雷達(dá)應(yīng)用工程師考試題
櫻花衛(wèi)廚ks
篠田麻里子
雷達(dá)的工作原理是：雷達(dá)測距的原理是利用發(fā)射脈沖與接收脈沖之間的時間差，乘以電磁波的傳播速度（光速），從而得到雷達(dá)與目標(biāo)之間的精確距離。目標(biāo)角位置的測量原理是利用天線的方向性，雷達(dá)天線將電磁能量匯集在窄波束內(nèi)，當(dāng)天線波束對準(zhǔn)目標(biāo)時，回波信號最強(qiáng)，根據(jù)接收回波最強(qiáng)時的天線波束指向，就可確定目標(biāo)的方向。測量速度原理是雷達(dá)根據(jù)自身和目標(biāo)之間有相對運動產(chǎn)生的頻率多普勒效應(yīng)。雷達(dá)接收到的目標(biāo)回波頻率與雷達(dá)發(fā)射頻率不同，兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離變化率。當(dāng)目標(biāo)與干擾雜波同時存在于雷達(dá)的同一空間分辨單元內(nèi)時，雷達(dá)利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標(biāo)。
哇小妹夫
為什么會有“受蝙蝠啟發(fā)，科學(xué)家發(fā)明了雷達(dá)”一說？時間上貌似雷達(dá)在先1935年夏，沃森瓦特團(tuán)隊研制出第一臺實用雷達(dá)裝置。1940年，兩位美國生物學(xué)家證明，蝙蝠避免相撞就借助了自帶的天然雷達(dá)。關(guān)注問題寫回答2 個回答譚小俊電磁場/天線雷達(dá)發(fā)展史：1842年多普勒（Christian Andreas Doppler）率先提出利用多普勒效應(yīng)的多普勒式雷達(dá)。1864年馬克斯威爾（James Clerk Maxwell）推導(dǎo)出可計算電磁波特性的公式。1886年赫茲（Heinerich Hertz）展開研究無線電波的一系列實驗。1888年赫茲成功利用儀器產(chǎn)生無線電波。1897年湯普森（JJ Thompson）展開對真空管內(nèi)陰極射線的研究。1904年侯斯美爾（Christian Hülsmeyer）發(fā)明電動鏡（telemobiloscope），是利用無線電波回聲探測的裝置，可防止海上船舶相撞。1906年德弗瑞斯特（De Forest Lee）發(fā)明真空三極管，是世界上第一種可放大信號的主動電子元件。1916年馬可尼（ Marconi）和富蘭克林（Franklin）開始研究短波信號反射。1917年羅伯特·沃特森·瓦特（Robert Watson-Watt）成功設(shè)計雷暴定位裝置,它宣告了雷達(dá)的誕生。1922年馬可尼在美國電氣及無線電工程師學(xué)會（American Institutes of Electrical and Radio Engineers）發(fā)表演說，題目是可防止船只相撞的平面角雷達(dá)。1922年美國泰勒和楊建議在兩艘軍艦上裝備高頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)以搜索敵艦。1924年英國阿普利頓和巴尼特通過電離層反射無線電波測量賽層（ionosphere）的高度。美國布萊爾和杜夫用脈沖波來測量亥維塞層。1925年貝爾德（John L. Baird）發(fā)明機(jī)動式電視（現(xiàn)代電視的前身）。1925年伯烈特（Gregory Breit）與杜武（Merle Antony Tuve）合作，第一次成功使用雷達(dá)，把從電離層反射回來的無線電短脈沖顯示在陰極射線管上。1931年美國海軍研究實驗室利用拍頻原理研制雷達(dá)，開始讓發(fā)射機(jī)發(fā)射連續(xù)波，三年后改用脈沖波。1935年法國古頓研制出用磁控管產(chǎn)生16厘米波長的信號，可以在霧天或黑夜發(fā)現(xiàn)其他船只。這是雷達(dá)和平利用的開始。1936年1月英國W.瓦特在索夫克海岸架起了英國第一個雷達(dá)站。英國空軍又增設(shè)了五個，它們在第二次世界大戰(zhàn)中發(fā)揮了重要作用。1937年馬可尼公司替英國加建20個鏈向雷達(dá)站。1937年美國第一個軍艦雷達(dá)XAF試驗成功。1937年瓦里安兄弟（Russell and Sigurd Varian）研制成高功率微波振蕩器，又稱速調(diào)管（klystron）。1939年布特（Henry Boot）與蘭特爾（John T. Randall）發(fā)明電子管，又稱共振穴磁控管（resonant-cavity magnetron ）。