雷達已在國防、安全和航空航天、天氣監(jiān)測、交通控制等應(yīng)用中使用了數(shù)十年，在工業(yè)領(lǐng)域，在過去幾年，雷達技術(shù)取得長足進步，在工廠自動化、自主導(dǎo)航、協(xié)作機器人、工業(yè)無人機等設(shè)備中找到許多機會，根據(jù)研究機構(gòu)Yole Développement的數(shù)據(jù)，工業(yè)雷達應(yīng)用市場預(yù)計在未來五年內(nèi)將超過1000萬臺設(shè)備，其中基本運動、存在檢測是主要用途。

圖注：工業(yè)雷達設(shè)備預(yù)測

（圖片來源：Yole Développement）

在汽車領(lǐng)域，毫米波雷達應(yīng)用成熟。毫米波雷達于上世紀(jì)40年代出現(xiàn)，早期其研究應(yīng)用就主要集中在汽車領(lǐng)域，時至今日其在汽車領(lǐng)域仍然是非常關(guān)鍵的汽車安全器件，被廣泛應(yīng)用于ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）、自動駕駛領(lǐng)域，在L2級以上自動駕駛系統(tǒng)中基本成了標(biāo)配。

技術(shù)進步和成本下探，毫米波雷達正從汽車走向智能家居擴展，逐漸找到市場切入點。家居安防、智能照明的許多功能都依賴先進的傳感器，過去，這些功能通常使用被動紅外（PIR）傳感器實現(xiàn)。PIR傳感器以中紅外波長檢測人、動物或物體的紅外輻射。工作環(huán)境溫度升高，PIR傳感器可靠性急劇下降，因此不能將其安裝在熱源附近或在高環(huán)境溫度下使用，此外，PIR傳感器只能檢測沿切向方向的運動，無法檢測靜止和徑向運動。

傳統(tǒng)傳感器功能和性能受限，以及智能家居對于深度人體檢測需求提升，毫米波雷達成為更好的解決方案，逐步走到聚光燈下。研究機構(gòu)MarketsandMarket數(shù)據(jù)顯示，到2023年，毫米波雷達市場總量將達到206億美元，車載雷達是這一波增長的主要推動力，但物聯(lián)網(wǎng)市場將會成為驅(qū)動毫米波雷達的主要驅(qū)動力。

智能感測拾級而上，毫米波雷達技術(shù)優(yōu)勢明顯

毫米波（mmWave）是波長介于1-10mm的電磁波，在電磁頻譜中，這種波長被視為短波長，優(yōu)勢是高準(zhǔn)確度。毫米波雷達發(fā)射波長在毫米范圍內(nèi)的電磁波信號，并接收由物體反射信號，以確定物體的范圍、速度和角度等參數(shù)。毫米波雷達具有傳輸距離較遠、不受光照條件影響、對運動物體感知靈敏、成本可控等優(yōu)點。

作為高精度傳感和檢測技術(shù)，毫米波雷達能夠捕捉人體細微的動作，并提供速度、運動方向、距離、角度信息，實現(xiàn)精準(zhǔn)細致的人體感應(yīng)，例如在76GHz-81GHz（相應(yīng)波長約為4mm）下工作的毫米波系統(tǒng)，可以檢測到小至幾分之一毫米的運動。

與基于視覺原理的激光雷達、TOF方案相比，毫米波雷達部件的成本低、重量輕、體積小，更重要的是毫米波雷達可以穿透衣物、木板、塑料、玻璃等物體，不受雨、雪、灰塵等外部環(huán)境條件的影響，全天候感知工作。

與可見光方案相比，毫米波雷達不受光照條件影響，可以在完全黑暗或陽光直射的眩光下工作。

人體檢測被認為是毫米波雷達的目標(biāo)市場之一，考慮視覺檢測的個人隱私和數(shù)據(jù)安全問題，與圖像傳感器相比，毫米波雷達不會泄露人臉、居家環(huán)境等用戶隱私信息，有效避免隱私泄露。

毫米波雷達所具備上述優(yōu)勢都能很好地定位于智能家居應(yīng)用的痛點，包括主動感知、非接觸式感知、隱私感知、復(fù)雜場景感知等等。

家電廠商和科技企業(yè)發(fā)力，終端應(yīng)用迎來爆發(fā)

目前已經(jīng)有許多傳統(tǒng)家電和科技企業(yè)巨頭在產(chǎn)品中開發(fā)人體感知檢測應(yīng)用，并積極引入毫米波雷達，從而進一步加快該技術(shù)的商業(yè)化推廣。

在今年3月，谷歌推出其第二代NEST HUB（智能顯示器和揚聲器），該產(chǎn)品具有一個7英寸的屏幕，可以觀看流媒體視頻服務(wù)、查看天氣、獲取警報、打開燈等。而其最大的變化在于，其使用內(nèi)置雷達傳感器（型號為英飛凌XENSIV 60GHz雷達芯片）跟蹤用戶的睡眠。

