自動駕駛汽車是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車，而要保證自動駕駛的安全性，就離不開ADAS系統(tǒng)，ADAS是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器，在第一時間收集車內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)進行靜、動態(tài)物體的識別、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理，從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險。而毫米波雷達憑借體積小、易集成和空間分辨率高等特點將率先成為ADAS系統(tǒng)主力傳感器。
毫米波雷達的發(fā)展進程
在談市場規(guī)模和現(xiàn)狀之前，我們不妨先來簡單了解一下毫米波雷達的發(fā)展歷程。車載毫米波雷達的研究始于20世紀60年代，研究主要在以德、美、日等發(fā)達國家內(nèi)展開。早期車載毫米波雷達發(fā)展緩慢，21世紀后隨著汽車市場需求增長開始進入蓬勃發(fā)展期。
在毫米波雷達的發(fā)展進程中，有一個繞不開的問題就是車載毫米波雷達頻段劃分。為避免與其他設(shè)備頻段沖突，車載雷達需要分配專屬頻段，各國頻段劃分略有不同。2015年日內(nèi)瓦世界無線電通信大會將77.5-78.0GHz頻段劃分給無線電定位業(yè)務(wù)，以支持短距離高分辨率車
載雷達的發(fā)展，從而使76-81GHz都可用于車載雷達，為全球車載毫米波雷達的頻率統(tǒng)一指明了方向。
毫米波雷達的應(yīng)用
毫米波雷達的優(yōu)點是角分辨率高、頻帶寬因而有利于采用脈沖壓縮技術(shù)、多普勒頗移大和系統(tǒng)的體積小。缺點是由于大氣吸收較大，當(dāng)需要大作用距離時所需的發(fā)射功率及天線增益都比微波系統(tǒng)高。根據(jù)毫米波雷達的特性，目前有以下的一些典型的應(yīng)用實例。
汽車防撞雷達
因其作用距離不需要很遠，故發(fā)射機的輸出功率不需要很高，但要求有很高的距離分辨率(達到米級)，同時要能測速，且雷達的體積要盡可能小。所以采用以固態(tài)振蕩器作為發(fā)射機的毫米波脈沖多普勒雷達。采用脈沖壓縮技術(shù)將脈寬壓縮到納秒級，大大提高了距離分辨率。利用毫米波多普勒頗移大的特點得到精確的速度值。
空間目標識別雷達
它們的特點是使用大型天線以得到成像所需的角分辨率和足夠高的天線增益，使用大功率發(fā)射機以保證作用距離。例如一部工作于35GHz的空間目標識別雷達其天線直徑達36m。用行波管提供10kw的發(fā)射功率，可以拍攝遠在16，000km處的衛(wèi)星的照片。一部工作于94GHz的空間目標識別雷達的天線直徑為13.5m。當(dāng)用回波管提供20kw的發(fā)射功率時，可以對14400km遠處的目標進行高分辨率攝像。
直升飛機防控雷達
現(xiàn)代直升飛機的空難事故中，飛機與高壓架空電纜相撞造成的事故占了相當(dāng)高的比率。因此直升飛機防控雷達必須能發(fā)現(xiàn)線徑較細的高壓架空電纜，需要采用分辨率較高的短波長雷達，實際多用3mm雷達。
精密跟蹤雷達
實際的精密跟蹤雷達多是雙頻系統(tǒng)，即一部雷達可同時工作于微波頻段(作用距離遠而跟蹤精度較差)和毫米波頻段(跟蹤精度高而作用距離較短)，兩者互補取得較好的效果。例如美國海軍研制的雙頻精密跟蹤雷達即有一部9GHz、300kw的發(fā)射機和一部35GHz、13kw的發(fā)射機及相應(yīng)的接收系統(tǒng)，共用2.4m拋物面天線，已成功地跟蹤了距水面30m高的目標，作用距離可達27km。雙額還帶來了一個附加的好處：毫米波頻率可作為隱蔽頻率使用，提高雷達的抗干擾能力。
國內(nèi)外毫米波雷達關(guān)鍵部件技術(shù)和工藝水平
國外
射頻前端集成電路
MMIC技術(shù)基本完全由國外半導(dǎo)體公司掌控， 而高頻集成電路技術(shù)更是僅掌握在英飛凌、 NXP/飛思卡爾、意法ST等少數(shù)廠商手中。
