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77GHz正在取代24GHz成为主流

毫米波雷达是一种使用天线发射波长1-10mm、频率24-300GHz的毫米波（MillimeterWave，MMW）作为放射波的雷达传感器。毫米波雷达根据接收和发射毫米波的时间差，结合毫米波传播速度、载体速度及监测目标速度，可以获得汽车与其他物体相对距离、相对速度、角度及运动方向等物理环境信息。毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。与激光雷达（LiDAR）相比，目前毫米波雷达技术更加成熟、应用更加广泛、成本更加低廉；与可见光摄像头相比，毫米波雷达的准确性和稳定性更好，价格差距也在不断缩小。尤其是全天候工作无可替代的优势，已成为汽车电子厂商公认的主流选择，拥有巨大的市场需求。

车载毫米波雷达根据毫米波频率可以分为24GHz、77GHz和79GHz毫米波雷达三大种类。目前各个国家对车载毫米波雷达的频段各有不同，除了少数国家（如日本）采用60GHz频段外，主要集中在24GHz和77GHz两个频段。世界无线电通信大会已将77.5~78.0GHz频段划分给无线电定位业务，以促进短距高分辨车用雷达的发展。由于77GHz相对于24GHz的诸多优势，未来全球车载毫米波雷达的频段会趋同于77GHz频段（76-81GHz）。

各国车载毫米波频段分配

根据探测距离的不同，毫米波雷达可分为短程毫米波雷达（SRR）、中程毫米波雷达（MRR）、远程毫米波雷达（LRR）三种。24GHz主要是以SRR和MRR雷达为主，77GHz主要以LRR雷达为主。一般情况下，SRR的探测距离小于60米，MRR的探测距离在100米左右，LRR的探测距离大于200米。

24GHz、77GHz及79GHz毫米波雷达

77GHz车载激光雷达优势显著，正在逐渐替代24GHz成为主流。（1）77GHz雷达的分辨率和精度更高：由于速度分辨率和精度与射频成反比，更高的射频频率导致更好的速度分辨率和精度。77GHz的毫米波雷达比24GHz的速度分辨率和精度提高了3倍；（2）77GHz雷达的体积更小：77GHz天线列阵的间距仅为24GHz的三分之一，因此整个毫米雷达的体积也可以实现其三分之一。

海外厂商正主导市场，国内正起步追赶

国外毫米波雷达发展历史悠久，国产正在逐步追赶。1973年德国首次出现汽车防撞雷达，欧美大型毫米波雷达制造商已累积近40年的技术经验。早期的毫米波雷达采用高电子迁移晶体管制作集成电路，集成度低且成本高昂，直到2012年，英飞凌及飞思卡尔成功推出芯片级别的毫米波射频芯片，降低了毫米波波雷达的技术门槛，同时降低其制造成本，推动毫米波雷达在各领域的应用。2013年，24GHz毫米波雷达产品开始进入中国，2018年，实现24GHz毫米波雷达国产，但是在77GHz毫米波雷达产品仍未实现大规模国产化，只有少数国内厂商具备77GHz产品的量产能力，国产毫米波雷达仍在持续追赶中。

毫米波雷达的发展历史

毫米波雷达的硬件占比约50%，主要由射频前端（MMIC）、数字信号处理器、天线及控制电路等部分构成，软件算法占比约50%。

射频前端（MMIC）：是核心射频部分，占总成本的25%左右。由发射器、接收器、功率放大器、低噪声放大器、混频器、滤波器及压控振荡器组成，起到调制、发射、接收及解调毫米波信号的作用。在技术趋势上，集成度更高、体积更小的高集成趋势下，CMOS工艺有望成为主流。在供应商方面，加特兰微电子、意行半导体、矽杰微电子、矽典微等本土厂商已有能力自行研发生产低频24GHz芯片，且价格较海外有30%以上的优势。但在高频段77GHz芯片方面，主要由恩智浦、英飞凌、德州仪器、意法半导体等供应。

数字信号处理器：通过嵌入不同的信号处理算法，分析前端收集的信号获取目标信息，是保证毫米波雷达稳定性及可靠性的核心部件，主要通过DSP芯片或FPGA芯片实现，占总成本的10%左右。在技术趋势上，DSP芯片在复杂算法处理上具备优势，FPGA在大数据底层算法上具备优势，“DSP+FPGA”融合在实时信号处理系统中的应用逐渐广泛。在供应商方面，高端DSP芯片和FPGA芯片主要被国外企业垄断，DSP芯片供应商有飞思卡尔、英飞凌、亚德诺半导体、意法半导体等，FPGA芯片供应商有赛灵思、阿尔特拉、美高森美、莱迪思等公司。

高频PCB：天线是毫米波雷达发射和接收信号的重要组件，毫米波雷达可通过微带列阵方式将多根天线集成到PCB板上。由于毫米波频率高，对电路尺寸精度要求高，所需印制电路板为高频板材PCB，占总成本的10%。主要供应商为罗杰斯、Isola、施瓦茨为主，国内主要是沪电股份等公司。

博世的LRR2和LRR3毫米波雷达的结构