谷歌表示，第二代NEST HUB可以測量微小的運動，比如用戶的呼吸，以確定用戶什么時候睡覺，內(nèi)置的麥克風(fēng)可以確定用戶是在打鼾還是咳嗽，其他內(nèi)置傳感器可以確定房間的溫度和燈光亮度。所有這些信息可以反映用戶的睡眠質(zhì)量，然后可以提出建議，比如設(shè)置一個提醒，在某個時間上床睡覺，或者嘗試睡前放松。

谷歌正試圖將雷達傳感器運用到其能想到的任何產(chǎn)品中，以形成設(shè)備之間的聯(lián)動，例如，如果用戶希望將睡眠數(shù)據(jù)同步到Google Fit（谷歌的健康追蹤應(yīng)用 開發(fā) 平臺），那么就可以從手機和智能手表等其他設(shè)備中提取數(shù)據(jù)。

圖注：谷歌NEST HUB（智能顯示器和揚聲器）藉由雷達跟蹤用戶睡眠質(zhì)量。（圖片來源：cnbc.com）

國內(nèi)傳統(tǒng)家電廠商紛紛也看好人體感知檢測在家居應(yīng)用的前景，這勢必推動毫米波雷達技術(shù)的廣泛運用。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，目前，美的設(shè)立了多個項目，包括空調(diào)節(jié)能項目、智能聯(lián)動等方面，通過基于人體感知檢測的個性化功能實現(xiàn)降低能耗，以突顯產(chǎn)品差異化。

無獨有偶，包括TCL、長虹、創(chuàng)維、海信在內(nèi)的傳統(tǒng)家電廠商都在摩拳擦掌，成立專門的研發(fā)部門，加大力度研發(fā)人體感知檢測在電視上的創(chuàng)新應(yīng)用，以對標(biāo)海外廠商產(chǎn)品，比如三星電視多款機型都已經(jīng)采用人體存在、運動軌跡測量雷達。

而進入這個賽道的不乏巨頭科技企業(yè)，據(jù)悉，相關(guān)業(yè)者將在2022年第二季度推出具備人體運動軌跡跟蹤、人體存在檢測的智能產(chǎn)品。終端應(yīng)用的玩家不斷增多，技術(shù)引領(lǐng)勢必主導(dǎo)市場格局的改變，毫米波雷達扮演的角色將愈發(fā)重要。同時，產(chǎn)業(yè)不斷成熟也將推動企業(yè)之間的合作，共生共贏，業(yè)內(nèi)消息指出，亞馬遜正于國內(nèi)家電廠商精密配合，定制亞馬遜專用產(chǎn)品，硬件+服務(wù)的模式能否獲得成功不得而知，但可以肯定的是，多樣化的終端應(yīng)用必須要有合適的技術(shù)托底，而毫米波雷達目前看來就是一個正確技術(shù)選擇。

圖注：云帆瑞達科技（深圳）有限公司（下文簡稱云帆瑞達）總經(jīng)理李剛

從視覺升級至觸覺檢測，毫米波雷達家居用例充滿想象

憑借眾多技術(shù)優(yōu)勢，毫米波雷達在智能家居應(yīng)用中可實現(xiàn)豐富用例。云帆瑞達科技（深圳）有限公司（下文簡稱云帆瑞達）總經(jīng)理李剛表示，毫米波雷達特別適合用于人體檢測，近年來，毫米波雷達在家居用途中的應(yīng)用，逐漸從呼吸心跳的功能，延申到人體存在、跌落報警、人數(shù)統(tǒng)計等。按工作頻率劃分，5.8GHz應(yīng)用于觸發(fā)雷達，24GHz可以做人體精準(zhǔn)存在，60GHz可以實現(xiàn)呼吸心跳、人數(shù)統(tǒng)計功能。過去，傳統(tǒng)傳感器依賴可見光或不可見光進行感知。作為人體探測的新一代傳感器系列，毫米波雷達完成了從攝像頭的傳統(tǒng)視覺感知，到觸覺感知的改變。

圖注：雷達的頻譜和應(yīng)用

01.睡眠監(jiān)測、養(yǎng)老照護

毫米波雷達可以非接觸方式，精確識別呼吸及心率數(shù)據(jù)，通過對呼吸深度、心跳頻率、運動參數(shù)等數(shù)據(jù)深入分析，判斷用戶睡眠質(zhì)量，為睡眠呼吸中潛在的呼吸疾病提供輔助數(shù)據(jù)支持，這種能力適用于24小時實時監(jiān)測和照護，滿足居家、社區(qū)、機構(gòu)三位一體的養(yǎng)老監(jiān)護要求，緩解老齡化社會養(yǎng)老難題。