1941年蘇聯(lián)最早在飛機(jī)上裝備預(yù)警雷達(dá)。1943年美國麻省理工學(xué)院研制出機(jī)載雷達(dá)平面位置指示器，預(yù)警雷達(dá)。1944年馬可尼公司成功設(shè)計、開發(fā)并生產(chǎn)「布袋式」（Bagful）系統(tǒng)，以及「地氈式」（Carpet）雷達(dá)干擾系統(tǒng)。前者用來截取德國的無線電通訊，而后者則用來裝備英國皇家空軍（RAF）的轟炸機(jī)隊。1945年二次大戰(zhàn)結(jié)束后，全憑裝有特別設(shè)計的真空管——磁控管的雷達(dá)，盟軍得以打敗德國。1947年美國貝爾電話實驗室研制出線性調(diào)頻脈沖雷達(dá)。50年代中期美國裝備了超距預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)，可以探尋超音速飛機(jī)。不久又研制出脈沖多普勒雷達(dá)。1959年美國通用電器公司研制出彈道導(dǎo)彈預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)，可發(fā)跟蹤3000英里外，600英里高的導(dǎo)彈，預(yù)警時間為20分鐘。1964年美國裝置了第一個空間軌道監(jiān)視雷達(dá)，用于監(jiān)視人造地球衛(wèi)星或空間飛行器。1971年加拿大伊朱卡等3人發(fā)明全息矩陣?yán)走_(dá)。與此同時，數(shù)字雷達(dá)技術(shù)在美國出現(xiàn)。1993年美國曼徹斯特市德雷爾·麥吉爾發(fā)明了多塔查克超智能雷達(dá)。從雷達(dá)發(fā)展史上來看與蝙蝠并沒有什么關(guān)系！查了下，人教版小學(xué)語文四年級下冊里面倒是有篇“蝙蝠和雷達(dá)”的課文?！笆茯饐l(fā)，科學(xué)家發(fā)明了雷達(dá)”這句話從哪來的？出自小學(xué)課本？編輯于 2015-08-13 · 著作權(quán)歸作者所有
黑馬胖子666
04 競爭格局分析
進(jìn)入激光雷達(dá)的初創(chuàng)公司越來越多，最后誰會勝出，我們可以一個一個來分析：
談到Luminar，就必須談到目前的市場老大VLDR，其創(chuàng)始人也是傳奇人物，Velodyne Lidar的創(chuàng)始人David Hall在參加DARPA挑戰(zhàn)賽（無人駕駛 汽車 競賽）時發(fā)明了現(xiàn)代LIDAR。
當(dāng)時，LIDAR僅掃描一個點，但是David Hall創(chuàng)建了一個LIDAR系統(tǒng)，該系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)了許多激光，創(chuàng)建了環(huán)境的3D地圖，從而永遠(yuǎn)改變了整個行業(yè)。在完成DARPA課程的車輛中，六分之五使用了Velodyne的解決方案。
VLDR最高的時候占到激光雷達(dá)的80%市場，各個 汽車 商以拿到VLDR的貨為競爭力，對于 汽車 廠商，要拿到VLDR的貨并獲得支持之前要先交100萬美元，可見市場供需關(guān)系是如何扭曲的，也可見激光雷達(dá)市場的巨大市場需求。
但是太好的一個市場把VLDR慣壞了，VLDR在以下幾個方面失策了：
所以VLDR是昔日英雄，而Luminar是明日之星。
華為無疑是這個行業(yè)的重量級選手，從公布的信息來看，華為研發(fā)投入大，和Luminar類似，也是采用1550nm激光，也是采用MEMS類似的技術(shù)。
從華為公布的各種參數(shù)來看，和Luminar還有一定的差距，比如華為是96線起，而Luminar是300線，探測距離華為是150米，而Luminar是250米。
華為的激光雷達(dá)離生產(chǎn)制造還有較長的距離，預(yù)計要2023以后才能量產(chǎn)，Luminar解決了大量的技術(shù)問題、工程問題，這些華為都需要時間去經(jīng)歷的。特別是如果解決1550nm的銦鎵砷的成本問題。
未來Luminar相比華為的優(yōu)勢應(yīng)當(dāng)是在軟件上，就是ASIC的軟硬件一體的軟件上。
Luminar在海外市場能形成壟斷性優(yōu)勢，而華為可能在國內(nèi)市場形成壟斷性優(yōu)勢。由于國產(chǎn)化力量，Luminar在國內(nèi)市場預(yù)計很有限。
速騰是跟蹤學(xué)習(xí)Velodyne,并且定價比Velodyne低。也是機(jī)械式激光雷達(dá)，和Luminar不在一個賽道上，Luminar是固態(tài)激光雷達(dá)，機(jī)械式激光雷達(dá)在車用領(lǐng)域遲早要被淘汰的。
