传统的毫米波雷达缺乏测高能力、无法分辨静态物体类型，会混淆桥梁、路牌、静态汽车、栏杆等目标，非常容易误刹，因此车企会降低其在自动驾驶系统中的权重，仅作为安全冗余使用。4D毫米波雷达在传统毫米波雷达的技术上取得突破，收发天线数量大幅增加，使分辨率显著提升。设计了俯仰角，不仅能测量目标的距离、速度和方位，还具备高度测量能力，可滤除部分误制动的虚警，防止误刹车或漏刹车。雷达生成的点云数量更多，在点云图中的分布更加密集，因此具有更高的识别度，可更有效地识别目标类别与行为。在探测性能上获得进一步增强，探测距离可达300米。
即使面对激光雷达，4D毫米波雷达也有竞争力。毫米波的穿透力更强，可适应雾天、沙尘等极端天气。成本仅为激光雷达的10-20%，性价比极高。缺点是在传播过程中毫米波的损耗过大，对信号质量和传输性能有负面影响，更适合进行近距离的感知，比如汽车侧向感知。因此4D毫米波雷达可以与近场激光雷达在高端车型的侧向感知领域中进行竞争。在中低端车型中，由于成本较低，4D毫米波雷达在前向感知与侧向感知中均拥有明显竞争优势。
4D毫米波雷达主要采用两种技术路线。第一种是芯片级联，即使用主从控制方式，将多个芯片连接在一起，从而实现天线数量的增加。技术相对稳定、简单，可避免天线间的互相干扰，但在体积、规格、成本上不占优势。大陆集团的毫米波雷达应用的就是芯片级联技术路线，搭载于宝马iX。
第二种路线是研发集成式专用芯片，将多发收天线集中在单颗芯片上，通信通道更多，信号传输能力更强，雷达整体体积更小。缺点是元器件寿命会受到影响、信号经过设备时噪声增多导致信噪比降低、天线之间会互相干扰等。这种路线的技术难度更高，但发展空间更大。特斯拉上市的新款Model S与Model X均搭载名为的Phoenix的4D毫米波雷达，该雷达有较大可能是采用该技术路线的Arbe公司产品。
Model S
Model X
尽管目前4D毫米波雷达尚未被大规模应用，但少量头部雷达企业已实现量产上车。基于成本优势与较高的测量精度，该技术有望渗透至中低端车型市场中。对于不使用激光雷达，选择毫米波雷达+摄像头的“纯视觉”路线的企业来说，4D毫米波雷达将成为必然的选择。
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