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毫米波雷達的工作原理及優(yōu)缺點介紹
毫米波雷達概念
所謂的毫米波是無線電波中的一段，我們把波長為1～10毫米的電磁波稱毫米波，它位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點。毫米波的理論和技術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，就是指工作頻段在毫米波頻段的雷達，測距原理跟一般雷達一樣，也就是把無線電波（雷達波）發(fā)出去，然后接收回波，根據(jù)收發(fā)之間的時間差測得目標的位置數(shù)據(jù)。毫米波雷達就是這個無線電波的頻率是毫米波頻段。
毫米波雷達的特點
①在天線口徑相同的情況下，毫米波雷達有更窄的波束（一般為毫弧度量級），可提高雷達的角分辨能力和測角精度，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，可能得到大的信號帶寬（如吉赫量級）和多普勒頻移，有利于提高距離和速度的測量精度和分辨能力并能分析目標特征。
?、厶炀€口徑和元件、器件體積小，宜于飛機、衛(wèi)星或載用。
毫米波雷達優(yōu)缺點
優(yōu)點：
與其他傳感器系統(tǒng)比較，毫米波雷達有如下優(yōu)點：
?。?）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，因此毫米波雷達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。
?。?）干擾，大氣衰減雖然限制了毫米波雷達的性能，但有助于減小許多雷達一起工作時的相互影響。
?。?）與常常用來與毫米波雷達相比的紅外系統(tǒng)相比，毫米波雷達的一個優(yōu)點是可以直接測量距離和速度信息。
缺點：
（1）與微波雷達相比，毫米波雷達的性能有所下降，原因如下：
發(fā)射機的功率低;
波導器件中的損耗大
?。?）與天氣的關系很大，降雨時更為嚴重;
（3）在防空環(huán)境中，不可避免的會出現(xiàn)距離模糊和速度模糊;
?。?）毫米波器件昂貴，不能大批量生產裝備
毫米波雷達測速方式
毫米波雷達測速和普通雷達一樣，有兩種方式，一個基于dopler原理，就是當發(fā)射的電磁波和被探測目標有相對移動、回波的頻率會和發(fā)射波的頻率不同。通過檢測這個頻率差可以測得目標相對于雷達的移動速度。但是這種方法無法探測切向速度，第二種方法就是通過跟蹤位置，進行微分得到速度。
毫米波雷達工作原理
毫米波測速雷達系統(tǒng)主要由高頻頭、預處理系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和紅外啟動器等組成，其原理結構如圖1所示。
毫米波振蕩器產生毫米波（8mm）振蕩，設其頻率為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，當此電磁波在空間遇到目標（彈丸）時反射回來。如果目標是運動的，則反射回來的電磁波頻率附加了一個與目標運動速度vr成正比的多普勒頻率fd，使反向回波頻率變?yōu)閒0±fd（目標臨近飛行取“+”，目標遠離飛行取“%”），此回波被天線接收下來，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（作為本振信號）f0進行混頻?；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（頻率為fd），再經(jīng)長電纜（長50～100m）送至預處理系統(tǒng)的主放大器，主放大器附有自動增益控制與手動增益控制電路。手動增益用來調整放大器的總增益，自動增益控制用來增加放大器的動態(tài)范圍。
內彈道測試一般不使用自動增益控制。自動增益控制只適于測試外彈道，因為外彈道測試時，為了避開槍口火焰等的干擾，應進行適當延遲才開始測試。
毫米波測速雷達系統(tǒng)主要由高頻頭、預處理系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和紅外啟動器等組成，其原理結構如圖1所示。
毫米波振蕩器產生毫米波（8mm）振蕩，設其頻率為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，當此電磁波在空間遇到目標（彈丸）時反射回來。如果目標是運動的，則反射回來的電磁波頻率附加了一個與目標運動速度vr成正比 的多普勒頻率fd，使反向回波頻率變?yōu)閒0±fd（目標臨近飛行取“+” ，目標遠離飛行取“%”），此回波被天線接收下來，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（作為本振信號）f0進行混頻。混頻器為非線性元件，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（頻率為fd），再經(jīng)長電纜（長50～100m）送至預處理系統(tǒng)的主放大器，主放大器附有自動增益控制與手動增益控制電路。手動增益用來調整放大器的總增益，自動增益控制用來增加放大器的動態(tài)范圍。
內彈道測試一般不使用自動增益控制。自動增益控制只適于測試外彈道，因為外彈道測試時，為了避開槍口火焰等的干擾，應進行適當延遲才開始測試。