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毫米波相控陣?yán)走_(dá)基礎(chǔ)知識(shí)
2024-12-20
毫米波是指波長(zhǎng)在毫米數(shù)量級(jí)的電磁波，其頻率大約在30GHz~300GHz之間。毫米波在通信、雷達(dá)、遙感和射電天文等領(lǐng)域都有大量的應(yīng)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(lái)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(yán)重。在水汽的吸收下，在22.235GHz附近形成了一個(gè)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(dá)通常以94GHz(3mm左右)附近頻率為典型，也會(huì)有35GHz(8mm左右)。因此，有些車載毫米波雷達(dá)廠商選擇跳過(guò)24GHz，向77GHz~81GHz高頻段發(fā)展。77GHz頻段比24GHz頻段的帶寬更寬、波長(zhǎng)更短，分辨能力能提升三倍以上，雷達(dá)體積也能做得更小，便于微型化集成。
一、毫米波雷達(dá)特點(diǎn)
1）頻帶寬，適用于各種寬帶信號(hào)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(yīng)明顯，具有良好的多普勒分辨力，測(cè)速精度較高；
4）地面雜波和多徑效應(yīng)影響小，低空跟蹤性能好；
5）毫米波散射特性對(duì)目標(biāo)形狀的細(xì)節(jié)敏感，因而可提高多目標(biāo)分辨對(duì)目標(biāo)識(shí)別的能力與成像質(zhì)量；
6）抗干擾性能強(qiáng)，敵方在電子對(duì)抗中難以截獲；
7）目前隱身飛行器等目標(biāo)設(shè)計(jì)的隱身頻率范圍局限于1~20GHz，又因?yàn)闄C(jī)體等不平滑部位相對(duì)毫米波來(lái)說(shuō)更加明顯，這些不平滑都會(huì)產(chǎn)生角反射，從而增加有效反射面積，所以毫米波雷達(dá)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(méi)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(dá)的缺點(diǎn)主要是受大氣衰減和吸收的影響，毫米波雷達(dá)的元器件目前批量生產(chǎn)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?yán)走_(dá)
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