闡明毫米波雷達(dá)工作原理，解析毫米波雷達(dá)優(yōu)缺點(diǎn)

毫米波的在多方面的成功應(yīng)用，使得毫米波技術(shù)為當(dāng)前黑馬之一。如各大手機(jī)廠商研制的5G技術(shù)，與毫米波均存在不可分割的聯(lián)系。但本文對(duì)于毫米波的講解，主要在于為大家介紹毫米波雷達(dá)的工作原理以及毫米波雷達(dá)的優(yōu)缺點(diǎn)，正文如下。

一、毫米波雷達(dá)概念

所謂的毫米波是無(wú)線電波中的一段，我們把波長(zhǎng)為1～10毫米的電磁波稱毫米波，它位于微波與遠(yuǎn)紅外波相交疊的波長(zhǎng)范圍，因而兼有兩種波譜的特點(diǎn)。毫米波的理論和技術(shù)分別是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發(fā)展。

所謂的毫米波雷達(dá)，就是指工作頻段在毫米波頻段的雷達(dá)，測(cè)距原理跟一般雷達(dá)一樣，也就是把無(wú)線電波(雷達(dá)波)發(fā)出去，然后接收回波，根據(jù)收發(fā)之間的時(shí)間差測(cè)得目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)。毫米波雷達(dá)就是這個(gè)無(wú)線電波的頻率是毫米波頻段。

二、毫米波雷達(dá)的特點(diǎn)

①在天線口徑相同的情況下，毫米波雷達(dá)有更窄的波束(一般為毫弧度量級(jí))，可提高雷達(dá)的角分辨能力和測(cè)角精度，并且有利于抗電子干擾、雜波干擾和多徑反射干擾等。

②由于工作頻率高，可能得到大的信號(hào)帶寬(如吉赫量級(jí))和多普勒頻移，有利于提高距離和速度的測(cè)量精度和分辨能力并能分析目標(biāo)特征。

③天線口徑和元件、器件體積小，宜于飛機(jī)、衛(wèi)星或?qū)椵d用。

三、毫米波雷達(dá)優(yōu)缺點(diǎn)

1.優(yōu)點(diǎn)：

與其他傳感器系統(tǒng)比較，毫米波雷達(dá)有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)高分辨率，小尺寸;由于天線和其他的微波元器件尺寸與頻率有關(guān)，因此毫米波雷達(dá)的天線和微波元器件可以較小，小的天線尺寸可獲得窄波束。

(2)干擾，大氣衰減雖然限制了毫米波雷達(dá)的性能，但有助于減小許多雷達(dá)一起工作時(shí)的相互影響。

(3)與常常用來(lái)與毫米波雷達(dá)相比的紅外系統(tǒng)相比，毫米波雷達(dá)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以直接測(cè)量距離和速度信息。

2.缺點(diǎn)：

(1)與微波雷達(dá)相比，毫米波雷達(dá)的性能有所下降，原因如下：

發(fā)射機(jī)的功率低;

波導(dǎo)器件中的損耗大

(2)與天氣的關(guān)系很大，降雨時(shí)更為嚴(yán)重;

(3)在防空環(huán)境中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)距離模糊和速度模糊;

(4)毫米波器件昂貴，不能大批量生產(chǎn)裝備

四、毫米波雷達(dá)測(cè)速方式

毫米波雷達(dá)測(cè)速和普通雷達(dá)一樣，有兩種方式，一個(gè)基于dopler原理，就是當(dāng)發(fā)射的電磁波和被探測(cè)目標(biāo)有相對(duì)移動(dòng)、回波的頻率會(huì)和發(fā)射波的頻率不同。通過(guò)檢測(cè)這個(gè)頻率差可以測(cè)得目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的移動(dòng)速度。但是這種方法無(wú)法探測(cè)切向速度，第二種方法就是通過(guò)跟蹤位置，進(jìn)行微分得到速度。

