毫米波雷达的应用场景和未来市场
毫米波是介于微波与光波之间的电磁波，其频段为 30～300 GHz，波长为 1～10 mm。此外，我们常见的24GHz电磁波虽然频段上不属于毫米波，但传播特性跟毫米波很像，所以常被当成毫米波来研究和使用。
波长：
无线电波：0.3mm~3000m
微波：1mm~1m
红外线：0.75um~0.3mm
可见光：0.4um~0.7um
紫外线：10nm~0.4um
X射线：0.1nm~10nm
y射线：0.0001nm~0.01nm
90年代，毫米波雷达汽车防撞技术逐渐成熟，毫米波雷达产品逐渐被应用在汽车领域。1999年，奔驰汽车公司率先将77GHz 毫米波雷达应用于汽车自主巡航控制系统。
2013年，24 GHz毫米波雷达进入中国市场，77GHz的毫米波雷达实行技术封锁。相信随着技术的成熟和成本的下降，毫米波雷达将会取得更大的突破。
毫米波雷达的军用领域有哪些？
①导弹制导：毫米波雷达的主要用途之一是战术导弹的末段制导。
毫米波导引头具有体积小、电压低和全固态等特点，能满足弹载环境要求。当工作频率选在35吉赫或94吉赫时，天线口径一般为10~20厘米。此外，毫米波雷达还用于波束制导系统，作为对近程导弹的控制。
②目标监视和截获：毫米波雷达适用于近程、高分辨力的目标监视和目标截获，用于对低空飞行目标、地面目标和外空目标进行监测。
③炮火控制和跟踪：毫米波雷达可用于对低空目标的炮火控制和跟踪，已研制成94吉赫的单脉冲跟踪雷达。
④雷达测量：高分辨力和高精度的毫米波雷达可用于测量目标与杂波特性。这种雷达一般有多个工作频率、多种接收和发射极化形式和可变的信号波形。目标的雷达截面积测量采用频率比例的方法。利用毫米波雷达，对于按比例缩小了的目标模型进行测量，可得到在较低频率上的雷达目标截面积。
毫米波雷达的民用领域有哪些？
1.车载领域：车载雷达可以说是毫米波雷达在民用领域中使用最为广泛，且最为稳定的应用领域之一，是目前毫米波雷达消耗最大的方向，最基本的需求是“1 长+4 中短”5 个毫米波雷达。但是在未来自动驾驶汽车上，一台汽车至少会安装9台毫米波雷达，这将会极大推动毫米波雷达的使用。
24GHz毫米波雷达主要以短距角雷达应用为主例如 盲点监测（BSD）、并线辅助（RCTA)、防穿越预碰撞预警（FCTA、RCTA)辅助车身周边短距功能覆盖例如 碰撞缓解(CMS）、泊车辅助(PA、BPA)等。
77GHz中长距毫米波雷达以前向防碰撞系统(FCW)自适应巡航系统(ACC、F-ACC)自动刹车系统（AEB）
2021年1-11月国内上市新车(乘用车+合资/自主/独资品牌)搭载前/角毫米波雷达上险量为1186.91万颗，同比上年同期增长44.55%。
在乘用车板块，博世、大陆、安波福、海拉及维宁尔仍占据TOP5位置，但国产雷达代表企业森思泰克已经缩小差距，在乘用车市场份额排名第六。而在商用车板块，为升科已经跻身TOP1。
车内生命体征检测雷达：利用毫米波雷达检测人体呼吸和心跳的原理，监测司机生命体征，防止疲劳驾驶或者醉酒驾驶，另外，还可以检测车内是否存在滞留活物，如婴儿或者宠物等，避免发生窒息等意外。
车内手势识别雷达：利用毫米波雷达对手势识别的原理，检测人体手势可切换不同的功能，目前还有很多技术需要突破，还未正式应用。
2.交通领域：交通流量监测雷达单车道流量检测、多车道流量检测、测速执法。
多车道流量：基于24GHz MMIC技术高稳定性雷达采用“MIMO+DBF”技术可同时检测1~4个车道在触发位置给出抓拍触发信号、车辆速度、车道号等信息。
移动测速雷达：采用24GHz单片微波集成电路技术,性能更优越采用先进信号处理技术,可实现精准抓拍,误拍率低、测速精度高、调试简易、稳定性高可以实现雷达载体移动时测速(需上报车辆运行速度）可以探测1~4个车道，并且实现车道划分功能。
速度反馈仪：
