(INSIGHTS TALK 第二期) 聊聊 Lunewave
INSIGHTS TALK 这个栏目主要和大家聊聊国内外车载或民用领域的雷达公司，一般是比较有意思的初创公司。这次为大家准备的是Lunewave Technologies。
介绍Lunewave之前，先和大家聊聊毫米波雷达天线，目前主流的雷达天线设计主要有这么几种，类似图1的串联馈电贴片阵列(Series Feed Patch Arrays)，类似图2的梳状天线阵列（Comb-Line Microstrip Array）,这两者主要极化方式不一样。
图1 Series Feed Patch Arrays
图2 Comb-Line Microstrip Array
还有类似于图3的单阵子天线，这种天线构建的MIMO阵列比较容易构建面阵，我在(4D雷达天线布局思考-俯仰角篇)中也提到过，面阵可以大幅改善俯仰测角分辨率及精度。
图3 单阵子面阵
上面三种就是目前主流的但同时也是传统经典的天线形式，这些类天线往往存在FoV较窄，能量辐射效率较低等问题，所以很多初创公司通过挖掘不同的天线材料，或者改变天线形式等手段，旨在改善解决上述问题，从而为探索毫米波雷达未来样态提供更多的可能性。今天要介绍的Lunewave就是其中一员。
Lunewave设计的天线如图4所示，怎么样，是不是有些惊讶，这球也是毫米波雷达天线？？看着还挺好看的，像件艺术品，买来当装饰品也不错。不过初次见面确实很难与雷达天线联系在一起，但这货的确是潜力巨大的雷达天线。
图4 Antenna designed by Lunewave
如图5所示，他们家的这种天线有3款，分别对应3个频段，W，Ka，以及X波段，其中X波段的天线用作通信，长得差不多有排球那么大。W波段其实也就是77GHz-81GHz所在波段，用于automotive radar，由于频段较高，其尺寸也是三者最小的，如图6所示，大家可以直观感受其大小。
图5 Antenna designed by Lunewave
图6 Antenna designed by Lunewave Size
可能大家对这类天线比较好奇，它的原理是什么，那么下面科普下这类天线，说不定你也可以把它玩出花样来。这类天线其实有个专业名称叫Luneburg天线（龙勃天线），其背后的理论也已经成熟，这种天线技术呢最早也用于军事目的，歼-20就采用了该天线。那么其背后的基本原理是这样的：
如图7所示，Luneburg天线结构可以将入射的特定波长的电磁波汇聚，汇聚到球面上的某一个点。同样的，它也可以将电磁波沿着原方向反射回去。电磁波（光线）在球体中发生了“拐弯”的现象。如果球体是均匀的同类介质，里面的电磁波（光线）是不可能“拐弯”的。Luneburg天线的一个重要前提，就是球体从外到内材料的介电常数是梯度变化的。这一特性使得Luneburg天线可以让任何方向入射的电磁波，都会汇聚到球面上的某一个点上。只要在球体表面放上馈源，就可以产生很好的增益效果。让信号朝指定的方向辐射，也可以接收指定方向过来的信号。其辐射动画效果如图8所示。
图7 Luneburg principles
由于LuneBurg天线高增益，波束成形能力较强的特点，LuneBurg天线也是5G,乃至6G通信的核心天线技术之一。
图8 Luneburg principles
但是啊，因为材料和工艺的原因，相关研究无法取得更大的进展，逐渐陷入停滞。
那么Lunewave这样一家公司能够出现也主要是3D打印技术的普及，降低了LuneBurg天线生产门槛。也就是说Lunewave公司采用Luneburg天线切入毫米波雷达市场，主要原因还是3D打印技术发展大幅降低了Luneburg天线的生产成本，也就降低了准入门槛。那么该天线放入雷达也就是如图7所示，基本可以达到一个环视效果。
图9 Lunewave radar
那么引入Luneburg天线的目的主要还是6个字，提性能，降成本。目前，按官方给出的数据，配有Luneburg天线的雷达探测距离可以做到300m，而且是360度，并且角度分辨率可以做到1度。在降成本方面，配置LuneBurg天线的毫米波雷达的一大卖点就是可以降低sensor配置数量，通俗讲就是一个抵俩，如图10所示，传统毫米波雷达针对L3-L5级自动驾驶，配置的数量相当多，成本会比很高，而配置Luneburg天线的雷达数量会大幅降低，主要还是得益于天线的360度环视探测能力。
图10 Lunewave radar 配置与conventional radar 配置
那么目前Lunewave获得了500万美元的种子轮投资，并主要依靠3D打印的LuneBurg天线与Tier 1合作，Lunewave主要负责传感器的天线技术，帮助Tier 1降成本，并且该技术也引起BMW的注意，目前双方也在合作。Lunewave的3D打印天线技术也为ADAS, autonomous vehicles 提供远距离，超高分辨感知技术提供可能。
Lunewave的确实给千篇一律的毫米波雷达市场带来了些许生机和多样性，传统毫米波雷达在面对未来无人驾驶或者更高环境感知需求的应用时，确实有些力不从心，当然这就给了像Lunewave这样的另辟蹊径的初创公司机会，这些类初创公司往往会在天线材料，芯片（RF）,软件算法等方面给出独门秘籍，当然也获得了资本市场的青睐。不过真正落地还需要相当长的验证测试周期，对于他们的未来INSIGHTS TALK也会持续关注。