互联网金融理论基础

互联网金融

互联网金融理论基础第二章互联网金融理论基础导读

我国互联网金融的发展极大地提高了金融效率，推动了金融服务创新。但有关互联网金融的发展前景，国内一直争论不休。乐观者认为互联网金融开启了金融创新的新时代。悲观者认为一旦金融监管到位，互联网金融的发展就会受限。如何判断互联网金融的生命力，有必要深入探讨互联网金融发展的动力和理论依据。本章从产业经济学、信息经济学及普惠金融等方面阐述互联网金融发展的理论基础。学习目标：通过本章的学习，可以清晰的理解互联网金融这一新生事物的理论基础，为互联网金融的发展提供了强有力的支撑。contents目录一、产业经济学理论二、信息经济学理论三、普惠金融理论1产业经济学理论一、规模经济与范围经济理论

规模经济理论最早由新古典经济学派的奠基人马歇尔（1890）在《经济学原理》中第一次明确提出，用来解释规模报酬的现象，但并没有对其进行明确的定义。虽然各种关于规模经济的定义之间存在一些差异，但规模经济的核心内涵都是建立在成本降低的基础上，强调产量和生产成本的关系，可以通过长期平均成本曲线来反映。具体可以用规模经济系数（EconomiesofScale，SE）来判断是否存在规模经济，即：SE=AC/MC其中，AC为平均成本，MC为边际成本。第一，当SE>１时，平均成本大于边际成本，存在规模经济。第二，当SE=１时，平均成本等于边际成本，则规模收益不变，不存在规模经济也不存在规模不经济。第三，当SE<１时，平均成本小于边际成本，存在规模不经济。

以保罗萨谬尔森为代表的经济学家对规模经济的定义为：所有投入要素按相同比例增加的同时，增加的比例超过投入增加的比例，单位产品的平均成本随产量的增加而降低，即规模收益递增或规模报酬递增；反之，产出增加的比例小于投入增加的比例，单位产品的平均成本随产量的增加而上升，即规模收益递减或规模报酬递减。当规模收益递增时，称作规模经济，规模收益递减时称作规模不经济。（一）规模经济理论一、规模经济与范围经济理论外部规模经济内部规模经济规模结构经济内部规模经济主要是因为企业自身生产规模逐步的扩大造成其平均生产成本逐步下降从而导致收益增加。外部规模经济是指整个行业规模的变化使得个别经济实体收益的增加，一般认为行业规模较大的地区比行业规模较小的地区更有效率。规模结构经济是指不同的规模经济实体由于某种原因形成相互的联系或者配比关系，从而发展成为规模结构经济。规模经济来源一、规模经济与范围经济理论市场容量市场结构管理因素技术因素市场容量对规模经济的影响途径是企业通过不断的扩大生产规模，提高专业化的水平达到降低成本、提高经济效益，从而实现规模经济。一般认为，市场结构的集中度越高，则市场的垄断性就越强，这个市场也就越容易实现规模经济。利用现代网络技术提高信息的传递效率，提高管理机构的办事能力，降低管理成本。同时先进的技术设备使企业在扩大规模的同时尽可能节约成本，保持规模经济性。规模经济影响因素企业的扩大规模不仅仅是生产设备的增加，还包括工作人员的增加，部门种类的增加和部门数量的增加。一、规模经济与范围经济理论

最早提出范围经济理论的是美国经济学家潘扎尔和威利格（1977）。他们指出当企业结合生产两种或两种以上产品的成本低于分别生产各个产品的成本之和时，就存在范围经济。范围经济存在的本质在于企业对自身实物资产和无形资产投入的共享，充分利用剩余资源或者闲置资源，其主旨也是降低成本，可以用数学表达式来反映。

