達傳感器(LLR4)的最大探測距離可以達到 250 米，最大探測目標數(shù)可以達到 24 個。LLR4能夠分辨固定障礙物，可以在高速行駛狀態(tài)下使用，在選配透鏡或雷達罩加熱功能后可以不受天氣條件影響，同時具有極高的抗震穩(wěn)固性、安裝便捷性等。LLR4 可以應(yīng)用于預先緊急制動、自適應(yīng)巡航、交通堵塞輔助、左轉(zhuǎn)輔助、集成巡航輔助等自動駕駛功能。

博世 MMR 產(chǎn)品分為中前和中后位置兩個類別，最大探測距離分別為 160 米和 80 米，最大探測目標數(shù)都可達到 32 個。中前位置的 MMR 可以應(yīng)用于預先緊急制動、自適應(yīng)巡航、車距指示等自動駕駛功能，中后位置的 MMR 可以應(yīng)用于車道變換輔助、后方交叉路口預警等自動駕駛功能。

從客戶情況來看，博世的毫米波雷達下游客戶分布廣泛，包括大眾、奧迪、奔馳、福特、日產(chǎn)、菲亞特和保時捷等;國內(nèi)公司中吉利汽車、長安汽車等也是博世的客戶。截至 2017 年底，國內(nèi)搭載博世駕駛員輔助系統(tǒng)的自主品牌量產(chǎn)車型已多達 30 個以上。

從市場份額上來看，2018 年，博世在全球毫米波雷達的市場份額為 19%，占據(jù)著第一的位置。

博世根據(jù) ADAS 自動駕駛等級的需求，目前正在開發(fā)全系列的下一代傳感器，包括下一代毫米波雷達、下一代前置攝像頭、下一代環(huán)視系統(tǒng)以及正在研發(fā)的激光雷達。博世預計 2019 年將推出第五代毫米波雷達，可以實現(xiàn)遠距離探測，水平視角的增大以及探測精度的進一步提升;2021 年，博世將推出配備 L3 及以上級別自動駕駛的毫米波雷達。相較于第四代毫米波雷達，第五代毫米波雷達的帶寬將提升 50%，同時通過拓展可占用帶寬獲得更多的反射量，從而實現(xiàn)更精確的環(huán)境建模。

2． 大陸毫米波雷達

大陸集團是全球最大的汽車零部件供應(yīng)商之一，大陸集團毫米波雷達產(chǎn)品全面覆蓋 24GHz 和77GHz 兩個頻率，產(chǎn)品包括 ARS441、ARS510、SRR520、SRR320 等多個系列。大陸集團的ARS441 遠程毫米波雷達最大探測距離可以達到 250 米，在同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先地位。

大陸集團的毫米波雷達產(chǎn)品可以實現(xiàn)自適應(yīng)巡航、盲點警告、車道變換輔助、前后交叉交通警報(帶制動裝置)、后碰撞感應(yīng)、橫向碰撞躲避、堵塞檢測等多種功能，其中自適應(yīng)巡航功能的最高時速可以達到 200 公里/小時。

目前，大陸集團的毫米波雷達產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到第五代，第五代長距離雷達的最大探測距離可以達到300 米，第五代近程雷達可以實現(xiàn)精確停車功能，在行業(yè)中領(lǐng)先。新一代的傳感器還具有模塊化擴展功能，可以迎合整車企業(yè)不同的產(chǎn)品要求及電力電子架構(gòu)

從客戶情況來看，大陸集團的下游客戶包括豐田、福特、通用、大眾、奔馳、現(xiàn)代、寶馬、沃爾沃、凱迪拉克等;國內(nèi)公司中，廣汽集團、東風汽車等也是大陸集團的客戶。

在市場份額上，2018 年，大陸集團在全球毫米波雷達的市場份額為 16%，占據(jù)著第二的位置，僅次于博世。

總結(jié)

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