浅析车载毫米波雷达发展状况

材料深一度

一、毫米波雷达概述

毫米波雷达指工作在毫米波波段的雷达。毫米波是指工作频率通常选在30~300GHz范围内,波长介于红外光波和微波之间(从1cm-1mm)的电磁波。

毫米波雷达主要包含天线和射频前端、中频电路、模数转换电路和数字信号处理以及对外通信数据总线。其中,天线和射频前端的作用是产生、发送和接收毫米波无线电信号。接收到的信号经过下变频,被中频电路调理放大,经模数转换器转换为数字信号供数字信号处理,解算出目标的距离、速度、和方位角,这些信息会被进一步处理以满足汽车应用的要求。

二、车载毫米波雷达技术原理

车载毫米波雷达利用天线发射电磁波后,对前方或后方障碍物反射的回波进行不断检测,并通过雷达信号处理器进行综合分析,计算出与前方或后方障碍物的相对速度和距离,并生成警告信息传递给汽车控制电路,由汽车控制电路控制汽车变速器和制动器作出应对动作,从而避免发生碰撞。

图表1 毫米波雷达汽车防撞系统原理


资料来源:中国知网

三、车载毫米波雷达优势

毫米波雷达在汽车领域应用多年,汽车最初引入毫米波雷达主要是为了实现盲点监测和定距巡航。随着汽车智能化的持续提升对汽车自动驾驶的安全性、探测精度等提出更高的要求。由于激光雷达、超声波雷达、摄像头在雨天、雾天等恶劣天气场合下,工作受限。与其相比毫米波雷达具有波长短、频带宽、穿透能力强、体积小巧、识别精度高、作用距离长,受天气因素影响较小,可以满足汽车对全天气候的适应要求。也因此成为高级辅助驾驶系统的重要组成部分。

图表2 毫米波雷达与各类车载传感器的优劣势比较


四、高精度毫米波雷达或将成为主流

根据车载雷达使用频率范围,可将车载雷达分为:24GHz 窄带雷达(24.00-24.25GHz)、24GHz 超宽带雷达(24.25-24.65GHz)、77GHz 雷达(76-77GHz) 和79GHz 雷达(77-81GHz)。一般24GHz用于短中距离, 常置于车后方,可探测车身周围(行人、车辆)等、盲点,实现泊车辅助、变道辅助等功能。77GHZ雷达主要用于中长距离测量,通常置于车前方,实行自动跟车、自适应巡航、紧急制动等功能。79GHz雷达主要用于短距离,用于探测、区分近距离物体,可区分人与车。 当前,国内外主流汽车毫米波雷达主要是两个频段:24GHz和77GHz。目前,国际电联已将76-81GHz 频段作为全球统一频率开放给汽车雷达业务,部分国家相继开放了79GHz 频段。

随着汽车智能化程度和主动安全功能的提升,汽车毫米波雷达的需求向高精度发展,一些高端车型的雷达系统正在从24GHz向77GHz升级。从全球来车载雷达产业发展来看,未来车载雷达将主要集中在76-81GHz,最终形成77GHz雷达作为长距离通信的载体、79GHz作为短距离通信的载体,实现高精度定位及目标探测、追踪,为实现自动驾驶提供基础。

五、车载毫米波雷达现状

据公开资料统计,2018年国内毫米波雷达市场规模将达60亿元,同比增长44%。预计到2025年,市场规模有望达到270亿元人民币。在车载雷达技术研究方面,美国、欧洲和日本处于领先地位。目前毫米波车在雷达的关键技术主要由博世、大陆、海拉、电装、海拉、采埃孚(收购天合)、德尔福、奥托立夫、富士通天、法雷奥等企业巨头所垄断,特别是77GHz毫米波雷达,只有博世、大陆、德尔福、电装、采埃孚、富士通天、日立等少数几个国外公司掌握该技术。

图表3 2016年全球毫米波雷达企业市场占有率


数据来源:东北证券

与国外相比,国内汽车毫米波雷达领域起步较晚。近年来24GHz毫米波雷达在国内将得到快速的发展,而77GHz毫米波雷达由于设计难度及射频芯片等核心技术及供应链体系等多方因素制约,国产化进程将稍微推后。

据不完全统计,国内毫米波雷达企业约20多家,主要有沈阳承泰、厦门意行、华域汽车、北京行易道、杭州智波科技、湖南纳雷科技、深圳卓泰达电子等。

                                                             图表4 毫米波雷达典型企业进展



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