假设企业生产X和Y两种产品，产量分别为Q1和Q2，则联合生产两种产品的生产成本为TC（Q1，Q2），分别生产其中一种产品的总成本为TC（Q1，0）+TC（0，Q2），若：当TC（Q1，Q2）<TC（Q1，0）+TC（0，Q2）时，则存在范围经济。当TC（Q1，Q2）>TC（Q1，0）+TC（0，Q2）时，则存在范围不经济。具体可以用范围经济系数SC来判断是否存在范围经济，即：SC=[TC（Q1，0）+TC（0，Q2）-TC（Q1，Q2）]/TC（Q1，Q2）当SC>0时，则TC（Q1，Q2）<TC（Q1，0）+TC（0，Q2），存在范围经济。当SC<0时，则TC（Q1，Q2）>TC（Q1，0）+TC（0，Q2），存在范围不经济。（二）范围经济理论一、规模经济与范围经济理论互联网金融供给方互联网需求方（三）产业经济学理论在互联网金融中的应用互联网金融企业使信息、知识、技术等要素超越传统经济中居于首位的资本和劳动力要素，打破了边际成本递增、边际收益递减的传统经济学规律。这些信息经济时代的新要素几乎可以零成本地被复制和应用。存在于互联网金融市场主体外部的80%的长尾大众客户，通过支付、投融资等服务需求也展现出了较强的规模经济性。根据前瞻经济学人2020年3月的数据显示，在2017年P2P网贷全年成交量达到顶峰，为28048.49亿元人民币。互联网金融需求方规模经济性的另一种体现是网络外部性。网络外部性，也称网络效应，是指随着用户规模的不断增大，某产品的用户也会受到其他用户影响得到越来越大的效用，又被称作需求方规模经济。最早由杰弗里·罗夫斯（JeffreyRohlfs）在1974年的有关电信服务的文献中提出。二、长尾理论长尾理论是网络时代兴起的一种新的理论。长尾（TheLongTail），或译长尾效应，这一概念是由《连线》杂志主编克里斯·安德森（ChrisAnderson）在2004年十月的长尾一文中最早提出，用来描述亚马逊和网飞公司之类网站的商业和经济模式。是指那些原来不受到重视的销量小但种类多的产品或服务由于总量巨大，累积起来的总收益超过主流产品的现象。在互联网领域，长尾效应尤为显著。过去人们只能关注重要的人或重要的事，如果用正态分布曲线来描绘这些人或事，人们只能关注曲线的头部，而将处于曲线尾部、需要更多的精力和成本才能关注到的大多数人或事忽略。然而，关注尾部产生的总体效益甚至会超过头部。例如，某著名网站是世界上最大的网络广告商，它没有一个大客户，收入完全来自被其他广告商忽略的中小企业。安德森认为，网络时代是关注长尾、发挥长尾效益的时代。（一）长尾理论二、长尾理论

