毫米波雷达是指工作在毫米波段的雷达。通常毫米波是指30～300GHz频段(波长为1～10mm)。毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波同时具备微波和光电雷达的特点。与厘米波雷达相比，毫米波雷达具有体积小、质量轻和空间分辨率高等特点。与红外、激光等光电雷达相比，毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)的特点。另外，毫米波雷达的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波和光电雷达 。

1、毫米波雷达种类与区别（24GHz、77GHz、79GHz)  

目前市场上主流的车载毫米波雷达主要有三种:24GHz（用于短距离，0--100米）、77GHz（用于长距离，100--250米）和79GHz（用于短距离，0-100米）。

其中24GHz和77GHz毫米波这两种雷达较为常见，它们之间的区别：基于77GHz毫米波雷达的带宽较长，所以77GHz毫米波雷达的体积更小。相比24GHz毫米波雷达，77GHz毫米波雷达所需要的工艺集成度更高，一般而言77GHz雷达采用CMOS RF工艺（CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor（互补金属氧化物半导体），能够提升射频前端（MMIC)芯片生产水平，并降低成本。而24GHz毫米波雷达通常只采用GaAs(砷化镓)、SiGe(硅锗),由于其材料的稀缺性及工艺的复杂性，导致射频前端芯片（MMIC)的良率并不高。另外，相比于24GHz毫米波雷达，77GHz毫米波雷达的波长更小，虽然绕射能力比24GHz的毫米波雷达要弱，但是其检测精度更高。相关对比如下：

2、毫米波雷达技术沿革（发展历史及相关政策）

2.1 毫米波雷达发展历史

毫米波雷达的研制始于40年代，1973年，德国AEG公司与博世共同研制汽车防撞雷达。1987年欧洲在《欧洲高效安全交通系统计划》的指导下开始大规模研制毫米波雷达。1999年，奔驰S级是第一款采用77GHz毫米波雷达实现自适应巡航（ACC)的量产车。2013年，国外24GHz毫米波雷达进入中国市场，77GHz毫米波雷达技术对中国采取技术封锁。2016-2017年，国产24GHz毫米波雷达开始量产，77GHz毫米波雷达进入样机阶段，少量企业实现量产。

2.2 毫米波雷达相关政策

2017年12月，交通运输部发布《营运客车安全达标实车核查工作规范》，明确指出车长超9米的营运车辆必须需要安装带有AEB（自动紧急制动系统）的毫米波雷达或激光雷达装置，加速了毫米波雷达在国内商用车的应用。要点如下：

• 自2018年4月1日起实施查验车长大于9m客车驾驶室前部是否配置LDWS（车道偏离预警）前视摄像头或显示屏应显示LDWS自检或显示屏附近设有工作信号灯。

• 自2018年4月1日起实施,其他功能自2019年4月1日起实施。查验客车驾驶室前面罩是否有AEB毫米波雷达或激光雷达装置，仪表盘应显示AEB自检或仪表盘附近设有工作信号灯。

2020年3月，工信部发布《汽车驾驶自动化分级》，明确了0-5级各级的自动驾驶程度及相应要求，促进了自动驾驶在中国的产业化发展，同时也促进了毫米波雷达在中国的普及。汽车自动化分级标准，具体如下图所示：

车载毫米波雷达通过发射天线向外发射毫米波信号，接收目标物体反射信号，经DSP信号处理后迅速、准确地获取汽车车身周围的物理环境信息（如汽车与目标物体之间的相对距离、相对速度、角度、运动方向等），然后根据所探测的物理环境信息进行目标追踪和识别分类，进而结合车身动态信息进行数据融合，最终通过中央处理单元（ECU）进行智能判断处理。经合理决策后，以声、光及触觉等多种方式告知或警告驾驶员，或及时对汽车做出主动干预，从而保证驾驶过程的安全性和舒适性，减少事故发生几率。

毫米波雷达系统主要包括天线、前端收发组件、数字信号处理器(DSP)和控制电路，其中天线和前端收发组件是毫米波雷达的最核心的硬件部分。

1.天线

天线作为毫米波发射和接收的重要组成部件，是汽车毫米波雷达持续工作的关键保障之一。实践证明，当天线的长度为无线电信号波长的1/4时，天线的发射和接收转换效率最高。因此，天线的长度将根据所发射和接收信号的频率或波长来决定。毫米波的波长较短，一般为毫米级，因此其天线可以做的很小，同时还可以使用多根天线构成阵列天线，达到窄波束的目的。目前，毫米波雷达天线的主流方案是微带阵列，最常见的一种是设计成可集成在PCB板上的“微带贴片天线”，在PCB板上的ground层上铺几个开路的微带线形成天线。

