自兩年前谷歌ATAP展示了酷炫的Project Soli，而特斯拉也開始使用毫米波雷達作為防撞探測雷達，越來越多的軟硬件開發(fā)者將目光投向了mmWave（毫米波）雷達技術。

利用Soli操控移動設備的演示

Soli是一項運用微型雷達監(jiān)測空中手勢動作的新型傳感技術。這種特殊設計的雷達傳感器可以追蹤手部的運動，然后將采集到的mmWave雷達回波信號進行演算處理后，識別成一系列交互手勢，以控制可穿戴和手持設備。這項傳感技術的硬件基于英飛凌mmWave收發(fā)芯片，識別算法與軟件則由谷歌負責編寫，兩家公司深入合作，聯(lián)手對Soli技術進行個人消費類電子應用的商業(yè)化開發(fā)。

其實運動識別與追蹤的解決方案已存在許多，比如光學成像、紅外線、超聲波、激光等等，與這些方案相比，mmWave方案優(yōu)勢非常明顯，因此適用范圍非常廣闊：

在室外環(huán)境下，紅外線干擾嚴重，依賴紅外線追蹤運動的解決方案可靠性不佳，而mmWave則幾乎不會受到紅外線干擾；

與光學成像方案相比，mmWave方案所需處理的數(shù)據(jù)較少，從而能夠間接降低功耗、提高分辨率，且在低光亮環(huán)境下mmWave方案依然適用；

受惠于多普勒效應，mmWave方案依靠簡單的計算就能輕松獲得物體的運動方向與速率；

mmWave具有一定穿透力，即使受到輕微遮擋，也能很好完成運動識別與追蹤的工作。

由于具備上述優(yōu)勢，越來越多運動識別與追蹤應用開始偏向采用mmWave解決方案，而這些應用又反過來推動mmWave解決方案逐步邁向成熟。來聽聽英飛凌電源管理及多元化市場部--射頻及傳感器部門亞太區(qū)總監(jiān)Jeffrey Mai的專業(yè)分析。

英飛凌電源管理及多元化市場部--射頻及傳感器部門亞太區(qū)總監(jiān)Jeffrey Mai

硬件具備，只欠算法東風

英飛凌的mmWave雷達產品種類豐富，除了前面提到的谷歌Project Soli采用的60GHz方案外，還提供24GHz與77GHz方案。受無線信號衰減的影響，在信號發(fā)射功率一定的情況下，毫米波雷達頻率越高，其探測距離越短。

拿英飛凌的24GHz雷達與60GHz雷達舉例，24GHz雷達的探測距離最短可達到0.6~1m左右，而60GHz雷達的探測距離一般在2~3cm，當然探測距離跟天線設計也息息相關。不過60GHz雷達的分辨率要優(yōu)于24GHz雷達，且尺寸較小。

24GHz方案與60GHz毫米波雷達方案對比

而根據(jù)探測距離與分辨率的不同，不同頻率的方案針對的應用場景有所區(qū)別。如在安防或智能家居的應用場景下，只需監(jiān)測室內有無物體運動，卻對監(jiān)測范圍的要求較高，便適合采用24GHz雷達方案；而類似Soli的應用則需要追蹤手部的細微變化，這對雷達分辨率的要求相當高，因此適合采用能追蹤物體細微變化的60GHz方案。

mmWave的頻率范圍相當寬廣（從30GHz到300GHz都被定義為mmWave），雖然不同mmWave雷達方案間的頻率落差巨大，但其硬件架構卻是相似的，假如不考慮對mmWave信號進行大量處理，只需DSP與Transceiver相配合，就能構成最簡單的mmWave系統(tǒng)。不過假如要對信號進行大量處理，再考慮到不同應用場景的具體需求，最終的硬件組成千變萬化。

24GHz收發(fā)芯片BGT24MTR11與XMC4200組成的mmWave系統(tǒng)

mmWave雷達其實并不是一項新興技術，它已在航空與國防領域發(fā)展多年，硬件方面趨于成熟。不過把原有技術移植于它用，其挑戰(zhàn)也隨之浮現(xiàn)：在全新的應用場景下，需要重新定義信號并架構協(xié)議?！爸卑讈碇v，硬件或許還是那套硬件，但軟件已不是那套軟件了。這正是為什么Soli要由兩家公司連手開發(fā)的原因——谷歌搭建應用場景并探索信號處理的算法，英飛凌則根據(jù)谷歌的需求調整芯片以配合，”Jeffrey表示。

Jeffrey表示，雖然mmWave雷達的應用場景有很多，但眼下還沒有辦法用某種統(tǒng)一算法來涵蓋所有，只能根據(jù)不同應用場景來開發(fā)專用的算法，因此mmWave雷達要大范圍應用還存在不小門坎。不過隨著算法越來越多、越來越成熟，mmWave市場會越來越大，預計三到五年之內，mmWave雷達應用的成功案例將如雨后春筍般涌現(xiàn)，而英飛凌希望能與更多的應用客戶合作，將這一時間提前。

英飛凌在mmWave收發(fā)器與DSP的研發(fā)上深耕多年，積累了豐富經驗，能為不同應用場景提供完善的硬件支持。不過面對來自算法的挑戰(zhàn)，英飛凌依然需要與客戶、合作伙伴攜手共進，互相配合推敲打磨出最終的解決方案。

各領域應用含苞待放，24GHz有望加速先行

前文提到，越來越多的運動識別與追蹤應用在考慮采用mmWave雷達解決方案，而按照不同性質，Jeffrey將這些新興的mmWave雷達應用目標領域主要劃分成了汽車、工業(yè)、可穿戴與手持設備三大類型。

