毫米波雷达
毫米波雷达,是工作在毫米波波段(millimeter wave )探测的雷达。通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)的。
优点
1.小天线口径、窄波束
高跟踪和引导精度;易于进行低仰角跟踪,抗地面多径和杂波干扰;对近空目标具有高横向分辨力;对区域成像和目标监视具备高角分辨力;窄波束的高抗干扰性能;高天线增益;容易检测小目标,包括电力线、电杆和弹丸等。
2.大带宽
具有高信息速率,容易采用窄脉冲或宽带调频信号获得目标的细节结构特征;具有宽的扩谱能力,减少多径、杂波并增强抗干扰能力;相邻频率的雷达或毫米波识别器工作,易克服相互干扰;高距离分辨力,易得到精确的目标跟踪和识别能力。
3.高多普勒频率
慢目标和振动目标的良好检测和识别能力;易于利用目标多普勒频率特性进行目标特征识别;对干性大气污染的穿透特性,提供在尘埃、烟尘和干雪条件下的良好检测能力。
4.良好的抗隐身性能
当前隐身飞行器上所涂覆的吸波材料都是针对厘米波的。根据国外的研究,毫米波雷达照射的隐身目标,能形成多部位较强的电磁散射,使其隐身性能大大降低,所以,毫米波雷达还具有反隐身的潜力。
应用
1.导弹制导
毫米波雷达的主要用途之一是战术导弹的末段制导。毫米波导引头具有体积小、电压低和全固态等特点,能满足弹载环境要求。当工作频率选在35吉赫或94吉赫时,天线口径一般为10~20厘米。此外,毫米波雷达还用于波束制导系统,作为对近程导弹的控制。
2.目标监视和截获
毫米波雷达适用于近程、高分辨力的目标监视和目标截获,用于对低空飞行目标、地面目标和外空目标进行监测。
3.炮火控制和跟踪
毫米波雷达可用于对低空目标的炮火控制和跟踪,已研制成94吉赫的单脉冲跟踪雷达。
4.雷达测量
高分辨力和高精度的毫米波雷达可用于测量目标与杂波特性。这种雷达一般有多个工作频率、多种接收和发射极化形式和可变的信号波形。目标的雷达截面积测量采用频率比例的方法。利用毫米波雷达,对于按比例缩小了的目标模型进行测量,可得到在较低频率上的雷达目标截面积。此外,毫米波雷达在地形跟踪、导弹引信、船用导航等方面也有应用。
工作原理
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。
适用需求
1.高精度多维搜索测量:进行高精度距离、方位、频率和空间位置的测量定位;
2.雷达安装平台有体积、重量、振动和其它环境的严格要求:毫米波雷达天线尺寸小、重量轻,容易满足便携、弹载、车载、机载和星载等不同平台的特殊环境要求;
3.目标特征提取和分类识别:毫米波雷达高分辨力、宽工作频带、大数值的多普勒频率响应、短的波长易获得目标细节特征和清晰轮廓成像等特点,适于目标分类和识别的重要战术要求;
4.小目标和近距离探测:毫米波短波长对应的光学区尺寸较小,相对微波雷达更适于小目标探测。除特殊的空间目标观测等远程毫米波雷达外,一般毫米波雷达适用于30 km 以下的近距离探测;
5.抗电子战干扰性强:毫米波窗口可用频段宽,易进行宽频带扩频和跳频设计。同时针对毫米波雷达的侦察和干扰设备面临宽频带、大气衰减和窄波束等干扰难题,毫米波雷达相对微波雷达具有更好的抗干扰能力。
缺点
毫米波在雷达中应用的主要限制有:
1.雨、雾和湿雪等高潮湿环境的衰减,以及大功率器件和插损的影响降低了毫米波雷达的探测距离;
2.树丛穿透能力差,相比微波,对密树丛穿透力低;
3.元器件成本高,加工精度相对要求高,单片收发集成电路的开发相对迟缓。