案例：谷歌（Google）是一个最典型的长尾公司，其成长历程就是把广告商和出版商的长尾商业化的过程。根据雪球网站2021年3月30日的数据显示，谷歌的市值已经达到了1.38万亿美元，被认为是最有价值的媒体公司，远远超过了那些传统的老牌传媒。作为国内典型的长尾公司，拼多多在用户浏览商品时会利用大数据给用户推送相关商品，而拼多多面向的客户也是长尾群体。根据东方财富网2021年3月31日的数据显示，拼多多市值已经达到1660.94亿美元。（一）长尾理论二、长尾理论二八定律是19世纪末20世纪初意大利经济学家帕累托发现的。他认为在任何一组东西中，最重要的只占其中一小部分，约20％，其余80％尽管是多数，却是次要的，因此又称二八定律。帕累托注意到19世纪英国人的财富和收益模式。他从大量具体的事实中发现：社会上20%的人占有80%的社会财富。80%的收入来源于20%的客户，多数人只能造成少许的影响，而少数人造成主要的、重大的影响就是生活中普遍存在的二八定律。（二）二八定律二、长尾理论随着互联网时代的到来，二八定律的优势地位逐渐被长尾理论所颠覆。互联网金融利用移动支付、大数据、云计算、社交网络和搜索引擎等互联网技术，在获取信息以及处理数据方面能力强大，这造成信息传播速度更快，资源配置效率高，能够有效地降低了交易双方的信息不对称程度，使逆向选择和道德风险发生的概率大大降低，降低了金融市场的交易成本和搜寻匹配成本，实现了投融资需求的自动匹配。使金融服务的对象由传统金融服务的20%的高端客户拓展到了数量庞大的中小微企业和低收入人群等80%的长尾客户，实现了普惠金融的目标。（三）长尾理论在互联网金融中的应用二、长尾理论互联网金融推出的第三方支付业务较好地解决了网络交易中的信用难题，有效提高了支付业务的服务质量，深深吸引了大量的长尾客户。第三方支付克服了传统金融交易中买卖双方钱和物的交换几乎同时进行的不足，较好地解决了交易双方的信任问题，变同步交换为异步交换。第三方支付平台承担着担保人和资金托管人的角色，大幅度提高了用户支付的便捷性，增强了支付的安全性，优化了用户体验，在社会生活的各个支付领域应用广泛，使电子商务尤其是网络购物发展迅猛。（三）长尾理论在互联网金融中的应用2信息经济学理论一、信息不对称理论信息不对称理论是指在市场经济活动中，由于社会分工和专业化，各类交易在主体对有关信息的掌握存在差异，即存在信息不对称。掌握信息更充分的交易主体，往往处于有利的地位，而信息贫乏的交易主体，则处于不利的地位，即信息不对称使各交易主体处于不平等的地位。信息不对称容易产生逆向选择和道德风险问题。当信息不对称时，市场上便出现了次品驱逐优质品的现象。这个时候的市场是假冒伪劣盛行，真正好的产品卖不出去，最后倒台和垮掉的是好企业。由此而造成市场上的产品质量持续下降，市场效率低下。为了减少信息不对称，可以采取多种方法，如加强信息网络建设、设计合理的契约、加强政府政策引导、加强诚信建设、建立项目风险预警机制及培育公正、规范的中介机构等。其中，培育公正、规范的中介机构，建立起能使信息达到对称的机制，增加信息透明度，使中介行业成为信息流中心，公正、公平和诚信的平台是解决信息不对称的关键。（一）信息不对称理论一、信息不对称理论在互联网金融模式下，供需双方的信息通过互联网金融平台得到了很好的展示，信息更加透明，供求双方都可以有更多的比较和选择，使信息不对称的程度大大降低。既能够降低交易前信息搜寻成本，同时通过依托现代信息技术优势，使交易中的支付和结算成本也得到了有效的降低。而交易后的监督成本则可以通过与平台合作的第三方担保公司或保险公司进行转移而得到降低，进而降低交易的总成本。互联网金融通过大数据、云计算等技术对交易信息进行整合，形成了一套交易前、交易中和交易后的完整风险控制体系，为客户提供了便捷、安全，成本低廉，操作简单高效，且提供信用担保的优质金融服务。（二）信息不对称理论在互联网金融中的应用一、信息不对称理论（二）信息不对称理论在互联网金融中的应用案例阿里巴巴小额贷款公司：

第一，在贷款放出前，阿里巴巴小额贷款公司就从数据库提取数据，对申请贷款的借款人的还款意愿和还款能力进行准确评估，这有效地降低了逆向选择发生的概率。第二，在贷款放出中，阿里小贷公司会利用平台上形的动态、连续信息，分析借款人的动态违约概率及风险定价，实现远程监控和实时预警。第三，在贷款放出后，对于违约的借款人，阿里小贷公司会对其采取严格的曝光、关停网络店铺账号等惩罚措施。P2P网贷引入第三方中介平台：

第一，在贷款放出前，贷款人可以根据对借款人的信用评价结果、信用记录和借款风险收益特征等信息，并通过网上的其他信息进行交叉检验后再做出投资决策，这样部分解决了逆向选择问题。第二，在贷款放出中，平台对借款人进行动态的监督和观察。第三，在贷款放出后，P2P网贷平台会联合业内有关第三方将违约借款人放入黑名单或进行曝光，这在一定程度上降低了道德风险发生的概率。二、搜寻理论

搜寻理论认为，人们对信息的搜寻是有成本的。搜寻成本是指搜寻活动本身所要花费的费用，这种费用有时指搜寻活动所需要的开销，有时也可以指等待下一次机会所付出的代价。因为存在搜寻成本，那么对搜寻者而言，他所面临的选择就是：搜寻或停止搜寻。如果搜寻者决定停止搜寻，就意味着他在已有的机会集合中选择一项行动，搜寻过程结束；如果搜寻者决定搜寻，就意味着他继续搜寻新的选择对象。随着搜寻次数的增加，搜寻的边际收益总是下降的。当搜寻活动使搜寻的预期边际收益等于边际成本时，搜寻活动才会停止。这里搜寻额外价格的预期边际收益是指追加一次搜寻所带来预期最低价格的减少量乘以购买量。搜寻额外价格的边际成本由时间、交通费用、信息费用构成。（一）搜寻理论二、搜寻理论（二）搜寻理论在互联网金融中的应用