智能控制雷达：主要用于学校、社区、停车场、交通收费站等具有道闸的地方，传统通过线圈感应的方式需要对道路进行施工，不便于安装操作，毫米波雷达道闸智能控制雷达相对于线圈感应等方式具有安装灵活的优点。
行人检测雷达：用于设定区域内人员的定位监测，并对其运动轨迹进行高精度追踪。
停车场位置感应雷达：智慧泊车服务中，通常需要确定某个停车位是否已经被占用，可利用毫米波雷达实现检测。
水域航测雷达:广泛应用于桥梁防撞、航道卡口、内河禁捕鱼监控、港口码头、海洋牧场、海上平台、海上风电等有强烈需求的安防场景。
3.空中领域:
无人机监测雷达（反无人机雷达）
无人机监测雷达是一个比较常规的民用雷达应用领域。作为空中管制雷达，主要是用于大型活动集会场合保障会场安全，以及某些敏感禁飞地带的安全。主要类型有相扫雷达、频扫雷达、相控阵，可实现360°全方位监测。
无人机测高雷达:
无人机测高雷达主要用于测量无人机的飞行高度。
无人机避障雷达主要用于无人机的飞行过程避障。
4.安防领域:
微波栅栏基于24GHz微波技术的周界雷达产品。通过发射一道窄波束的微波信号，形成具有一定高度和宽度的“雷达墙”，当有物体穿过这道墙时，雷达可以通过检测到回波信号的变化，确定目标的距离、方位和速度信息并触发报警，起到安全防范的作用。典型应用： 监狱、机场、园区、工厂等要害区域入侵警报.
球机联动雷达产品：
安检成像雷达：安检成像雷达主要是通过毫米波雷达SAR成像实现对机场、高铁站、地铁站等安检通道检测乘客是否携带危险物品。
机场跑道异物检测（FOD）：比较常规的民用雷达应用领域，主要是为了检测机场跑道存在如金属螺丝、石头等异物，影响民航客机飞行安全。
液位监测雷达：液位监测雷达达波束能量低，可对液体、浆料的液位、河道水位等进行非接触式的连续测量，对人体及环境均无伤害，还具有不受介质比重的影响，不受介电常数变化的影响，不需要现场校调等优点。测量范围最高可达40m，覆盖大型水库等水位测量。
5.智慧医疗领域；
人体生命体征检测雷达
用于非接触式检测人体生命体征，预测人体身体健康状态，麻省理工学院某研究团队利用神经网络算法研究人体生命体征预测人体健康。
人体姿态检测雷达、步态识别雷达：主要用于室内人体状态识别，对跌倒实现检测。
睡眠检测雷达睡眠检测雷达
主要利用毫米波雷达实现呼吸和心跳进行检测，避免人在睡眠过程中发生意外情况。
浴室跌倒检测雷达：主要用于防止老人在沐浴时发生意外跌倒。
6、智能家居雷达：
家用电器手势识别雷达主要可以用于控制空调、电视、音响、收音机、游戏机等设备。
7.人体感应雷达：利用微多普勒处理等技术，能快速、准确实现微动目标的感应。相对于红外线探测方式，具有探测距离远、虚警率低、漏报率低的优势。
8.CW雷达开关式应用：利用多普勒处理等技术，能快速、准确实现微动目标的感应。
利用多普勒处理等技术，能快速、准确实现微动目标的感应。
物体识别分类雷达
Google研发的Soil雷达是目前最有创新性的毫米波雷达应用领域，目前根据该项目的演示视频能够实现物体的分类和识别，具体视频可百度查看。
9.其他领域：
高空抛物检测雷达
主要结合摄像头实现对高空抛物进行检测。
高尔夫检测雷达：新型球类雷达测速装置，它与固定测速装置类似，具备一定球类运动轨迹的检测角或检测面。但可以通过调节支架胡壳体夹角，使壳体的仰角改变，即改变了雷达发射器、雷达接收器的检测方向，以适应各种球类运动轨迹，消除操作人员经验和反应速度限制。
毫米波雷达的未来市场：
需求在哪里？产品导向就在哪里，但是市场成型受到国际形势、政策导向、营商环境、行业人自我折腾能力的综合因素影响。
首先可以明确的是：
77GHz频段会让步于汽车，法规已出
24GHz频段会让交通、安防领域为主
60GHz频段会在智能硬件，物联网、养老……
4D成像雷达
区别于传统的三个 D”：
