百亿元市场前景可期
作为一种非打仗式传感技能，毫米波雷达传感用具有感测精准、无滋扰等优点，现已广泛运用于ADAS（高等驾驶赞助系统）、自动驾驶领域。然而，随着市场的发展，毫米波雷达的运用范围正超出车载领域，逐渐向聪慧城市、楼宇自动化、康健监护等行业扩展。
汽车一贯是毫米波雷达在民用领域发展的主要切入点，这些年随着自动驾驶的兴起，发展势头十分强劲，目前在L2以上自动驾驶系统中基本成了标配。不过，毫米波雷达的运用范围并不仅局限于汽车。根据东南大学毫米波国家重点实验室张慧副教授的先容，聪慧交通、聪慧家居、安防、轨道交通、无人机等都是毫米波雷杀青长的潜力市场，个中在聪慧交通、安防领域已经形成一定规模的市场，聪慧家居领域也是可以预见的主要潜在市场。
以交通监控为例，目前许多大型城市都面临交通堵塞的难题。办理问题的办法之一便是对十字路口和紧张道路上的交通信号灯进行更加精确的调控。4D毫米波雷达是专门为智能交通系统设计的多车道多目标跟踪装置，可供应精确的X、Y、Z三维坐标和一维速率的4D多目标实时跟踪轨迹，检测单车速率、均匀速率、车流量、车道霸占率、车型、排队长度和事宜剖析等交通流基本信息。将4D毫米波雷达集成在高清视频摄像机上，可以同时监控4～12个车道且供应128个目标的高分辨率四维雷达轨迹信息，并同步叠加显示在视频上。有了这些信息，人们就可以更有效地调度交通信号灯，使交通变得通畅。
毫米波雷达在聪慧家居领域的运用案例也在增加。随着老龄化进程的加速，毫米波雷达与聪慧养老相结合已蜕变出跌倒报警、就寝监控等很多新用例。比如，安富利就开拓出了一款基于英飞凌BGT60TR1X系列毫米波雷达芯片的呼吸心跳检测办理方案。该方案利用一发一收两根天线即可事情，采集得到的数据通过基于Arm Cortex-M7的低本钱MCU进行处理，能够在大范围内自动检测并捕获呼吸和心跳引发的细微动作。安富利亚洲供应商及产品管理高等总监钟侨海表示：“心跳、呼吸监测是毫米波雷达的一个范例用例，这一领域未来的前景非常值得关注。”此外，毫米波雷达还可以检测到细微的物体移动，比如人体手势、呼吸及心跳等。医疗上正在利用毫米波雷达探索更多的运用处景，比如血压监测、感情监测等。
毫米波雷达无需光学摄像也可以追踪一个人的活动，并检测到人们的活动，包括职员跌倒等运动特色，而不用担心利用摄像头带来的隐私问题。
总之，毫米波雷达凭借高精度、高分辨率，尤其是雷达波不受雨、雾、灰尘和雪等环境条件影响，可以全天候全天时事情等特性，在非车用领域运用已经越来越多。根据智研咨询预估，我国未来几年的智能家居规模增速保持在50%以上，个中家居雷达到2024估量可达105亿元。随着中国自主技能的毫米波技能的发展，必将拓展更多运用处景，为人们生活带来前所未有的便利。
“三兄弟”各显其能
如果按照事情频段划分，针对民用市场的毫米波雷达大致有三个类型——24GHz毫米波雷达、77GHz毫米波雷达和60GHz毫米波雷达。那么，哪个事情频段的毫米波雷达更加适宜在非车用市场发展呢？
钟侨海指出，24GHz毫米波雷达是最先投入民用的毫米波雷达，其波长为1.25cm（勉强算是毫米波）。由于频段的频率比较低、带宽比较窄（只有250MHz），因此24GHz毫米波雷达在丈量精度上受到一定限定，这也限定了其运用范围的扩展。不过由于24GHz技能成熟、本钱低廉，还是有不少可发挥的空间。
77GHz频段的毫米波雷达波长只有3.9mm，频率比较高，带宽可达4GHz。一样平常来说，雷达的波长越短，分辨率/精准度越高（当然本钱也会更高），全体系统的形状也会更小。因此，77GHz毫米波雷达在市场上逐渐接棒24GHz产品，成为汽车领域的主流，而且很多国家和地区也将这个频段分配为汽车的专用频段。随着77GHz毫米波雷达技能的成熟，24GHz方案在车载运用上的性价比上风已不是那么显著。这些年24GHz毫米波雷达在车用市场逐渐让位于77GHz方案，24GHz毫米波雷达的发展重心逐渐转向工业和消费市场。