以货币基金市场为例。传统市场上搜寻成本较高，信息扭曲严重，寻找高口碑供方的难度较大，只要低口碑供方有可能凭借降价来弥补口碑劣势，高口碑供方由于受到建立、维护、宣传口碑的成本的限制，就不可能占据全部市场，因此会出现高口碑供方的产品价格和市场份额较高、低口碑供方的产品价格和市场份额较低的均衡，价格竞争较弱，离散程度较高。而在互联网市场上，搜寻成本大大降低，高口碑供方更易被需方选择，供方群体内部将加强价格竞争，均衡时的价格离散程度发生改变;低口碑供方不得不进一步降价，最终可能因产品价格低于成本而难以生存，市场结构发生质变，促成良币驱逐劣币的局面。二、搜寻理论（二）搜寻理论在互联网金融中的应用在互联网信息搜寻中，搜寻方式代替搜寻成本成了核心内容。随着互联网信息技术不断进步，传统金融信息被动获取方式已转变为主动搜索方式。在大数据技术支持下的信息过滤技术、推荐技术，为互联网金融消费者提供了刻画需求和推荐喜好等新的信息搜寻手段，实现了信息的定制化供给，进一步降低了搜寻成本。搜寻成本的下降和搜寻方式的改进，促使拥有特殊需求的需求方在互联网上快捷地匹配具备条件的供给方，供给方也可利用大数据挖掘技术主动寻找少数具有相似需求的需求方，从而解决生产规模过小带来的成本问题，这为未来互联网金融产品的私人定制提供了便利。三、声誉机制声誉机制是建立在信息经济学和博弈论基础之上的市场信用机制。声誉是一种能够反映市场主体行为倾向与动态特征，同时能够对其进行类型甄别的一类可以进行传递的信号，连续、稳定的声誉信息能够形成声誉信息流，一般情况下市场可以自发产生短期的声誉信息流，而在第三方组织的组织下则可以产生长期、稳定、可靠的长期声誉信息流，这些信息流在社会关系的引导下最终能够形成声誉信息网络，在互联网环境中这类声誉信息网络能够以更快的速度生成。三、声誉机制三、声誉机制在P2P网贷市场上，借款人的借款记录和还款记录是其声誉的主要构成因素。现实中存在借款人凭借小额借款建立好声誉后再行诈骗、一旦留下失信记录后伪造身份信息重新入场的现象，因此针对P2P借款人的声誉机制要想真正生效，必须满足两个基本条件：一是信息高效率、低成本地传播，确保借款人不良声誉被及时披露和识别，促成集体惩罚；二是信息真实、完整，通过建立P2P信用信息共享系统、接入我国正式的征信系统，使来自各个P2P平台的借款人信息互相补充和校验，构建网上网下统一联防机制，从而最大限度地提高信息造假的成本、降低信息甄别的难度，切实保障P2P贷款人的合法权益。（二）声誉机制在互联网金融中的应用3普惠金融理论一、普惠金融的内涵与特点普惠金融（InclusiveFinancial）也称包容性金融，是指能有效地、全方位地为社会所有阶层和群体提供金融服务和金融产品，尤其是针对低收入群体和小微企业提供金融供给的金融发展体系。这一概念在2003年联合国秘书长在宣布2005年为国际小额信贷年的讲话中首次被提出，并在2005年联合国世界首脑会议上正式提出了包容金融的概念。普惠金融的核心目标是让所有阶层都可以享受到最基本的金融服务，降低金融服务中的成本，提高服务的便利性、可获得性，解决传统金融服务中的金融排斥问题，实现资源的有效配置，助力地区经济发展，提升社会整体福利。一、普惠金融的内涵与特点农民失业人员城市低收入群体小微企业乡村一般地处偏远，各类基础设施建设都相对落后，尤其是金融设施建设。金融网点较少，金融服务不够充分，甚至无法满足最基本的存贷款需求。失业群体一般没有工作且无不动产，所以无法向金融机构提供自己的信贷担保，无法申请到各类贷款，更容易造成持续性失业的恶性循环。由于自身资本实力薄弱且缺乏信用担保，所以无法在正规金融机构获得融资，一般只能依靠高成本的民间力量，但这样会抑制企业的发展壮大。普惠金融的需求主体大多是指生活在城市中的外来务工人员，虽然城市环境中的金融设施建设更加完善，但金融机构倾向于优质客户，城市低收入群体依旧受到金融机构的金融排斥。一、普惠金融的内涵与特点全面覆盖的业务公平的服务广泛的参与普惠金融能够提供的不仅仅是存贷款，储蓄融资等基础性的服务，还包括了保险与养老、证券基金等全面性的金融服务，不再只是单单一个业务的服务。普惠金融指的是社会中的每一个阶层都应享受金融服务，不受性别、年龄、穷富及其他因素不同的影响。人人都享有公平的金融权且任何人和机构不得剥夺人类的这项基本权利。普惠金融的主要特点普惠金融提倡所有类型的金融机构都可参与，不单单指单个的小额信贷机构或村镇银行等，而是指所有类型的金融机构以各自不同的方式广泛合理地参与。一、普惠金融的内涵与特点便捷高效的服务可持续性的发展普惠金融期望的是为社会提供高效便捷的金融服务，尽一切可能比如缩短金融机构与乡镇的物理距离，合理布局金融网点，提升金融从业人员的服务效率，简化金融交易的程序等等，缩短一次完整金融交易所需的时间，为人们获得金融服务提供最大的便利。普惠金融的可持续性是指它的服务虽然有其特殊的服务区域和服务对象，但是整体上概括了不同国家、不同地区和不同阶层这个大的范围。普惠金融市场的开拓，多元化服务的建立，不仅仅是为大众提供了便捷的金融服务，同时也可以增加金融机构的利润。普惠金融的主要特点重要时间点

