毫米波雷达的概念
毫米波雷达,是工作在毫米波波段(millimeter wave)探测的雷达。通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)的。毫米波的波长介于微波和厘米波之间,因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。
同厘米波导引头相比,毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比,毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外,毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。毫米波雷达能分辨识别很小的目标,而且能同时识别多个目标;具有成像能力,体积小、机动性和隐蔽性好,在战场上生存能力强。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年毫米波雷达行业深度分析及投资价值研究咨询报告》显示:
毫米波雷达的研制是从上世纪40年代开始的。50年代出现了用于机场交通管制和船用导航的毫米波雷达(工作波长约为8毫米),显示出高分辨力、高精度、小天线口径等优越性。但是,由于技术上的困难,毫米波雷达的发展一度受到限制。这些技术上的困难主要是:随着工作频率的提高,功率源输出功率和效率降低,接收机混频器和传输线损失增大。上世纪70年代中期以后,毫米波技术有了很大的进展,研制成功一些较好的功率源:固态器件如雪崩管(见雪崩二极管)和耿氏振荡器(见电子转移器件);热离子器件如磁控管、行波管、速调管、扩展的相互作用振荡器、返波管振荡器和回旋管等。此外,在高增益天线、集成电路和鳍线波导等方面的技术也有所发展。70年代后期以来,毫米波雷达已经应用于许多重要的民用和军用系统中,如近程高分辨力防空系统、导弹制导系统、目标测量系统等。
近年来我国消费结构升级,无人驾驶汽车以及智能安防设备等军民用设施市场需求不断得到扩大,该类终端设备市场规模的扩张带动了国内毫米波雷达市场需求的增长。2018年中国毫米波雷达市场规模约为54.6亿元,2020年中国毫米波雷达市场规模突破了70亿大关达到了72.1亿元。预计截止2021年底行业市场规模将达到95.2亿元。
国外毫米波雷达实现产业化,国产毫米波处于起步阶段。从毫米波雷达的产业布局来看,系统目前是被海外的巨头控制着,例如大陆、博世、海拉等,核心元器件也主要被英飞凌(Infineon)、德州仪器、意法半导体、亚德诺半导体等垄断。相比于国外企业,车载毫米波雷达在国内仍属于起步阶段。在24GHz雷达方面,国内少数企业研发已有成果,市场化产品即将问世;但在77GHz毫米波雷达方面仍属于初级阶段,国内只有极少数企业能做到77GHz雷达的样机阶段,产业化进程仍待突破。其中深圳安智杰24GHz后向雷达已出货上千套,芜湖森斯泰克的24GHz雷达产品也已量产成功。此外雷科防务的“77GHz毫米波汽车防撞雷达”成为百度阿波罗生态合作伙伴的首个国产毫米波雷达,目前已经实现批量生产。
中国汽车保有量情况
公安部交通管理局发布信息,2021年全国机动车保有量达3.95亿辆,其中汽车3.02亿辆;机动车驾驶人达4.81亿人,其中汽车驾驶人4.44亿人。2021年全国新注册登记机动车3674万辆,新领证驾驶人2750万人。截至2021年底,全国汽车保有量达3.02亿辆。2021年全国新注册登记汽车2622万辆,比2020年增加198万辆,增长8.16%。其中载货汽车新注册登记404万辆,比2020年减少12万辆,下降2.88%,呈下降趋势。值得一提的是摩托车大幅增长,摩托车新注册登记1005万辆,比2020年增加179万辆,增长21.67%,近三年保持快速增长。
相较于燃油车,新能源车新增明显。截至2021年底,全国新能源汽车保有量达784万辆,占汽车总量的2.60%,增长59.25%。2021年全国新注册登记新能源汽车295万辆,占新注册登记汽车总量的11.25%,与上年相比增加178万辆,增长151.61%。近五年,新注册登记新能源汽车数量从2017年的65万辆到2021年的295万辆,呈高速增长态势。
汽车后装市场是汽车销售以后,围绕汽车使用过程中产生的各种服务,涉及汽车美容、汽车装饰、汽车电子、汽车娱乐、汽车改装等多种领域的业务。截至2021年底,全国汽车保有量达3.02亿辆,按照每年0.2%的毫米波雷达汽车改装量,单车平均安装2个计算,2021年国内毫米波雷达汽车后装市场需求规模将达到120.8万个。
目前各个国家对车载毫米波雷达分配的频段各有不同,但主要集中在 24GHz 和 77GHz,少数国家(如日本)采用 60GHz 频段。由于77G 相对于24G 的诸多优势,未来全球车载毫米波雷达的频段会趋同于77GHz 频段(76-81GHz)。
77 GHz 在性能和体积上都更具优势。目前车载雷达的频率主要分为24GHZ 频段和77GHZ 频段。与24GHz 毫米波雷达相比,77GHz 的距离分辨率更高,体积更是小了三分之一。2018 年,中国新车评价规程(C-NCAP)将自动紧急制动系统(AEBS)纳入评分体系,从而将带动 77GHz 毫米波雷达在未来的市场需求。而从长远来看,77GHz 毫米波雷达的体积更小、探距更长,使得其较24GHz 毫米波雷达将具备更大的市场空间。
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