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毫米波相控阵雷达基础知识

更新时间:2024-12-20      点击次数:22

毫米波是指波长在毫米数量级的电磁波,其频率大约在30GHz~300GHz之间。毫米波在通信、雷达、遥感和射电天文等领域都有大量的应用。

在300GHz以下频率,主要是大气中的氧气和水汽能够吸收电磁波的能量。而且这种吸收具有明显的频率选择性。我们主要来看下图右边的毫米波(MM)和微波(Microwave)部分,可以看出X波段以下的频率可以基本不考虑大气的吸收。

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X波段以上毫米波以下部分,随着频率的升高,大气衰减严重。在水汽的吸收下,在22.235GHz附近形成了一个凹口;在氧气的的吸收下,在60GHz附近形成的凹口很深。

从此图可以看出,毫米波雷达通常以94GHz(3mm左右)附近频率为典型,也会有35GHz(8mm左右)。因此,有些车载毫米波雷达厂商选择跳过24GHz,向77GHz~81GHz高频段发展。77GHz频段比24GHz频段的带宽更宽、波长更短,分辨能力能提升三倍以上,雷达体积也能做得更小,便于微型化集成。


一、毫米波雷达特点

1)频带宽,适用于各种宽带信号处理;

2)天线尺寸小,波束窄,方向性好,空间分辨力高,跟踪精度较高;

3)多普勒效应明显,具有良好的多普勒分辨力,测速精度较高;

4)地面杂波和多径效应影响小,低空跟踪性能好;

5)毫米波散射特性对目标形状的细节敏感,因而可提高多目标分辨对目标识别的能力与成像质量;

6)抗干扰性能强,敌方在电子对抗中难以截获;

7)目前隐身飞行器等目标设计的隐身频率范围局限于1~20GHz,又因为机体等不平滑部位相对毫米波来说更加明显,这些不平滑都会产生角反射,从而增加有效反射面积,所以毫米波雷达具有一定的反隐身功能;

8)毫米波与激光和红外相比,虽然它没有后者的分辨率高,但它具有穿透烟、灰尘和雾的能力,可全天候工作。

毫米波雷达的缺点主要是受大气衰减和吸收的影响,毫米波雷达的元器件目前批量生产成品率低,再加上许多器件在毫米波频段均需涂金或者涂银,因此器件成本较高。


二、毫米波相控阵雷达

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