2005年联合国首次提出普惠金融的概念，同年我国在国际小额信贷年的推广活动中引进此概念。01030405

2006年3月在北京召开的亚洲小额信贷论坛上，中国人民银行研究局焦瑾璞副局长正式使用了普惠金融的概念。02二、普惠金融的发展2012年6月，时任国家主席胡锦涛在墨西哥举办的在二十国集团峰会上第一次在国际公开场合正式使用普惠金融概念。2013年11月党的十八届三中全会，党的文件首次明确使用普惠金融的概念，提出发展普惠金融。2015年中央领导小组决议通过了《推进普惠金融发展规划（2016—2020年）》重要时间点

2016年8月中国普惠金融国际论坛在北京召开，同年9月在杭州的G20峰会上，各国组织将普惠金融作为重要

议题之一。0608

2018年8月，由国家金融与发展实验室与全国党媒信息公共平台、微众银行合作编写的《中国普惠金融创新报

告（2018）》在北京公开发布。同年10月，中国银行保险监督管理委员会发布《中国普惠金融发展情况报告》

摘编版。

07二、普惠金融的发展2020年11月12日，由人民日报全国党媒信息公共平台牵头主办的第三届中国普惠金融创新发展峰会在北京举行二、普惠金融的发展目前，我国普惠金融体系的构成主体主要包括小额贷款公司、第三方支付机构及各类互联网金融平台、传统正规金融机构提供的普惠金融服务三个部分。

尽管近年来我国普惠金融的发展取得了积极的进展，但在服务的覆盖面、可得性和便利性方面还存在着诸多问题。第一，服务不均衡，金融资源还是更多地向经济发达地区、城市地区集中，西部地区、农村地区获得金融服务相对还是较少。第二，体系不健全，支持普惠金融的法律法规体系仍不完善，政策性金融机构功能发挥不够。第三，商业类普惠金融可持续性不够，风险大、成本高、收益低，商业银行参与普惠金融的内在积极性不高。第四，服务模式和技术手段还不适应普惠金融的需要。由于商业规则和运行平台的约束，传统金融难以树立普惠性理念，中小微企业仍然是传统金融服务的薄弱领域。三、互联网金融在普惠金融中的应用

互联网金融以互联网为平台，以信息整合和云计算为基础，在支付方式、信息处理和资源配置方面都具有传统金融无可比拟的优势，开创了一个开放、自由、平等、共享、灵活、便捷、高效、安全、低成本、不论地位高低、不计财富多少，不论时间和地域、人人可以参与的新的金融运行模式。例如：互联网金融中的第三方支付有效解决了电子商务活动中买卖双方在缺乏信用保障和法律支持的情况下互相不信任的问题，承担了买卖双方的中介保管及监督的职能，使得所有的有支付需求的大众客户都能够享受便捷、安全、高效的金融服务。正向影响三、互联网金融在普惠金融中的应用

