
從軍用到汽車,再到工業和消費物聯網應用,毫米波雷達不斷“出圈”,自身的應用版圖不斷擴大,一路高歌猛進。
MarketsandMarkets的數據顯示,到2023年雷達傳感器的市場總量将達到206億美元,從2017年到2023年的複合年增長率高達19.5%。
我們相信,物聯網市場将會成為驅動毫米波雷達市場的另一個車輪,推動其以更高速度向前飛奔。
01
PartOne

雷達最早的應用是在軍事上。
其原理是産生并通過發射器發送一個頻率随時間逐漸增加的信号,當這個信号遇到物體之後會反射回來,其時延是距離/光速數值的2倍,而返回來的波形和發出的波形之間有個頻率差,這個頻率差和時延呈線性關系,将這兩個頻率做一個減法,就可以得到二者頻率的差頻(差拍頻率),由此就可以計算出物體與雷達的距離。
在此基礎上,不僅可以獲知被測目标是否存在,還可以計算出目标的位置、方向、距離和速度等信息。
随後,雷達的應用逐漸擴展到其他一些專用領域,并且最終憑借毫米波雷達走入了民用市場。
汽車成為了毫米波雷達在民用領域一個重要的切入點,這些年随着自動駕駛的興起,更是發展勢頭強勁。
目前在L2.5以上的自動駕駛系統中,毫米波雷達基本成了标配。
相較于其他傳感器,毫米波雷達不容易受環境(溫度、光線等)的影響,能夠穿透塑料、牆闆和衣服等非金屬材料,這就決定了它可以在一些特定的應用場景中占據C位。
毫米波雷達不僅可以偵測到對象是否存在,還可以确定移動物體的方向、速度、距離,甚至可以根據天線配置确定移動物體的準确位置,這些高精度的數據和豐富的信息,無疑會為毫米波雷達在工業和消費市場,特别是與物聯網相關的領域赢得新的發展空間。
02
PartTwo

按照工作頻段,民用市場毫米波雷達可以分為3類:
24GHz毫米波雷達
這也是投入民用的毫米波雷達,其波長為1.25cm。24GHz毫米波雷達技術成熟,成本低廉,目前已經在物聯網市場上刮起一股新旋風。
77GHz毫米波雷達
這個頻段的毫米波雷達波長隻有3.9mm,頻率比較高,帶寬可達4GHz。一般來說,雷達的波長越短,分辨率/精準度越高,外形也會更小,成本也更高。77GHz毫米波雷達目前逐漸接棒24GHz産品,成為汽車領域的主流,而且很多國家和地區也将這個頻段分配為汽車的專用頻段。
60GHz毫米波雷達
這個頻段的雷達波長為5mm,具有高達7GHz的可用于短程應用的免許可帶寬,因此其可以提供更好的分辨率。顯而易見,60GHz毫米波雷達更為擅長對于細微動作的檢測。
60GHz的雷達波長為5mm,0.5mm的微動作,相當于10%的波長,這在雷達“看起來”已經是一個明顯的位移了。
因此人們在呼吸和心跳時引發的皮膚的微動作,就可以利用60GHz毫米波雷達捕捉到,由此開發出“無接觸”的健康體征檢測方案。
03
PartThree

可以說,有了24GHz雷達打前站,77GHz雷達在汽車領域的重點突破,以及60GHz雷達的補強,毫米波雷達“三兄弟”已經在民用市場闖出了一片新天地。特别是在非汽車領域,毫米波雷達在四個領域的表現十分值得期待:
一是樓宇自動化和智能家居領域
作為人體和運動傳感器,毫米波雷達可以對區域内的人員數量、位置進行精準的感知,并以此為依據去控制照明、空調等系統,實現更高效的節能。
也有開發者在探索将毫米波雷達與電梯控制結合在一起,根據算法準确測算出電梯間内等待的乘客數量——甚至能夠準确判斷出無關的過客和真正的乘客——進而合理調度,提升電梯的運行效率。
二是健康監護領域
上文提到的心跳、呼吸監測就是一個典型的用例。而且随着老齡化進程的加速,毫米波雷達傳感與智慧養老相結合,還可以演化出跌倒報警、睡眠監控等更多的新用例。這一領域未來的前景,也非常值得關注。
第三是安防監控領域
盡管攝像頭目前是這一領域的主流方案,但是個人隐私也一直是伴随着視覺解決方案的敏感話題。因此在特定的場合,毫米波雷達可以作為一個替代方案,代替攝像頭去進行流量分析、入侵檢測等工作。
此外,采用“攝像頭+毫米波雷達傳感”相互聯動的解決方案,還可增強原有方案的性能和可靠性,有利于實現更高的識别率、更低的誤報率、更低的人工成本。
最後是人機交互(HMI)領域
憑借精準運動檢測,60GHz毫米波雷達可以實現更精細的手勢和肢體識别,為用戶提供更自然的HMI體驗。這在小屏幕或近程屏幕的非接觸手勢控制、實時遊戲交互、家電控制等方面将帶了全新的用戶體驗。
總之,從軍用到專用,再到汽車,再到工業和消費物聯網應用,毫米波雷達通過不斷地“出圈”,使得自身的應用版圖不斷擴大。

結語
Conclusion Part
毫無疑問,毫米波雷達傳感,憑着更加精準的感知,更精緻的外形,火速出圈,成為物聯網時代的新寵兒。Creatrol造作智能·傳感,也将不斷以優質的毫米波雷達傳感産品,與您一同開啟超感新時代!
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