PCBブログ - ミリ波レーダの長所と短所

ミリ波レーダは、ミリ波波長（30〜300 GHz）を用いてスキャン（またはイメージング）を行い、特定の環境（干渉環境など）において対象物体の情報を探索、測位、追跡するレーダシステムである。ミリ波レーダの動作原理は、マイクロ波パルスを送信し、それを1つ以上のターゲットに指向放射し、戻ってきた信号を処理してターゲット物体を検出、追跡、撮像することである。

ミリ波レーダの動作原理はミリ波の特性を利用して、高周波、短波長などの優れた性能で目標探査とイメージングを実現することである。具体的には、ミリ波送信機は、複数の周期のパルス信号を変調してターゲットに送信し、測定ターゲットとレーダとの間に相互作用があると、マイクロ波信号は散乱され反射されて受信機に戻る。受信機無線周波数フロントエンド信号増幅器、中間周波増幅器、検波器モジュールの信号処理とフィルタリングを経て、目標距離、速度、方向の正確な統計測定を実現し、さらに目標のタイプと構成を分析し、識別することができる。

ミリ波レーダの特性

1.アンテナ開口が同じ場合、ミリ波レーダのビームは狭く（一般的にはミリラジアンスケール）、レーダの角度分解能と角度測定精度を高めることができ、電子干渉、スプリアス干渉、マルチパス反射干渉に抵抗するのに有利である。

2.動作周波数が高いため、大きな信号帯域幅（ギガヘルツレベルなど）とドップラー周波数シフトが得られる可能性があり、測距と測速の測定精度と解像度を高め、目標特性を分析するのに有利である。

3.アンテナの孔径が小さく、部品が小さく、航空機、衛星またはミサイルに適している。

利点：

ミリ波レーダは、他のセンサシステムと比較して、以下の利点がある：

（1）解像度が高く、体積が小さい、アンテナや他のマイクロ波素子のサイズは周波数に依存するため、ミリ波レーダのアンテナやマイクロ波素子は小さく、アンテナサイズが小さくて狭いビームを得ることができる。

（2）干渉及び大気減衰はミリ波レーダの性能を制限するが、複数のレーダが協働する場合、相互影響を低減するのに役立つ。

（3）ミリ波レーダとの比較に一般的に用いられる赤外線システムに比べ、距離や速度情報を直接測定できる利点がある。

短所：

（1）マイクロ波レーダに比べてミリ波レーダの性能が低下する原因は、送信機の電力が低い、導波路素子は損失が高い。

（2）これは天気と大きな関係があり、特に雨が降ったとき、

（3）防空環境において、距離ボケと速度ボケは避けられない、

（4）ミリ波装置は高価で、大規模な生産ができない。

ミリ波レーダ速度測定モード

通常のレーダーと同様、ミリ波レーダーには速度を測定する方法が2種類ある。1つは、送信された電磁波と検出されたターゲットが相対的な動きをしている場合に、エコー周波数が送信された波周波数と異なることがあるドップラー原理に基づいている。この周波数差を検出することにより、レーダに対する目標の移動速度を測定することができる。しかし、この方法では接線速度を検出することはできません。2つ目の方法は、位置と微分を追跡することで速度を得ることです。

動作原理

ミリ波速度測定レーダーシステムは主にチューナ、前処理システム、端末システム、赤外線スタータなどから構成される。

ミリ波レーダ発振器はミリ波（8 mm）発振を発生する。その周波数をf 0に設定し、アイソレータを通じて循環器に追加し、アンテナから放射を指向し、電磁波の形で空間を伝播する。この電磁波は宇宙で目標（投射物）に遭遇すると反射して戻ってくる。目標が移動している場合、反射された電磁波周波数に目標移動速度vrに比例するドップラー周波数fdを加え、逆エコー周波数をf 0±fdにする（目標飛行が目標飛行に近づくと「+」、目標飛行から遠ざかると「%」とする）。

このエコーはアンテナによって受信され、サーキュレータを介してミキサに追加され、ミキサにおいてサーキュレータを介して漏洩した信号（局所発振器信号として）f 0と混合される。ミキサは、fd、f 0±fd、2 f 0±fdなどの様々な和周波数と差周波数を有する非線形要素である。。。、などがあります。ドップラー信号（周波数fd）はプリアンプによって選択され、長ケーブル（長さ50〜100 m）を介して前処理システムのメインアンプに送信されます。主増幅器には自動利得制御と手動利得制御回路が装備されている。手動利得は増幅器の総利得を調整するために用いられ、自動利得制御は増幅器のダイナミックレンジを増加させるために用いられる。

内弾道試験は一般的に自動利得制御を採用しない。自動利得制御は、銃口炎の干渉を避けるために、試験は適切な遅延後に開始すべきであるため、試験外弾道の試験にのみ適用されます。

ミリ波レーダの原理及び長所短所ミリ波速度測定レーダシステムは主にチューナ、前処理システム、端末システム、赤外線スタータなどから構成される。

ミリ波発振器はミリ波（8 mm）発振を発生する。その周波数をf 0に設定し、アイソレータを通じて循環器に追加し、アンテナから放射を指向し、電磁波の形で空間を伝播する。

この電磁波は宇宙で目標（投射物）に遭遇すると反射して戻ってくる。目標が移動している場合、反射された電磁波周波数に目標移動速度vrに比例するドップラー周波数fdを加え、逆エコー周波数をf 0±fdにする（目標飛行が目標飛行に近づくと「+」、目標飛行から遠ざかると「%」とする）。このエコーはアンテナによって受信され、サーキュレータを介してミキサに追加され、ミキサにおいてサーキュレータを介して漏洩した信号（局所発振器信号として）f 0と混合される。ミリ波レーダは、fd、f 0±fd、2 f 0±fdなどの種々の和周波数と差周波数を有する非線形素子である。。。など

ミリ波レーダ信号（周波数fd）は、プリアンプによって選択され、長ケーブル（長さ50〜100 m）を介して前処理システムのメインアンプに送信される。主増幅器には自動利得制御と手動利得制御回路が装備されている。ミリ波レーダは増幅器の総利得を調整するために用いられ、自動利得制御は増幅器のダイナミックレンジを増加させるために用いられる。