与超声波雷达发射的机械波不同，毫米波雷达收发电磁波，根据接收回波与发送之间的时间差测得目标位置距离数据。相对来说，毫米波雷达指向性更强、探测性能更好，能够准确地辨别障碍物的相对位置，且距离更远，一般的探测距离在0-300米之间，是目前在辅助驾驶领域使用最多的探测技术。
但毫米波雷达也存在一些固有的缺陷，例如毫米波雷达发射功率、探测距离以及天线排布、探测角度之间互相制约。这使得毫米波雷达很难具备大角度和远距离的性能，因此汽车领域的毫米波雷达被分为了三类：远距LRR、中距MRR、近距SRR。
2020年3月，谷歌旗下Waymo公司发布第五代自动驾驶系统感知方案，将毫米波雷达升级为4D成像雷达，使得4D毫米波雷达技术首次应用于车端。2021年华为入局，推出高分辨率4D毫米波雷达，并计划于2022年下半年实现量产，将4D毫米波雷达推上一个热议的高峰。
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