自动驾驶离不开ADAS 车载毫米波雷达即将上线

 自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车，而要保证自动驾驶的安全性，就离不开ADAS系统，ADAS是利用安装于车上的各式各样的传感器，在第一时间收集车内的环境数据进行静、动态物体的识别、侦测与追踪等技术上的处理，从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险。而毫米波雷达凭借体积小、易集成和空间分辨率高等特点将率先成为ADAS系统主力传感器。

毫米波雷达的发展进程

在谈市场规模和现状之前，我们不妨先来简单了解一下毫米波雷达的发展历程。车载毫米波雷达的研究始于20世纪60年代，研究主要在以德、美、日等发达国家内展开。早期车载毫米波雷达发展缓慢，21世纪后随着汽车市场需求增长开始进入蓬勃发展期。

 

 

在毫米波雷达的发展进程中，有一个绕不开的问题就是车载毫米波雷达频段划分。为避免与其他设备频段冲突，车载雷达需要分配专属频段，各国频段划分略有不同。2015年日内瓦世界无线电通信大会将77.5-78.0GHz频段划分给无线电定位业务，以支持短距离高分辨率车

载雷达的发展，从而使76-81GHz都可用于车载雷达，为全球车载毫米波雷达的频率统一指明了方向。

 

 

毫米波雷达的应用

毫米波雷达的优点是角分辨率高、频带宽因而有利于采用脉冲压缩技术、多普勒颇移大和系统的体积小。缺点是由于大气吸收较大，当需要大作用距离时所需的发射功率及天线增益都比微波系统高。根据毫米波雷达的特性，目前有以下的一些典型的应用实例。

 

 

汽车防撞雷达

因其作用距离不需要很远，故发射机的输出功率不需要很高，但要求有很高的距离分辨率(达到米级)，同时要能测速，且雷达的体积要尽可能小。所以采用以固态振荡器作为发射机的毫米波脉冲多普勒雷达。采用脉冲压缩技术将脉宽压缩到纳秒级，大大提高了距离分辨率。利用毫米波多普勒颇移大的特点得到精确的速度值。

空间目标识别雷达

它们的特点是使用大型天线以得到成像所需的角分辨率和足够高的天线增益，使用大功率发射机以保证作用距离。例如一部工作于35GHz的空间目标识别雷达其天线直径达36m。用行波管提供10kw的发射功率，可以拍摄远在16，000km处的卫星的照片。一部工作于94GHz的空间目标识别雷达的天线直径为13.5m。当用回波管提供20kw的发射功率时，可以对14400km远处的目标进行高分辨率摄像。

直升飞机防控雷达

现代直升飞机的空难事故中，飞机与高压架空电缆相撞造成的事故占了相当高的比率。因此直升飞机防控雷达必须能发现线径较细的高压架空电缆，需要采用分辨率较高的短波长雷达，实际多用3mm雷达。

精密跟踪雷达

实际的精密跟踪雷达多是双频系统，即一部雷达可同时工作于微波频段(作用距离远而跟踪精度较差)和毫米波频段(跟踪精度高而作用距离较短)，两者互补取得较好的效果。例如美国海军研制的双频精密跟踪雷达即有一部9GHz、300kw的发射机和一部35GHz、13kw的发射机及相应的接收系统，共用2.4m抛物面天线，已成功地跟踪了距水面30m高的目标，作用距离可达27km。双额还带来了一个附加的好处：毫米波频率可作为隐蔽频率使用，提高雷达的抗干扰能力。

国内外毫米波雷达关键部件技术和工艺水平

国外

射频前端集成电路

MMIC技术基本完全由国外半导体公司掌控， 而高频集成电路技术更是仅掌握在英飞凌、 NXP/飞思卡尔、意法ST等少数厂商手中。

高频PCB板：Schweizer公司在雷达高频PCB生产技术上优势明显，尤其是77GHz更高规格 PCB板;Rogers、Isola等公司可生产供雷达高频PCB使用的层压板材。

国内

MMIC集成电路： 由于人才、技术、设备、资金等问题，国内 MMIC产业总体仍处于起步状态。厦门意行半导体是国内唯一一家提供自主产 权24GHz汽车雷达MMIC解决方案的企业， 但实际性能有待验证。由于国外长期技术封锁，77GHz技术2015 年才向国内民用和学术界开放，MMIC研制过程进展缓慢。东南大学毫米波国家重点实验室在毫米波单片集成电路方面，已完成8mm波段VCO、混频器、倍频器、开关、放大器等单功能芯片的研制，目前正在开展单片接收/发射前 端的设计与研制。

高频PCB板：国内高频PCB板厂商暂无技术储备，只能根据图纸代加工，元器件仍需国外进口。沪电股份是大陆和博世的板材供应商，目前已就24GHz和77GHz高频雷达用PCB产品 与国际顶尖厂商Schweizer开展合作，24GHz高频雷达

车载毫米波雷达国内外市场格局及前景预测

目前毫米波雷达技术主要由大陆、博世、电装、奥托立夫、Denso、德尔福等传统零部件巨头所垄断，特别是77GHz毫米波雷达，只有博世、大陆、德尔福、电装、TRW、富士通天、Hitachi等公司掌握。2015年，博世及大陆汽车雷达市场占有率均为22%，并列全球第一。

 

车载毫米波雷达国内及国际市场规模及前景预测

据市场研究机构Plunkeet Research预测，预计到2020年全球汽车毫米波雷达将近7000万个，2015年-2020的复合增速约为24%。中国汽车市场占全球30%左右，2015年汽车保有量已达到1.7亿，年增量2500万辆以上。 消费结构升级，中产阶级需求增加，ADAS车型销量看涨，带动国内毫米波雷达前后装市场需求爆发式增长。

根据国内产业机构调查，国内2014年汽车毫米波雷达销量约为120万颗，2015年约为180万颗。主要应用为盲点检测和后方车辆提醒的中短距雷达(24Ghz)，每车需要两颗。

2015年中国汽车销售量为2459.8万辆，如果2015-2020年我国的乘用车复合增速为4%，到 2020年乘用车全年销量将近约为3000万辆。到2020年，如果中国汽车销售量中有15%装配汽车毫米波雷达的话，按每辆车装配2 个，预计2020年的毫米波雷达需求量近900万个，未来五年复合增速约为50%。

 

 

目前中国市场中高端汽车装配的毫米波雷达传感器全部依赖进口，市场被美、日、德企业垄断，价格昂贵，自主可控迫在眉睫。国内自主车载毫米波雷达产品总体仍处于研制阶段。因研发成本及难度较低，目前国内厂商研发方向主要集中于24GHz雷达产品。预计2016-2017年，自主品牌车载毫米波雷达传感器可逐步实现批量装车应用。用PCB板有望在今年四季度形成批量生产能力。

政策法规

汽车安全法规和评级规定助力ADAS快速发展与渗透，带动车载毫米波雷达旺盛需求。各国ADAS安全法规进程：美、日、欧逐步完善安全评级体系，中国有望2018年将ADAS列入安全法规。