毫米波相控陣雷達基礎知識
2024-12-20
毫米波是指波長在毫米數量級的電磁波，其頻率大約在30GHz~300GHz之間。毫米波在通信、雷達、遙感和射電天文等領域都有大量的應用。
在300GHz以下頻率，主要是大氣中的氧氣和水汽能夠吸收電磁波的能量。而且這種吸收具有明顯的頻率選擇性。我們主要來看下圖右邊的毫米波(MM)和微波(Microwave)部分，可以看出X波段以下的頻率可以基本不考慮大氣的吸收。
X波段以上毫米波以下部分，隨著頻率的升高，大氣衰減嚴重。在水汽的吸收下，在22.235GHz附近形成了一個凹口；在氧氣的的吸收下，在60GHz附近形成的凹口很深。
從此圖可以看出，毫米波雷達通常以94GHz(3mm左右)附近頻率為典型，也會有35GHz(8mm左右)。因此，有些車載毫米波雷達廠商選擇跳過24GHz，向77GHz~81GHz高頻段發展。77GHz頻段比24GHz頻段的帶寬更寬、波長更短，分辨能力能提升三倍以上，雷達體積也能做得更小，便于微型化集成。
一、毫米波雷達特點
1）頻帶寬，適用于各種寬帶信號處理；
2）天線尺寸小，波束窄，方向性好，空間分辨力高，跟蹤精度較高；
3）多普勒效應明顯，具有良好的多普勒分辨力，測速精度較高；
4）地面雜波和多徑效應影響小，低空跟蹤性能好；
5）毫米波散射特性對目標形狀的細節敏感，因而可提高多目標分辨對目標識別的能力與成像質量；
6）抗干擾性能強，敵方在電子對抗中難以截獲；
7）目前隱身飛行器等目標設計的隱身頻率范圍局限于1~20GHz，又因為機體等不平滑部位相對毫米波來說更加明顯，這些不平滑都會產生角反射，從而增加有效反射面積，所以毫米波雷達具有一定的反隱身功能；
8）毫米波與激光和紅外相比，雖然它沒有后者的分辨率高，但它具有穿透煙、灰塵和霧的能力，可全天候工作。
毫米波雷達的缺點主要是受大氣衰減和吸收的影響，毫米波雷達的元器件目前批量生產成品率低，再加上許多器件在毫米波頻段均需涂金或者涂銀，因此器件成本較高。
二、毫米波相控陣雷達
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