第一，安全风险。互联网金融业务完全依托于互联网，而存在一旦互联网或是提供互联网金融服务的平台出现问题，则有可能对大众的隐私安全问题、财产安全问题等产生威胁。

第二，政策法规的滞后和监管缺位。互联网技术发展之快完全超出想象，而与互联网相关的法律法规却不能随着互联网的发展而不断完善。甚至最基本的对于互联网金融机构的明确定义并没有出现在相关法律法规中。

第三，征信体系整体性不足。人民银行作为征信系统的源头，其只为给金融机构提供相关信息，而大部分互联网金融机构现在还无法通过人民银行征信系统获得企业及个人的征信情况，只能通过网络或线下对贷款人及机构进行评估，这其实大大增加了贷款风险。

第四，互联网金融平台设计可能产生的道德风险。互联网金融虽然实现了投融资双方资金的直接对接，但由于存在金融管理方面的漏洞，投资方无法全面了解融资方的实际情况，通过不良互联网平台的推荐而进行的投资，很可能陷入恶意欺诈的陷阱。

负向影响第二章互联网金融理论基础思考题1.简述规模经济与范围经济的内涵及其在互联网金融的应用。2.什么是长尾理论？长尾理论在互联网金融中有哪些应用？3.简述信息不对称理论的内涵及其在互联网金融中的应用。4.互联网金融可以降低金融交易中的逆向选择和道德风险发生的概率吗？为什么？5.什么是搜寻理论？互联网金融如何降低金融交易中的搜寻匹配成本？6.什么是声誉机制？它是如何在互联网金融中发挥作用的？7.简述普惠金融理论及其互联网金融中的应用。8.互联网金融的发展能够推动普惠金融发展吗？谢谢学习目标

知识目标

1.了解毫米波雷达工作原理。

2.掌握毫米波雷达的特性、参数特点。

技能目标

1.掌握毫米波雷达的安装和调试技能。

2.掌握毫米波雷达探测障碍物的技术特点。建议课时

8课时模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

一、毫米波的特性

毫米波雷达通过发射和接收波长为1～10mm的电磁波来精准测量车辆与车辆之间的距离、角度和相对速度。毫米波雷达频率范围为30～300GHz，高于射频，低于可见光和红外线。毫米波雷达体积小、质量轻和空间分辨率高，能够全天候、全天时工作，能同时识别多个小目标，可以穿透雾、烟、灰尘，广泛应用于自动驾驶汽车车间距离探测，但易受干扰。毫米波雷达实物如图3-1、图3-2所示。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定图3-1毫米波雷达（1）

图3-2毫米波雷达（2）

1.毫米波雷达优点

（1）探测距离远。毫米波雷达探测距离远，最远可达250m。

（2）探测性能优异。毫米波波长较短，并且汽车在行驶中的前方目标一般都是金属构成，这会形成很强的电磁反射，其探测不受颜色与温度的影响。

（3）快速的响应速度。毫米波的传播速度与光速一样，并且其调制简单，配合高速信号处理系统，可以快速地测量出目标的角度、距离、速度等信息。

（4）对环境适应性强。毫米波具有很强的穿透能力，在雨、雪、大雾等恶劣天气依然可以正常工作，由于其天线属于微波天线，相比于光波天线，它在大雨及轻微上霜的情况下依然可以正常工作。

（5）抗干扰能力强。毫米波雷达一般工作在高频段，而周围的噪声和干扰处于中低频区，基本上不会影响毫米波雷达的正常运行，因此，毫米波雷达具有抗低频干扰特性。

2.毫米波雷达最主要的缺点

（1）毫米波在空气中传播时会受到空气中氧分子和水蒸气的影响，这些气体的谐振会对毫米波频率产生选择性吸收和散射，大气传播衰减严重，因此，实际应用中，应找到毫米波在大气中传播时，由气体分子谐振吸收所致衰减为极小值的频率。

（2）毫米波雷达覆盖区域呈扇形，有盲点区域；无法识别道路标线、交通标志和交通信号灯。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

二、毫米波雷达的工作原理

车载毫米波雷达通过天线向外发射毫米波，再接收目标反射信号，根据接收的时间差测得目标的位置数据和相对距离。经处理后快速准确地获取汽车车身周围的物理环境信息（如汽车与其他物体之间的相对距离、相对速度、角度、运动方向等），然后根据所探知的物体信息进行目标追踪和识别分类，进而结合车身动态信息进行数据融合，最终通过中央处理单元（ECU）进行智能处理。经合理决策后，以声、光及触觉等多种方式告知或警告驾驶员，或及时对汽车做出主动干预，从而保证驾驶过程的安全性和舒适性，减少事故发生概率。毫米波雷达系统工作原理框图如图3-3所示。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定图3-3毫米波雷达系统工作原理资料来源：互联网资料整理、中国中投证券研究总部