60GHz毫米波雷达波长为5mm，具有高达7GHz可用于短程运用的免容许带宽，因此可以供应更好的分辨率。它的涌现紧张是为了应对24GHz雷达带宽受限、精度不敷、对运动物体的感测有局限的问题。正由于如此，紧张技能厂商环绕非汽车领域毫米波雷达的竞争，也逐渐从24GHz转移到60GHz频段。
张慧也认为，在聪慧家居、康健监测等室内运用领域，60GHz频段估量将成为市场的主流。60GHz频段非常适宜近间隔利用，目前已经有多款此频段芯片及模块进入商用阶段。
至于聪慧交通中的毫米波雷达，由于各方面性能哀求很高（如探测间隔乃至高达500米以上，探测精度和分辨能力均有很高哀求），相应的产品已在往79GHz～81GHz的事情频段上发展了。
可以说，有了24GHz雷达打前站，77GHz雷达在汽车领域的重点打破，以及60GHz雷达的补强，毫米波雷达“三兄弟”已经在民用市场闯出了一片新天地。特殊是在非汽车领域，毫米波雷达未来的表现十分值得期待。目前，许多国内外主流厂商均在60GHz频段进行相应的产品开拓。德州仪器开拓的可扩展60GHz单芯片毫米波传感器可实现可靠的无打仗手势检测，如灯光掌握、媒体掌握等。英飞凌开拓的60GHz微波天线集成雷达手势识别传感器，可以直接应用在手机或可穿着设备上。安富利采取毫米波雷达实现非打仗式生命体征检测（包括呼吸和心跳），已经逐渐成熟并成功商用。谷歌发布了一种60GHz毫米波雷达芯片，可以更轻松地跟踪和剖析就寝质量。
直面技能寻衅
只管毫米波雷达在更广阔的民用领域有很好的市场表现，但是这些领域此前已经有一些成熟的传感技能运用在发展，如红外线传感器、摄像头。毫米波雷达想冲要破自己原有的“舒适圈”，进入非车载这个新市场，就要直面这些技能的寻衅。
TI产品营销经理Dennis Barrett指出，与基于视觉和激光雷达的传感器比较，毫米波传感器的一个主要上风是不受雨、尘、烟、雾或霜等环境条件影响。以聪慧家居领域的运用为例，毫米波传感器可在完备阴郁中或在阳光直射下事情。
这些传感器可直接安装在无外透镜、透风口或传感器表面的塑料外壳上，非常坚固耐用，能知足防护等级 （IP） 69K 标准。Dennis Barrett强调，玻璃墙和隔墙在当代建筑中的运用很多，真空吸尘器或拖地机器人须要感知这些物体的表面以防止碰撞。事实证明，利用摄像机和红外传感器很难检测到这些物体。但毫米波传感器却可以检测到玻璃墙的存在及其后面的物体。
事实上，这样的特性使毫米波雷达在工业制造领域也有很大的运用空间。基于视觉的安全系统在尘土飞扬的制造环境（如纺织或地毯编织）中，须要常常清洁透镜。毫米波传感器在照明过强（过低）、湿度高、烟雾和灰尘情形下，都可以检测到物体，而且处理延迟很低（常日少于2ms）。
不过，红外传感器等传统产品也并非没有上风，比如价格便宜等，使之依然霸占大量的市场空间。对此，赛迪顾问集成电路家当研究中央剖析师吕芃浩认为，毫米波雷达与红外传感器、摄像头等并不是相互替代，而是相互补充、相互合营，发挥各自的上风，共同为聪慧生活做事。红外传感器受温度影响，超声波雷达的浸染间隔近、丈量精度低，无法探测眇小目标。在很多运用处景中，毫米波雷达可以填补这些技能的不敷，还能够高精度地确定移动物体的方向、速率、间隔，检测到细微的物体移动。
未来，随着市场上人们对付传感器精准性哀求的不断提高，毫米波传感器的需求必将增多，干系家当链将更加成熟，价格将更加亲民，毫米波雷达在非车载领域将取得更快发展。
(陈炳欣)
来源： 中国电子报