在2020年的第二天，速騰聚創(chuàng))式宣布，其固態(tài)激光雷達(dá)RS-LiDAR-M1 Simple (Simple Sensor Version)開始接受訂購，單價為1898美金?？上腔?05nm的激光，注定是過渡產(chǎn)品。
禾塞還是機(jī)械式的激光雷達(dá)，雖然有128線，機(jī)械式已經(jīng)不是產(chǎn)業(yè)方向，前景并不看好。
綜合來看，國內(nèi)最有競爭力的還是華為，技術(shù)路線和Luminar比較靠近，是正確的技術(shù)路，也說明華為深度的技術(shù)功底和技術(shù)戰(zhàn)略，另外也驗證了Luminar的技術(shù)創(chuàng)新的方向是對的
Aeva由兩名前蘋果工程師成立，將反向收購InterPrivate Acquisition Corp 合并上市，交易后其市場估值為21億美元。
Aeva在 汽車 激光雷達(dá)領(lǐng)域處于相當(dāng)弱勢的地位，他另辟蹊徑，選擇消費電子市場，類似于蘋果手機(jī)的人臉識別，也是激光構(gòu)建三維人臉圖像。
目前的消費設(shè)備，其激光雷達(dá)傳感器的有效范圍約為5米，Aeva 可以在2024年之前開發(fā)出有效距離在30米或更遠(yuǎn)的傳感器。除此之外，在成本上，Aeva Inc還希望能夠在未來將傳感器產(chǎn)品的成本降低到10美元左右。
所以和Luminar不在一個賽道上，不值得深入討論。
來自以色列的Innoviz在2016年成立，2019年的時候融到了C輪， 2018年初拿到寶馬的Design Win量產(chǎn)項目，計劃在2021年年中量產(chǎn)，寶馬對激光雷達(dá)的車規(guī)級的高標(biāo)準(zhǔn)要求帶來巨大壓力，倒逼Innoviz要在明年進(jìn)行產(chǎn)品的量產(chǎn)，完成全自動化生產(chǎn)的過程,無論是寶馬還是Innoviz，實際進(jìn)度不及計劃。
Innoviz的技術(shù)還是有相當(dāng)功底的，可惜Innoviz致命的問題還是采用905nm激光，這個是過渡產(chǎn)品，由于功率問題不足以支撐自動駕駛。
Luminar顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新，系統(tǒng)的解決了一系列的問題，包括成本問題、激光功率帶來的識別距離問題等。
綜合以上的競爭對手，除了華為，其他統(tǒng)統(tǒng)都是技術(shù)路線錯誤，有的是機(jī)械式，有的還是905nm。
只有華為的技術(shù)路線基本和Luminar差不多，一方面說明華為是世界級的公司，已經(jīng)具備了向Luminar學(xué)習(xí)或看齊的能力，可以是先學(xué)習(xí)再競爭，但是其他競爭對手，連學(xué)都學(xué)不來，說明學(xué)都不容易學(xué)，因為解決不了技術(shù)問題，學(xué)也是白學(xué)。
由于Luminar解決了幾個核心技術(shù)問題，特別是InGaAs（銦鎵砷） 接收器的問題，這方面還沒有看到華為的相關(guān)解決方案。
所以，未來的市場，很有可能是Luminar是海外市場占壟斷地位，而華為在國內(nèi)市場占據(jù)一定的定位，因為華為是整車解決方案，單單激光雷達(dá)可能不會銷售給其他車企，這樣的話禾塞和速騰還有一定的機(jī)會，如果華為可以把激光雷達(dá)單獨銷售，禾塞和速騰前景堪憂。
車用激光雷達(dá)由于巨大的潛力市場，參與者眾多，由于車規(guī)級激光雷達(dá)研發(fā)、生產(chǎn)制造難度大，難以創(chuàng)收。 有些初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)支撐不下去了，行業(yè)開始進(jìn)入整合階段，從春秋到戰(zhàn)國，強(qiáng)者恒強(qiáng)，而Luminar就是戰(zhàn)國中的秦國。
1、激光雷達(dá)先行者Quanergy陷入困境，聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO被趕下臺
2012年創(chuàng)立的Quanergy賣的是固態(tài)LiDAR的概念，固態(tài)比傳統(tǒng)的機(jī)械式旋轉(zhuǎn)LiDAR體積更小、更高效也成本更低。迅速崛起后，Quanergy 固態(tài)傳感器芯片定價僅為 250 美元，未來的目標(biāo)是將激光雷達(dá)售價拉低到 100 美元以下。