车载毫米波雷达根据测量原理的不同，一般分为脉冲波方式和调频连续波方式两种。

（一）毫米波雷达脉冲波方式测量原理

多普勒效应，是指当声音、光和无线电波等振动源与观测者以相对速度v运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率不同的现象。当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率；反之，当目标远离天线时，反射信号频率将低于发射频率。

模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

1.多普勒测距原理

多普勒测距原理如图3-4所示。雷达的振荡器产生一个频率随时间逐渐增加的电磁波，这个电磁波遇到障碍物后会反射并被接收，障碍物越远，回波收到的时间就越晚，即时延td就越大。由于

其中，R是振荡器与障碍物的距离，c是电磁波传播速度（在真空传播时等于光速）。通过时延td就可以计算出雷达与障碍物的距离R。

雷达分辨率是指雷达可以区分的两个物体的最近的距离，用光速/（雷达带宽×2）来计算。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定图3-4多普勒测距原理

2.多普勒测速原理

多普勒频移原理：多普勒效应所造成的频率变化称为多普勒频移fb，它与相对速度v成正比，与振动的频率成反比，通过检测这个频率差fb，可以测得目标相对于雷达的移动速度。假设毫米波雷达发射连续电磁波信号：s（t）=Acos（ω0t+φ0）

（3-1）式中：ω0——初相；A——振幅。

雷达接收到由目标反射的回波信号：sr（t）=ks（t-tr）=kAcos［ω0（t-tr）+φ0］

（3-2）式中：tr——回波滞后于发射信号的时间（tr=2R/c），其中R为目标和毫米波雷达之间的距离，c为电磁波传播速度，在真空传播时它等于光速；k——回波的衰减系数。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

如果车辆前方目标相对静止（即相对速度为零），则目标与雷达的距离R为常数。此时，回波与发射信号之间有固定相位差：

它是电磁波往返于雷达与目标之间所产生的相位滞后。当目标与毫米波雷达之间有相对运动时，两者之间的距离R与时间成正比。

设目标相对毫米波雷达运动的速度为一定值vr，在t时刻，目标与毫米波雷达之间的距离R（t）=R-vrt

（3-4）式中：R（0）为目标与毫米波雷达在零点时刻的距离。

由式（3-2）可知，在t时刻接收到的波形sr（t）上的某点，对应于（t-tr）时刻发射的波形上某点。

在实际的工作状态中，毫米波雷达和目标间为相对运动速度vr远小于光速，所以时延tr可近似表示为：模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

与发射信号相比，两者之间的相位差为：

相位差随时间线性变化，如果vr为常数，则频率差可以表示为：式中：fb——多普勒频移。

fb与目标和毫米波雷达之间的相对运动速度成正比例关系，与毫米波雷达的工作波长λ成反比例关系。当目标靠近毫米波雷达时，fb大于0，表明接收信号频率要大于发射信号频率；而当目标背离毫米波雷达运动时，fb小于0，表明接收信号频率要小于发射信号频率。通过数字信号处理器，运用傅里叶变换可求得fb，从而可以求得毫米波雷达与目标之间的相对速度和相对距离。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

3.多普勒测角度原理

毫米波雷达测量障碍物的角度是通过处理多个接收天线收到的信号时延来实现的。多普勒测角度原理如图3-5所示，振荡器TX发出的发射波频率为fo，遇到“目标”返回，回波频移为fb并分别被两个接收线RX1、RX2收到。由于回波的路径不同，RX1、RX2的回波信号有时间差，根据时间差可计算出角度。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定图3-5毫米波雷达测量目标方位角

采用脉冲方式的毫米波雷达需在很短的时间（一般都是微秒的数量级）内发射大功率的信号脉冲，通过脉冲信号控制雷达发射装置发射出高频信号，因此，在硬件结构上比较复杂，成本高。脉冲方式测量原理简单，但由于受技术、元器件等方面的影响，实际应用中很难实现。