相比一般的微波天线，这种微带天线具有的优点：

1．体积小，重量轻，低剖面，能与载体(如飞行器)共形;

2．低成本，适合于印刷电路技术大批量生产;

3．电性能多样化，不同设计的微带元，其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整，易于得到各种极化;

4．易集成，能和有源器件、电路集成为统一的组件等。上述优点极大地满足了车载雷达低成本和小体积的需求。

当然，由于毫米波的波长较短，电路极易发射色散和产生高次模，而且基板材料的介电常数和损耗随频率的增加也变化非常明显，为了确保电路性能稳定一致，毫米波雷达需要选择介电常数稳定、损耗特性低等高性能的高频PCB基材。车载毫米波雷达市场的扩大，同样也驱动着高频基材及基材生产企业在此市场中的竞争。

24GHz毫米波雷达PCB天线

2. 前段收发组件（MMIC）

前端收发组件是毫米波雷达的核心射频部分，负责毫米波信号调制、发射、接收以及回波信号的解调。车载雷达要求前端收发组件具有体积小、成本低、稳定性好等特点，最可行方法就是将前端收发组件集成化。目前前端收发组件集成的方法主要有混合微波集成电路（HMIC）和单片微波集成电路（MMIC）两种形式。

混合微波集成电路（HMIC）是采用薄膜或厚膜技术，先将微波电路制作在适合传输微波信号的基片（如蓝宝石、石英等），再将分立的有源器件连接、组装起来的集成电路。而MMIC则是采用平面技术，将所有的微波功能电路用半导体工艺制造在砷化镓（GaAs）、锗硅（SiGe）或硅（Si）等半导体芯片上的集成电路。MMIC集成的功能电路主要包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器、混频器、上变频器、检波器、调制器、压控振荡器（VCO）、移相器、开关、MMIC收发前端，甚至整个发射/接收（T/R）组件（收发系统）。相比HMIC，显然MMIC大大简化了雷达系统结构，集成度高、成本低且成品率高，更适合于大规模生产。

射频前端收发组件MMIC

3 .数字信号处理器（DSP）

数字信号处理系统是雷达重要的组成部分，通过嵌入不同的信号处理算法，提取从前端采集得到的中频信号，获得特定类型的目标信息。毫米波雷达的数字处理主要算法包括：阵列天线波速形成和扫描算法、信号预调理、杂波处理算法、目标检测/测量的算法、目标分类与跟踪算法以及信息融合算法。数字信息处理是毫米波雷达稳定性、可靠性的核心。

数字信号处理可以通过DSP芯片或FPGA芯片来实现。DSP芯片即指能够实现数字信号处理技术专用集成电路。DSP芯片是一种快速强大的微处理器，独特之处在于它能即时处理资料。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。FPGA即现场可编程门阵列，它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

4 .控制电路

控制电路是汽车雷达系统实现汽车主动安全控制执行的最后一环，根据信号处理器获得的目标信息，结合车身动态信息进行数据融合，最终通过主处理器进行智能处理，对车辆前方出现的障碍物进行分析判断，并迅速做出处理和发出指令，及时传输给报警显示系统和制动执行系统。当前方车辆或物体距离过近超警戒设置时，报警显示系统能以声、光及触觉等多种方式告知或警告驾驶员，前方有危险需要谨慎驾驶。如遇危险时启动制动系统迅速根据险情对车辆做出包括减速、重刹、停车等主动干预动作，从而保证驾驶过程的安全性和舒适性，减少事故发生几率。

5.毫米波的技术优势

毫米波雷达与激光雷达、超声波雷达和摄像头的对比如下：

1、产业链

随着《营运客车安全达标实车核查工作规范》、《汽车驾驶自动化分级》等政策的发布，相关部门扶持力度持续加大，毫米波雷达市场规模将持续增长。

从工作频段上来看，国内低频24GHz雷达占据着主导地位，77GHz雷达未来有望迎来发展机遇。

从应用场景来看，无人驾驶应用广泛，无人机已成为新的增长点。

从产业链分析，系统集成本土厂商占据一定优势，天线设计、DSP芯片则被外国厂商所垄断，未来本土厂商有望在天线设计、DSP芯片这两个领域有所突破。未来，毫米波雷达市场集中度将进一步提升，部分细分领域国内将出现寡头垄断。

最后，祝愿国内毫米波雷达产业发展地越来越好！