不過，這家公司卻一再跳票，沒能跟上自己制定的開發(fā)時間線。據(jù)彭博社2018年報道，一些業(yè)內(nèi)的合作伙伴與Quanergy前員工透露稱，公司賣出的LiDAR根本達(dá)不到宣傳中的性能。
最近幾年里，Quanergy開始逐步將精力轉(zhuǎn)向地圖、安全與其它非 汽車 領(lǐng)域的應(yīng)用。
由于產(chǎn)品不達(dá)要求， 汽車 制造商們都退訂單。也再次說明，激光雷達(dá)的技術(shù)和工程、工藝的技術(shù)難度相當(dāng)之大。
2、去年8月，以色列激光雷達(dá)初創(chuàng)公司Oryx Vision Ltd.宣布正式關(guān)門
這家成立于2009年公司累計籌集了6700萬美元。該公司創(chuàng)始人表示，他們看到激光雷達(dá)正在成為一個巨人的 游戲 ，作為一個小公司，很難繼續(xù)運營和取得預(yù)期的投資回報，只得關(guān)門。
3、VLDR也在 汽車 激光雷達(dá)上遇阻
近年來，Velodyne早期的多位高級管理層陸續(xù)離開，包括工程副總裁、COO、CFO等等。2018年也成為該公司高層離職的高峰期。
去年5月，公司的CFO Robert Brown離職，并跳槽至競爭對手Cepton；7月，公司的產(chǎn)品管理副總裁. Ramachandran離職，同樣加盟Cepton出任市場執(zhí)行副總裁。幾個月后，Cepton宣布推出最新的低功耗激光雷達(dá)Vista-X120，適用于ADAS和自動駕駛應(yīng)用。
最近，Velodyne宣布任命公司前首席技術(shù)官Anand Gopalan為新任首席執(zhí)行官，而公司創(chuàng)始人David Hall正式“退位”。
原因是，真正用于自動駕駛車輛的激光雷達(dá)采購訂單并非VLDR主力，圍繞地圖測繪、機(jī)器人以及安防才是Velodyne的主要訂單來源。
其中，最重要的受制因素是近年來，自動駕駛公司尤其是 汽車 制造商對于機(jī)械式激光雷達(dá)的態(tài)度轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)向固態(tài)激光雷達(dá)。
也因此，固態(tài)激光雷達(dá)成為Velodyne必須邁過去的坎。比如，該公司曾在2017年宣布將推出一款固態(tài) 汽車 激光雷達(dá)Velarray LiDAR，彼時官方預(yù)計到2018年該產(chǎn)品將進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)，售價可以達(dá)到幾百美金的水平。
此后，時間被推遲。量產(chǎn)變成了樣件測試，時間點也改為預(yù)計2019年上半年交付主機(jī)廠測試，2019年下半年，推出車規(guī)級的Velarray。一推一年多。
然而，等到2020年1月份的美國CES展上，取而代之的則是一款批量生產(chǎn)目標(biāo)價格為100美元，探測距離僅為100米，視場角為60度的Velabit激光雷達(dá)，不太能用于 汽車 自動駕駛。
Velodyne的經(jīng)歷再次說明固態(tài)激光雷達(dá)研發(fā)、生產(chǎn)、制造工藝技術(shù)難度極大，行業(yè)的老大都搞不定，一般的初創(chuàng)公司吹牛，你一定要謹(jǐn)慎。
4、Luminar負(fù)責(zé)人表示，最近一段時間有很多同行和他們在接洽，尋求被收購的機(jī)會。
05 Luminar的估值
Luminar預(yù)計2020年底，訂單額將達(dá)到約10億美元（最近一段時間更新到15億美元），到2025年將超過100億美元，如果能交付一半，都至少有50億美元的營收。
考慮到后面還不斷的新訂單進(jìn)來，假定2025年有50億營收，這個高速成長的公司，并且有可能成為行業(yè)的壟斷者，至少可以30 PS，也就是可以到1500億市值。
如前面所言， 汽車 激光雷達(dá)，這個180多億美元的市場，以Luminar當(dāng)前技術(shù)和市場壟斷性優(yōu)勢， 占1/3的市場份額都有60億，足夠成長起一家千億市值的公司，而市場只獎勵第一名 ，Luminar從目前的種種分析來看，就是這個第一名。
作為和GMHI交易的一部分，Luminar的股東將在交易完成時獲得約億股Gores Metropoulos普通股，現(xiàn)有5000萬股，合計億股, 1500億市值對應(yīng)的是468元。未來還有巨大的潛力空間。
目前股價從10元開始起漲，到最高，暴漲之后大幅調(diào)整到28，未來還有巨大的空間。（作者：大道-不簡）
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