此外，毫米波雷達無需光學(xué)攝像也可以追蹤人體活動，包括人員跌倒等運動特征，實現(xiàn)跌倒報警的同時，避免攝像頭帶來的隱私問題。中國疾病監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示，跌倒已經(jīng)成為我國65歲以上老年人受傷、死亡的首要原因，推進建立完善的養(yǎng)老體系，在應(yīng)對跌倒問題上必須有積極的預(yù)防及應(yīng)急措施。在多生活場景中，毫米波雷達可以判斷人體的站立、靜坐或是跌倒?fàn)顟B(tài)，在發(fā)生跌倒等異常行為時實時告警通知監(jiān)護人，在最佳時間內(nèi)給予救治。

李剛說道，毫米波雷達可以精準(zhǔn)實現(xiàn)健康照護，并與智能家電聯(lián)動，衍生更多智能化應(yīng)用。國內(nèi)老年人群體達到2.5億人（數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò)），對智能解決方案的接受度高于預(yù)期，人口老齡化發(fā)展背景之下，基于毫米波雷達的智能解決方案對中老年市場的耕耘將推動智能家居市場滲透率的提升。

圖注：雷達應(yīng)用分類

02.智能空調(diào)管理

李剛說道，空調(diào)日益強調(diào)高效能源管理和智能化，每年迭代數(shù)量達到3000萬多部。其中，空調(diào)的智能化影響著使用舒適性，毫米波雷達讓空調(diào)實時監(jiān)測人體移動，根據(jù)人體與空調(diào)的距離和位置，改變空調(diào)的出風(fēng)的方向與速度，通過細致的智能提升空調(diào)的舒適性。由于毫米波雷達不受環(huán)境條件影響，即使氣溫再高，也能準(zhǔn)確識別人體并控制空調(diào)送風(fēng)。毫米波可穿透空調(diào)外殼，因此可以安裝于空調(diào)內(nèi)部，不破壞空調(diào)美觀性?？照{(diào)目前是存量市場，競爭激烈，智能化和舒適性的提升有利于擴展產(chǎn)品的市場份額。

03.安防

家居安防系統(tǒng)勢必需要感知人體，監(jiān)控物體或人員在房屋周邊區(qū)域的運動和位置狀態(tài)，當(dāng)目標(biāo)超過距離閾值時，向房主觸發(fā)自動警報，向內(nèi)置攝像頭發(fā)出信號以啟動視頻錄制，這一系列事件可以由毫米波雷達、圖像識別、數(shù)據(jù)分析等多種技術(shù)手段結(jié)合實現(xiàn)。

圖注：雷達在智能家居安防系統(tǒng)的應(yīng)用（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

04.手勢識別和控制

智能家居中的手勢控制功能，可使用毫米波雷達實現(xiàn)非接觸式手勢交互，完成毫米級動作捕捉，實現(xiàn)智能聯(lián)動。搭配豐富算法，讓手勢控制不局限于單一方式，交互更無感和智能。基于毫米波雷達的手勢控制用例包括體感游戲、輔助殘障人士或者老年人完成生活日常自理，讓他們生活更便捷。

60GHz——家居應(yīng)用毫米波雷達的適宜選擇？

雷達傳感器一般使用24GHz、60GHz和77GHz頻段,這些頻譜的使用往往受法規(guī)限制，因不同地區(qū)而異。在全球大多數(shù)地區(qū),77GHz頻段常用于汽車應(yīng)用,77GHz在其他應(yīng)用如工業(yè)、建筑、機器人、消費電子和城市基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用受到限制。工信部今年發(fā)布的《汽車雷達無線電管理暫行規(guī)定（征求意見稿）》將76-79GHz頻段規(guī)劃用于汽車雷達，主要使用場景包括自適應(yīng)巡航控制（ACC）、防撞（CA）、盲點探測（BSD）、變道輔助（LCA）、泊車輔助、后方車輛示警（RTCA）、行人探測等。該頻段不能用于其他在地面設(shè)置使用的雷達，以及在航空器（含無人機、氣球、飛艇等）上裝載使用的雷達。

圖注：在頻譜規(guī)劃上，76-79GHz頻段將主要被用于汽車雷達（圖片來源：工信部網(wǎng)站）

歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會ETSI和美國聯(lián)邦通信委員會FCC制定的頻譜法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)禁止新產(chǎn)品使用24GHz超寬帶（UWB），現(xiàn)有已使用24GHz超寬帶（UWB）的產(chǎn)品必須在2022年之前逐步淘汰。

