您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
毫米波雷達(dá)的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)介紹
毫米波雷達(dá)概念
所謂的毫米波是無線電波中的一段，我們把波長(zhǎng)為1～10毫米的電磁波稱毫米波，它位于微波與遠(yuǎn)紅外波相交疊的波長(zhǎng)范圍，因而兼有兩種波譜的特點(diǎn)。毫米波的理論和技術(shù)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(dá)，就是指工作頻段在毫米波頻段的雷達(dá)，測(cè)距原理跟一般雷達(dá)一樣，也就是把無線電波（雷達(dá)波）發(fā)出去，然后接收回波，根據(jù)收發(fā)之間的時(shí)間差測(cè)得目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)。毫米波雷達(dá)就是這個(gè)無線電波的頻率是毫米波頻段。
毫米波雷達(dá)的特點(diǎn)
?、僭谔炀€口徑相同的情況下，毫米波雷達(dá)有更窄的波束（一般為毫弧度量級(jí)），可提高雷達(dá)的角分辨能力和測(cè)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。
?、谟捎诠ぷ黝l率高，可能得到大的信號(hào)帶寬（如吉赫量級(jí)）和多普勒頻移，有利于提高距離和速度的測(cè)量精度和分辨能力并能分析目標(biāo)特征。
③天線口徑和元件、器件體積小，宜于飛機(jī)、衛(wèi)星或載用。
毫米波雷達(dá)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
與其他傳感器系統(tǒng)比較，毫米波雷達(dá)有如下優(yōu)點(diǎn)：
?。?）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(guān)，因此毫米波雷達(dá)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(dá)的性能，但有助于減小許多雷達(dá)一起工作時(shí)的相互影響。
?。?）與常常用來與毫米波雷達(dá)相比的紅外系統(tǒng)相比，毫米波雷達(dá)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以直接測(cè)量距離和速度信息。
缺點(diǎn)：
（1）與微波雷達(dá)相比，毫米波雷達(dá)的性能有所下降，原因如下：
發(fā)射機(jī)的功率低;
波導(dǎo)器件中的損耗大
?。?）與天氣的關(guān)系很大，降雨時(shí)更為嚴(yán)重;
（3）在防空環(huán)境中，不可避免的會(huì)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(chǎn)裝備
毫米波雷達(dá)測(cè)速方式
毫米波雷達(dá)測(cè)速和普通雷達(dá)一樣，有兩種方式，一個(gè)基于dopler原理，就是當(dāng)發(fā)射的電磁波和被探測(cè)目標(biāo)有相對(duì)移動(dòng)、回波的頻率會(huì)和發(fā)射波的頻率不同。通過檢測(cè)這個(gè)頻率差可以測(cè)得目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的移動(dòng)速度。但是這種方法無法探測(cè)切向速度，第二種方法就是通過跟蹤位置，進(jìn)行微分得到速度。
毫米波雷達(dá)工作原理
毫米波測(cè)速雷達(dá)系統(tǒng)主要由高頻頭、預(yù)處理系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和紅外啟動(dòng)器等組成，其原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。
毫米波振蕩器產(chǎn)生毫米波（8mm）振蕩，設(shè)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(dāng)此電磁波在空間遇到目標(biāo)（彈丸）時(shí)反射回來。如果目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)的，則反射回來的電磁波頻率附加了一個(gè)與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)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(biāo)臨近飛行取“+”，目標(biāo)遠(yuǎn)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(hào)（作為本振信號(hào)）f0進(jìn)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(hào)（頻率為fd），再經(jīng)長(zhǎng)電纜（長(zhǎng)50～100m）送至預(yù)處理系統(tǒng)的主放大器，主放大器附有自動(dòng)增益控制與手動(dòng)增益控制電路。手動(dòng)增益用來調(diào)整放大器的總增益，自動(dòng)增益控制用來增加放大器的動(dòng)態(tài)范圍。
內(nèi)彈道測(cè)試一般不使用自動(dòng)增益控制。自動(dòng)增益控制只適于測(cè)試外彈道，因?yàn)橥鈴椀罍y(cè)試時(shí)，為了避開槍口火焰等的干擾，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)延遲才開始測(cè)試。
毫米波測(cè)速雷達(dá)系統(tǒng)主要由高頻頭、預(yù)處理系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和紅外啟動(dòng)器等組成，其原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。
毫米波振蕩器產(chǎn)生毫米波（8mm）振蕩，設(shè)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(dāng)此電磁波在空間遇到目標(biāo)（彈丸）時(shí)反射回來。如果目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)的，則反射回來的電磁波頻率附加了一個(gè)與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)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(biāo)臨近飛行取“+” ，目標(biāo)遠(yuǎn)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(hào)（作為本振信號(hào)）f0進(jìn)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(hào)（頻率為fd），再經(jīng)長(zhǎng)電纜（長(zhǎng)50～100m）送至預(yù)處理系統(tǒng)的主放大器，主放大器附有自動(dòng)增益控制與手動(dòng)增益控制電路。手動(dòng)增益用來調(diào)整放大器的總增益，自動(dòng)增益控制用來增加放大器的動(dòng)態(tài)范圍。
內(nèi)彈道測(cè)試一般不使用自動(dòng)增益控制。自動(dòng)增益控制只適于測(cè)試外彈道，因?yàn)橥鈴椀罍y(cè)試時(shí)，為了避開槍口火焰等的干擾，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)延遲才開始測(cè)試。