阐明毫米波雷达工作原理，解析毫米波雷达优缺点

毫米波的在多方面的成功应用，使得毫米波技术为当前黑马之一。如各大手机厂商研制的5G技术，与毫米波均存在不可分割的联系。但本文对于毫米波的讲解，主要在于为大家介绍毫米波雷达的工作原理以及毫米波雷达的优缺点，正文如下。

一、毫米波雷达概念

所谓的毫米波是无线电波中的一段，我们把波长为1～10毫米的电磁波称毫米波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点。毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展。

所谓的毫米波雷达，就是指工作频段在毫米波频段的雷达，测距原理跟一般雷达一样，也就是把无线电波(雷达波)发出去，然后接收回波，根据收发之间的时间差测得目标的位置数据。毫米波雷达就是这个无线电波的频率是毫米波频段。

二、毫米波雷达的特点

①在天线口径相同的情况下，毫米波雷达有更窄的波束(一般为毫弧度量级)，可提高雷达的角分辨能力和测角精度，并且有利于抗电子干扰、杂波干扰和多径反射干扰等。

②由于工作频率高，可能得到大的信号带宽(如吉赫量级)和多普勒频移，有利于提高距离和速度的测量精度和分辨能力并能分析目标特征。

③天线口径和元件、器件体积小，宜于飞机、卫星或导弹载用。

三、毫米波雷达优缺点

1.优点：

与其他传感器系统比较，毫米波雷达有如下优点：

(1)高分辨率，小尺寸;由于天线和其他的微波元器件尺寸与频率有关，因此毫米波雷达的天线和微波元器件可以较小，小的天线尺寸可获得窄波束。

(2)干扰，大气衰减虽然限制了毫米波雷达的性能，但有助于减小许多雷达一起工作时的相互影响。

(3)与常常用来与毫米波雷达相比的红外系统相比，毫米波雷达的一个优点是可以直接测量距离和速度信息。

2.缺点：

(1)与微波雷达相比，毫米波雷达的性能有所下降，原因如下：

发射机的功率低;

波导器件中的损耗大

(2)与天气的关系很大，降雨时更为严重;

(3)在防空环境中，不可避免的会出现距离模糊和速度模糊;

(4)毫米波器件昂贵，不能大批量生产装备

四、毫米波雷达测速方式

毫米波雷达测速和普通雷达一样，有两种方式，一个基于dopler原理，就是当发射的电磁波和被探测目标有相对移动、回波的频率会和发射波的频率不同。通过检测这个频率差可以测得目标相对于雷达的移动速度。但是这种方法无法探测切向速度，第二种方法就是通过跟踪位置，进行微分得到速度。

五、毫米波雷达工作原理

毫米波测速雷达系统主要由高频头、预处理系统、终端系统和红外启动器等组成，其原理结构如图1所示。

毫米波振荡器产生毫米波(8mm)振荡，设其频率为f0，经隔离器加至环行器，再由天线定向辐射出去，并在空间以电磁波形式传播，当此电磁波在空间遇到目标(弹丸)时反射回来。如果目标是运动的，则反射回来的电磁波频率附加了一个与目标运动速度vr成正比的多普勒频率fd，使反向回波频率变为f0±fd(目标临近飞行取“+”，目标远离飞行取“%”)，此回波被天线接收下来，经环行器加至混频器，在混频器中与经环行器泄漏的信号(作为本振信号)f0进行混频。混频器为非线性元件，其输出有多种和差频率，如fd，f0±fd，2f0±fd，…，等，经前置放大器选频得多普勒信号(频率为fd)，再经长电缆(长50～100m)送至预处理系统的主放大器，主放大器附有自动增益控制与手动增益控制电路。手动增益用来调整放大器的总增益，自动增益控制用来增加放大器的动态范围。

内弹道测试一般不使用自动增益控制。自动增益控制只适于测试外弹道，因为外弹道测试时，为了避开枪口火焰等的干扰，应进行适当延迟才开始测试。

毫米波测速雷达系统主要由高频头、预处理系统、终端系统和红外启动器等组成，其原理结构如图1所示。

毫米波振荡器产生毫米波(8mm)振荡，设其频率为f0，经隔离器加至环行器，再由天线定向辐射出去，并在空间以电磁波形式传播，当此电磁波在空间遇到目标(弹丸)时反射回来。如果目标是运动的，则反射回来的电磁波频率附加了一个与目标运动速度vr成正比 的多普勒频率fd，使反向回波频率变为f0±fd(目标临近飞行取“+” ，目标远离飞行取“%”)，此回波被天线接收下来，经环行器加至混频器，在混频器中与经环行器泄漏的信号(作为本振信号)f0进行混频。混频器为非线性元件，其输出有多种和差频率，如fd，f0±fd，2f0±fd，…，等，经前置放大器选频得多普勒信号(频率为fd)，再经长电缆(长50～100m)送至预处理系统的主放大器，主放大器附有自动增益控制与手动增益控制电路。手动增益用来调整放大器的总增益，自动增益控制用来增加放大器的动态范围。

内弹道测试一般不使用自动增益控制。自动增益控制只适于测试外弹道，因为外弹道测试时，为了避开枪口火焰等的干扰，应进行适当延迟才开始测试。

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