因此，60GHz貌似是家居毫米波雷達適宜的頻段，實際上半導(dǎo)體廠商也逐漸把競爭領(lǐng)域從24GHz轉(zhuǎn)移到60GHz頻段，TI、Acconeer、英飛凌等公司均推出了采用天線封裝技術(shù)的60GHz毫米波雷達傳感器,以開拓更大市場規(guī)模的消費電子市場。

就美國地區(qū)來看，F(xiàn)CC還將對毫米波雷達使用60GHz頻譜擬議規(guī)則，并深入研究60GHz頻譜中的其他技術(shù)，如超寬帶、Wi-Fi等。雖然FCC對雷達頻譜授權(quán)也設(shè)置了高門檻，避免其他用戶產(chǎn)生有害干擾，但同時也逐漸開放。

4月，F(xiàn)CC正式發(fā)布了一項命令，放棄其第15.255條關(guān)于57GHz-71GHz頻段的技術(shù)和應(yīng)用限制規(guī)則，允許6家公司（Vayyar、法雷奧、英飛凌、特斯拉、IEE和Brose）向市場提供基于60GHz雷達的艙內(nèi)監(jiān)控、乘客安全和防盜應(yīng)用，這次特殊豁免對下一代智能汽車的多元化感知技術(shù)落地具有重大意義。

在消費電子領(lǐng)域，7月，F(xiàn)CC為亞馬遜亮起綠燈，批準(zhǔn)亞馬遜開發(fā)雷達睡眠追蹤器，審查認為亞馬遜的雷達設(shè)備能需要連接電源才能使用，不至于對其他設(shè)備形成干擾。根據(jù)提交的FCC文件,亞馬遜希望將雷達技術(shù)應(yīng)用于兩種不同的應(yīng)用場景：第一個是促進“非接觸式設(shè)備控制”，可以幫助那些有語言、觸覺或行動障礙的人更好地操作亞馬遜的其他產(chǎn)品。第二是某種非接觸式的睡眠追蹤器。使用雷達傳感器檢測用戶整晚的運動，并將這些信息編入用戶的整體睡眠質(zhì)量報告中，用戶可以稍后查看，亞馬遜表示這將為美國人民帶來“重大的健康益處”。

60GHz毫米波雷達波長為5mm，可以提供更好的分辨率，彌補24GHz雷達帶寬受限、精度不足、對運動物體的感測有局限的問題。主要技術(shù)廠商圍繞非汽車領(lǐng)域毫米波雷達的競爭逐漸從24GHz轉(zhuǎn)移到60GHz頻段，特別是在智慧家居、健康監(jiān)測等室內(nèi)應(yīng)用領(lǐng)域，60GHz頻段預(yù)計將成為市場的主流。

圖注：云帆瑞達產(chǎn)品應(yīng)用

國產(chǎn)雷達模塊快速迭代，搶占物聯(lián)網(wǎng)賽道

雷達模塊感應(yīng)精準(zhǔn)、穩(wěn)定、靈敏，還可以通過算法調(diào)試控制感應(yīng)時間等參數(shù)，先進的雷達模塊還集成天線在產(chǎn)品封裝內(nèi)。不同應(yīng)用對雷達模塊的要求不同，李剛說道，汽車電子應(yīng)用側(cè)重于以汽車運動測對方相對運動，智能家居側(cè)重于以靜止測量人體運動，兩種應(yīng)用在硬件上基本相同，但是算法上差異極大，相關(guān)量產(chǎn)測試技術(shù)也完全不同。終端選擇新品，要考慮到測量范圍（波長），精細度（頻段），使用功能（天線），根據(jù)不同的測量面積，產(chǎn)品要求選擇不同算法和成本。

由于我國不僅是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)國，也是較大的需求市場，因此產(chǎn)品迭代更加敏捷、更加快速。就產(chǎn)品的商業(yè)化程度來說，國產(chǎn)雷達模組目前在引導(dǎo)全球的應(yīng)用技術(shù)。

毫米波雷達在汽車自動駕駛領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)生機，但毫米波雷達在物聯(lián)網(wǎng)世界還有更大的藍圖，包括智能家居、智能樓宇、智慧城市，其應(yīng)用已經(jīng)進入小步快跑階段，生態(tài)建設(shè)逐漸建立。在該領(lǐng)域，云帆瑞達作為一個集算法能力、天線能力、量產(chǎn)測試能力一體的毫米波雷達提供商，已經(jīng)突破了單月百萬的營收，近期，云帆瑞達還與涂鴉智能已經(jīng)正式簽訂合作協(xié)議，雙方合作率先解決了產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)、跨協(xié)議通信難題。為了讓毫米波雷達設(shè)備實現(xiàn)跨協(xié)議通信，同時支持Wi-Fi、Zigbee等多種連接方式，涂鴉智能為云帆瑞達提供了聯(lián)網(wǎng)、通信等模塊，能和其雷達模塊配合使用。