五、毫米波雷達(dá)工作原理

毫米波測(cè)速雷達(dá)系統(tǒng)主要由高頻頭、預(yù)處理系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和紅外啟動(dòng)器等組成，其原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

毫米波振蕩器產(chǎn)生毫米波(8mm)振蕩，設(shè)其頻率為f0，經(jīng)隔離器加至環(huán)行器，再由天線定向輻射出去，并在空間以電磁波形式傳播，當(dāng)此電磁波在空間遇到目標(biāo)(彈丸)時(shí)反射回來(lái)。如果目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)的，則反射回來(lái)的電磁波頻率附加了一個(gè)與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度vr成正比的多普勒頻率fd，使反向回波頻率變?yōu)閒0±fd(目標(biāo)臨近飛行取“+”，目標(biāo)遠(yuǎn)離飛行取“%”)，此回波被天線接收下來(lái)，經(jīng)環(huán)行器加至混頻器，在混頻器中與經(jīng)環(huán)行器泄漏的信號(hào)(作為本振信號(hào))f0進(jìn)行混頻?；祛l器為非線性元件，其輸出有多種和差頻率，如fd，f0±fd，2f0±fd，…，等，經(jīng)前置放大器選頻得多普勒信號(hào)(頻率為fd)，再經(jīng)長(zhǎng)電纜(長(zhǎng)50～100m)送至預(yù)處理系統(tǒng)的主放大器，主放大器附有自動(dòng)增益控制與手動(dòng)增益控制電路。手動(dòng)增益用來(lái)調(diào)整放大器的總增益，自動(dòng)增益控制用來(lái)增加放大器的動(dòng)態(tài)范圍。

內(nèi)彈道測(cè)試一般不使用自動(dòng)增益控制。自動(dòng)增益控制只適于測(cè)試外彈道，因?yàn)橥鈴椀罍y(cè)試時(shí)，為了避開槍口火焰等的干擾，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)延遲才開始測(cè)試。

毫米波測(cè)速雷達(dá)系統(tǒng)主要由高頻頭、預(yù)處理系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和紅外啟動(dòng)器等組成，其原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

毫米波振蕩器產(chǎn)生毫米波(8mm)振蕩，設(shè)其頻率為f0，經(jīng)隔離器加至環(huán)行器，再由天線定向輻射出去，并在空間以電磁波形式傳播，當(dāng)此電磁波在空間遇到目標(biāo)(彈丸)時(shí)反射回來(lái)。如果目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)的，則反射回來(lái)的電磁波頻率附加了一個(gè)與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度vr成正比 的多普勒頻率fd，使反向回波頻率變?yōu)閒0±fd(目標(biāo)臨近飛行取“+” ，目標(biāo)遠(yuǎn)離飛行取“%”)，此回波被天線接收下來(lái)，經(jīng)環(huán)行器加至混頻器，在混頻器中與經(jīng)環(huán)行器泄漏的信號(hào)(作為本振信號(hào))f0進(jìn)行混頻?；祛l器為非線性元件，其輸出有多種和差頻率，如fd，f0±fd，2f0±fd，…，等，經(jīng)前置放大器選頻得多普勒信號(hào)(頻率為fd)，再經(jīng)長(zhǎng)電纜(長(zhǎng)50～100m)送至預(yù)處理系統(tǒng)的主放大器，主放大器附有自動(dòng)增益控制與手動(dòng)增益控制電路。手動(dòng)增益用來(lái)調(diào)整放大器的總增益，自動(dòng)增益控制用來(lái)增加放大器的動(dòng)態(tài)范圍。

內(nèi)彈道測(cè)試一般不使用自動(dòng)增益控制。自動(dòng)增益控制只適于測(cè)試外彈道，因?yàn)橥鈴椀罍y(cè)試時(shí)，為了避開槍口火焰等的干擾，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)延遲才開始測(cè)試。

以上便是此次小編帶來(lái)的所有內(nèi)容，希望大家喜歡。