除此之外，在高速公路上行驶的车辆，其回波信号难免会受到周围树木、建筑物的影响，使回波信号衰减，从而降低接收系统的灵敏度。

如果毫米波雷达收发信号采用的是同一个天线，在对回波信号放大处理之前，应将发射信号与回波信号进行严格隔离，否则，由于发射信号窜入，会导致回波信号放大器饱和或者损坏。为了避免发射信号窜入接收信号，需进行隔离技术处理，一般有两种方式避免发射信号的窜入：①采用环形器；②使用收发采用不同的天线。这样就导致产品成本提高、硬件结构复杂。因此，在车用领域，脉冲波测量方式运用较少。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

（二）毫米波雷达调频连续波方式测量原理

目前，大多数车载毫米波雷达都采用调频连续波方式，其测量原理如图3-6所示。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定图3-6毫米波雷达测量原理

采用调频连续波方式的毫米波雷达结构简单，体积小，可以同时得到目标的相对距离和相对速度。它的基本原理是当发射的连续调频信号遇到前方目标时，会产生与发射信号有一定延时的回波，再通过雷达的混频器进行混频处理，而混频后的结果与目标的相对距离和相对速度有关。毫米波雷达测距和测速的计算公式为：式中：s——相对距离；c——光速；t——信号发射周期；f′——发射信号与信号的频率差；

Δf——调频带宽；

fd——多普勒频率；f0——发射信号的中心频率；u——相对速度。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

（三）77GHz毫米波雷达

77GHz毫米波相较于24GHz毫米波的波长更短，只有3.9mm。频率越高，波长越短，分辨率、精准度就越高。因此，精度更高的77GHz毫米波雷达正努力成为汽车领域主流传感器。以自适应巡航控制（ACC）为例，当车速大于25km/h时，ACC才会起作用，而当车速降低到25km/h以下时，就需要进行人工控制。当将所用雷达升级到77GHz毫米波雷达后，与24GHz毫米波雷达系统相比，识别率提高了3倍，速度和实测值、距离精度提高3～5倍，对前车距离的监测更为准确、快速，如图3-7所示。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定图3-777GHz毫米波雷达ARS404biao标准探测区域示意图

如图3-8a）所示，L3级自动驾驶样车车身周围布置了2枚长距毫米波雷达和4枚中距毫米波雷达，可实现车身360°环境感知范围覆盖。毫米波雷达系统整车布置方案及探测范围如图3-8所示。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定图3-8毫米波雷达应用

毫米波雷达通过CAN信号与自动驾驶控制器进行交互（图3-9），将其感知结果输入下一级规划控制模块，其输出参数见表3-1、表3-2。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定图3-9毫米波雷达网络架构示意图

模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

由表3-1和表3-2可知，相对其他传感器（如视觉传感器、激光雷达传感器），毫米波雷达具有速度精度较高、角分辨率相对较低等特点。由于中距雷达、长距雷达的短距模式角度覆盖范围相对更大，其角分辨率得以进一步下降。

目前，各大国的车载雷达主要集中在24GHz、60GHz和77GHz这3个频段。其中，24GHz的波长是1.25cm，60GHz的波长是5mm，77GHz的波长则更短，只有3.9mm。24GHz很特别，它严格来讲不是毫米波，因为它的波长在1cm左右，但是它是最早被利用的（目前业界也依然将其称为毫米波）。现在各个国家把24GHz划出来可以民用，77GHz划分给了汽车防撞雷达，24Ghz也在汽车里最早得到应用。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定

三、毫米波雷达安装与标定

（一）毫米波雷达的安装

1.安装位置与功能

毫米波雷达安装位置主要有车辆的前方、后方和侧方。具体如图3-10所示。

①主要用于前向自动紧急制动系统（AEB）；

②③主要用于十字交叉路口碰撞预警；

④⑤主要用于两侧纵向碰撞预警/盲区监测/会车过程监控；

⑥主要用于后向AEB；

⑦⑧主要用于侧后向盲区监控/并线辅助。模块三毫米波雷达的原理、安装与标定图3-10毫米波雷达安装位置59（3）主要内容

与缔结的民用航空三大体系的五个国际公约接轨，使国际法的规定在国内法中得以确认和实施保证。与《芝加哥公约》接轨的内容有：领空主权原则：授权国务院民用航空主管部门（民航总局）统一监督管理全国的民用航空活动并制定相应的行业规章；航空器的法律地位；航空人员的法