距离、方向和相对速度（ 多普勒 ）
从芯片角度分析：
传统的毫米波单片集成电路主要采用化合物半导体工艺，如砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等，其在毫米波频段具有良好的性能，是该频段的主流集成电路工艺。另一方面，近十几年来硅基（CMOS、SiGe等）毫米波亚毫米波集成电路也取得了巨大进展。
第二代半导体GaAs和InP制作的毫米波5GPA优于硅基CMOS制作的产品，并且可以集成到用于移动设备和5G小电池的射频模块中。
氮化镓（GaN）作为第三代宽禁带半导体的代表，具有大的禁带宽度、高的电子迁移率和高介电强度等优点，可以广泛应用于微波毫米波频段的尖端军事装备和民用通信基站等领域。
毫米波雷达芯片主要有RF CMOS和SiGe BiCMOS两种制造工艺。比如恩智浦、英飞凌和意法半导体等大厂主要采用的是SiGe BiCMOS工艺，其优势在于整体的性能表现更好，比如噪声较低、高输出功率、温度覆盖范围更大等，但是成本更高（高出约20%）。而国内目前虽然已有多家77GHz毫米波雷达芯片厂商，但是主要都是设计厂商，且大多采用的是通常用于手机基带射频、WiFi、蓝牙射频芯片的RF CMOS工艺，其优势在于集成度高、成本低，但是劣势也很明显，比如输出功率低、低频噪声较大、温度覆盖范围小等。在制造这块主要也是交由格芯、TowerJazz等海外厂商代工。
射频前端的模块化成为趋势，同时也带来两大挑战：一是温度管理，二是干扰。
射频前端的模块化成为趋势，同时也带来两大挑战：一是温度管理，二是干扰。对于前者，可以用能量密度更高的GaN来进化解，后者可以则可以用RFeSI和POI来应对。所以，RF-SOI足够优秀却不能包治百病，面对越来越复杂的射频系统，只有多种技术相互补充，才能呈现最完美的解决方案。
从24GHz迁移到77GHz，如砷化镓 (GaAs) 或锗硅 (SiG) 技术向标准的纯RF CMOS工艺迁移。其他发展包括从低通道数到高通道数的高级MIMO配置，从基础处理到使用专用加速器和DSP内核的高性能处理，以及先进的雷达信号处理技术。
RF-CMOS异军突起
毫米波雷达芯片工艺有传统的砷化镓GaAs、主流的硅锗双截子互补金氧SiGe BiCMOS和新的射频金氧RF CMOS半导体技术。
以TI为代表的后生力量对NXP和英飞凌发起进攻。TI拥有CMOS技术的悠久历史。凭借RF CMOS中的毫米波技术，TI进行了大量创新，借助混合信号技术，获得射频性能、功耗、尺寸、封装、可靠性和成本的组合。
77 GHz用于中长距离应用，79 GHz用于超短距至短距离应用。 77 GHz产品将使客户能够达到长达250米甚至更远的距离。 79 GHz解决方案具有非常高的距离分辨率，最低可至5厘米。在超短距离应用中，这有助于独立识别紧密放置的物体，如彼此非常靠近的行人和汽车或卡车前方的汽车，以清楚地看到并区别这两个物体。
毫米波芯片的发展趋势来看转机还是危机？
芯片方案从射频前端和处理器分离：
芯片方案商的贡献力：
国外厂商对国内的毫米波的支持力度很低，近些年资本和国内雷达方案商靠的是一身正气在裸泳！
这两年国内上车雷达加速推进后，并且国内的以加特兰为代表的本土芯片方案厂商是主力，国外IC原厂开始和国内方案商开始战略合作，甚至是交钥匙化的深度！
挤压：擅长内卷的国内竞争，会让雷达模块方案商的生产环境发生质变，
芯片方案商开始卖模块，终端客户开始扣成本要去中间商！
总结机会点：
民用应用为主，车载应用以及格局稳定，国外占据主力优势，
国内基本在后向盲区点。属于资本密集型，很难赚钱！
民用机会点在哪里：
未来的空间是留给60GHz频段的，这里有5G带宽，精细化程度很高，
按照我国无线电管理的趋势目前也是首推这个频段。
对应应用：?
最后：革命尚未成功，同志仍需努力！
欢迎私信沟通！