工業(yè)

工業(yè)應用一直是英飛凌的強項，mmWave雷達在工業(yè)方面的應用也非常廣泛，尤其是24GHz雷達。目前mmWave雷達的工業(yè)應用以24GHz為主流，少數(shù)應用場景會采用60GHz雷達。

英飛凌60GHz雷達芯片大小與手指對比

從全球案例看來，目前mmWave雷達在工業(yè)方面的應用主要集中在以下幾個方面：

建筑與智能家居（物聯(lián)網(wǎng)）

室內 / 室外照明

智能街燈

無人機 / 多軸飛行器

安全應用

機器人

在建筑與智慧家居方面，mmWave雷達可用來監(jiān)測雷達附近有無生物活動，進而調節(jié)室內外的照明，或者其它電器的開關，如空調、電視等；

mmWave雷達對節(jié)約用電也有所貢獻，智能街燈系統(tǒng)采用它監(jiān)測街道車流與行人情況，以此調節(jié)街燈明暗，減少公共用電支出，同時安裝在路燈上的mmWave雷達所收集的晝夜街道資料對城市規(guī)劃大有說明；

而在高空穿梭的無人機則利用mmWave探測周遭360度的情況，防止遭遇意外碰撞，這與汽車的防碰撞應用類似；

mmWave雷達還可用于輔助生物識別等安全應用，探尋描繪識別對象的身材輪廓，以提高其它生物識別技術的準確性；

mmWave雷達對于遠程探測機器人來說，更是不可或缺的傳感器，讓操控著得以輕松知曉危險地域的環(huán)境情況。

相信隨著時間推移，這類mmWave雷達的創(chuàng)新應用將會越來越多。

可穿戴與手持設備

mmWave雷達在可穿戴與手持設備上的應用，Soli當然首屈一指?？纱┐髋c手持設備對芯片尺寸與功耗的要求相當高，雖然Soli的尺寸與功耗已經相當小了，不過依然有進一步優(yōu)化的空間；而算法一直是Project Soli的最大挑戰(zhàn)，谷歌對此的投入的資源也是相當多，從項目開始到現(xiàn)在已有兩年，依然在打磨算法。目前英飛凌已與谷歌合作推出了Soli A、Soli B，不久還將推出Soli C，相信屆時又會再次讓行業(yè)驚艷。

去年在“Google I/O”大會上展示的手勢控制產品原型所采用的Soli芯片

除了手勢識別應用Soli以外，英飛凌還正與合作伙伴探索mmWave雷達在AR/VR領域的應用。AR/VR設備的菜單操作是道難題，若用遙控設備操作菜單，會大大破壞AR/VR的沉浸感。如采用mmWave雷達，可在用戶眼前的40~50cm處浮現(xiàn)能用手進行互動的虛擬菜單，mmWave雷達采集用戶手勢，完成相應的指令輸入，以此實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的無縫銜接。

利用mmWave雷達技術對虛擬界面進行操作

汽車

ADAS的實現(xiàn)離不開mmWave雷達的指引，而各國也紛紛出臺法規(guī)強制要求汽車安裝防撞雷達。除了日漸成熟的77GHz前向防撞雷達，24GHz的側向/后向防撞雷達亦備受關注。相比77GHz解決方案，24GHz解決方案具有良好的成本優(yōu)勢，適用于盲點檢測（BSD）、變道輔助（LCA）、追尾警報（RCTA）等應用場景，對成本敏感的汽車異常具有吸引力。

因為汽車的應用場景已非常明確，全球各車廠探索多年，所以算法與軟件已非mmWave雷達用于汽車的主要挑戰(zhàn)，取而代之的挑戰(zhàn)是確保芯片符合安規(guī)和汽車級要求。英飛凌在汽車電子領域馳騁多年，作為全球第二大的汽車電子芯片供貨商，英飛凌深知安全的重要性，所供應的汽車級器件均通過AEC-Q100及相關安規(guī)認證。從安全角度出發(fā)，英飛凌的mmWave雷達絕對是汽車防碰撞應用的最佳選擇；在確保安全的前提下，與競爭對手相比，英飛凌mmWave雷達系列產品亦能提供給客戶超高性價比的價值。特別值得一提的是，英飛凌的mmWave雷達種類齊全，是第一家針對任何類型的短距離雷達ADAS應用都能提供具有競爭力和長期產品規(guī)劃之解決方案的供貨商。

成功案例不斷涌現(xiàn)，英飛凌加強24GHz方案中國布局

為了切實將mmWave技術引入了人們生活當中，致力于讓人們生活更加便利、安全和環(huán)保的英飛凌已逐漸將更多資源往該市場方向傾斜。在可穿戴與手持設備和汽車應用上，英飛凌有余力提供給合作伙伴與谷歌Project Soli相類似的深度合作；在分散的工業(yè)應用上，英飛凌亦能憑借立體的服務體系，為中小客戶提供完善、及時的技術支持。

在中國市場，英飛凌已與眾多方案設計合作伙伴展開合作，為客戶提供完整的24GHz mmWave雷達解決方案，而且已經取得了豐碩成果。比如最近成功的安防案例，客戶想讓攝像頭在監(jiān)控范圍內出現(xiàn)移動物體時，能自動轉向移動物體并對準拍攝，英飛凌的方案設計合作伙伴利用英飛凌的24GHz雷達等相關器件，結合客戶提供的應用場景編制算法，最終形成完整的解決方案，目前該方案已開始出貨。

英飛凌24/60GHz雷達解決方案主要市場及需求