高頻PCB板：Schweizer公司在雷達高頻PCB生產(chǎn)技術(shù)上優(yōu)勢明顯，尤其是77GHz更高規(guī)格 PCB板;Rogers、Isola等公司可生產(chǎn)供雷達高頻PCB使用的層壓板材。
國內(nèi)
MMIC集成電路： 由于人才、技術(shù)、設(shè)備、資金等問題，國內(nèi) MMIC產(chǎn)業(yè)總體仍處于起步狀態(tài)。廈門意行半導(dǎo)體是國內(nèi)唯一一家提供自主產(chǎn) 權(quán)24GHz汽車雷達MMIC解決方案的企業(yè)， 但實際性能有待驗證。由于國外長期技術(shù)封鎖，77GHz技術(shù)2015 年才向國內(nèi)民用和學(xué)術(shù)界開放，MMIC研制過程進展緩慢。東南大學(xué)毫米波國家重點實驗室在毫米波單片集成電路方面，已完成8mm波段VCO、混頻器、倍頻器、開關(guān)、放大器等單功能芯片的研制，目前正在開展單片接收/發(fā)射前 端的設(shè)計與研制。
高頻PCB板：國內(nèi)高頻PCB板廠商暫無技術(shù)儲備，只能根據(jù)圖紙代加工，元器件仍需國外進口。滬電股份是大陸和博世的板材供應(yīng)商，目前已就24GHz和77GHz高頻雷達用PCB產(chǎn)品 與國際頂尖廠商Schweizer開展合作，24GHz高頻雷達
車載毫米波雷達國內(nèi)外市場格局及前景預(yù)測
目前毫米波雷達技術(shù)主要由大陸、博世、電裝、奧托立夫、Denso、德爾福等傳統(tǒng)零部件巨頭所壟斷，特別是77GHz毫米波雷達，只有博世、大陸、德爾福、電裝、TRW、富士通天、Hitachi等公司掌握。2015年，博世及大陸汽車雷達市場占有率均為22%，并列全球第一。
車載毫米波雷達國內(nèi)及國際市場規(guī)模及前景預(yù)測
據(jù)市場研究機構(gòu)Plunkeet Research預(yù)測，預(yù)計到2020年全球汽車毫米波雷達將近7000萬個，2015年-2020的復(fù)合增速約為24%。中國汽車市場占全球30%左右，2015年汽車保有量已達到1.7億，年增量2500萬輛以上。 消費結(jié)構(gòu)升級，中產(chǎn)階級需求增加，ADAS車型銷量看漲，帶動國內(nèi)毫米波雷達前后裝市場需求爆發(fā)式增長。
根據(jù)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)機構(gòu)調(diào)查，國內(nèi)2014年汽車毫米波雷達銷量約為120萬顆，2015年約為180萬顆。主要應(yīng)用為盲點檢測和后方車輛提醒的中短距雷達(24Ghz)，每車需要兩顆。
2015年中國汽車銷售量為2459.8萬輛，如果2015-2020年我國的乘用車復(fù)合增速為4%，到 2020年乘用車全年銷量將近約為3000萬輛。到2020年，如果中國汽車銷售量中有15%裝配汽車毫米波雷達的話，按每輛車裝配2 個，預(yù)計2020年的毫米波雷達需求量近900萬個，未來五年復(fù)合增速約為50%。
目前中國市場中高端汽車裝配的毫米波雷達傳感器全部依賴進口，市場被美、日、德企業(yè)壟斷，價格昂貴，自主可控迫在眉睫。國內(nèi)自主車載毫米波雷達產(chǎn)品總體仍處于研制階段。因研發(fā)成本及難度較低，目前國內(nèi)廠商研發(fā)方向主要集中于24GHz雷達產(chǎn)品。預(yù)計2016-2017年，自主品牌車載毫米波雷達傳感器可逐步實現(xiàn)批量裝車應(yīng)用。用PCB板有望在今年四季度形成批量生產(chǎn)能力。
政策法規(guī)
汽車安全法規(guī)和評級規(guī)定助力ADAS快速發(fā)展與滲透，帶動車載毫米波雷達旺盛需求。各國ADAS安全法規(guī)進程：美、日、歐逐步完善安全評級體系，中國有望2018年將ADAS列入安全法規(guī)。
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