PCB部落格 - 毫米波雷達的優缺點

毫米波雷達是一種雷達系統，它使用毫米波波長（30-300GHz）進行掃描（或成像），在特殊環境（如有干擾的環境）中蒐索、定位和跟踪目標物體的資訊。 毫米波雷達的工作原理是發射一束微波脈衝，將其定向輻射到一個或多個目標上，並處理返回的訊號以檢測、跟踪和成像目標物體。

毫米波雷達的工作原理是利用毫米波的特性，以高頻、短波長等優异效能實現目標探測和成像。 具體來說，毫米波發射機對多個週期的脈衝訊號進行調製，並將其發射到目標上，當被測目標與雷達之間存在相互作用時，微波訊號將被散射和反射並返回到接收機。 經過接收機射頻前端訊號放大器、中頻放大器和檢波器模塊的信號處理和濾波，可以實現對目標距離、速度和方向的精確統計量測，並進一步分析和識別目標的類型和配寘。

毫米波雷達的特性

1.在天線孔徑相同的情况下，毫米波雷達波束較窄（一般在毫弧度量級），可以提高雷達的角度分辯率和角度測量精度，有利於抗電子干擾、雜波干擾和多徑反射干擾。

2.由於工作頻率高，可能會獲得大的訊號頻寬（如千兆赫量級）和都卜勒頻移，有利於提高測距和測速的測量精度和分辯率，分析目標特性。

3.天線孔徑小，元器件小，適用於飛機、衛星或飛彈。

優勢：

與其他感測器系統相比，毫米波雷達具有以下優點：

（1）分辯率高，體積小； 由於天線和其他微波元件的尺寸與頻率有關，毫米波雷達的天線和微波元件可以更小，天線尺寸小可以獲得窄波束。

（2）儘管干擾和大氣衰减限制了毫米波雷達的效能，但當多個雷達協同工作時，它們有助於减少相互影響。

（3）與通常用於與毫米波雷達進行比較的紅外系統相比，毫米波雷達具有可以直接量測距離和速度資訊的優點。

缺點：

（1）與微波雷達相比，毫米波雷達效能下降的原因有：發射機功率低； 波導器件損耗高。

（2）這與天氣有很大關係，尤其是下雨的時候；

（3）在防空環境中，距離模糊和速度模糊是不可避免的；

（4）毫米波設備價格昂貴，無法大規模生產。

毫米波雷達測速模式

和普通雷達一樣，毫米波雷達有兩種量測速度的方法。 一種是基於都卜勒原理，即當發射的電磁波和探測到的目標有相對運動時，回波頻率會與發射的波頻率不同。 通過檢測該頻率差，可以量測目標相對於雷達的移動速度。 然而，這種方法不能檢測切向速度。 第二種方法是通過跟踪位置和微分來獲得速度。

工作原理

毫米波測速雷達系統主要由調諧器、預處理系統、終端系統、紅外啟動器等組成。

毫米波雷達振盪器產生毫米波（8mm）振盪。 將其頻率設定為f0，通過隔離器將其添加到迴圈器中，從天線定向輻射，並以電磁波的形式在空間中傳播。 當這種電磁波在太空中遇到目標（拋射物）時，它會被反射回來。 如果目標正在移動，反射的電磁波頻率加上與目標移動速度vr成比例的都卜勒頻率fd，使反向回波頻率變為f0±fd（當目標飛行靠近目標時取“+”，當目標遠離飛行時取“%”）。

該回波由天線接收，通過迴圈器添加到混頻器，並在混頻器中與通過迴圈器洩漏的訊號（作為本地振盪器訊號）f0混合。 混頻器是一個非線性元件，其輸出具有各種和頻和差頻，如fd、f0±fd、2f0±fd，。。。， 等。都卜勒訊號（頻率fd）由前置放大器選擇，然後通過長電纜（長度50-100m）發送到預處理系統的主放大器。 主放大器配備有自動增益控制和手動增益控制電路。 手動增益用於調整放大器的總增益，自動增益控制用於新增放大器的動態範圍。

內彈道試驗一般不採用自動增益控制。 自動增益控制只適用於測試外彈道，因為為了避免槍口火焰的干擾，測試應該在適當的延遲後開始。

毫米波雷達原理及優缺點毫米波測速雷達系統主要由調諧器、預處理系統、終端系統、紅外啟動器等組成。

毫米波振盪器產生毫米波（8mm）振盪。 將其頻率設定為f0，通過隔離器將其添加到迴圈器中，從天線定向輻射，並以電磁波的形式在空間中傳播。

當這種電磁波在太空中遇到目標（拋射物）時，它會被反射回來。 如果目標正在移動，反射的電磁波頻率加上與目標移動速度vr成比例的都卜勒頻率fd，使反向回波頻率變為f0±fd（當目標飛行靠近目標時取“+”，當目標遠離飛行時取“%”）。 該回波由天線接收，通過迴圈器添加到混頻器，並在混頻器中與通過迴圈器洩漏的訊號（作為本地振盪器訊號）f0混合。 毫米波雷達是一種非線性元件，其輸出具有各種和頻和差頻，如fd、f0±fd、2f0±fd，。。。， 等

毫米波雷達訊號（頻率fd）由前置放大器選擇，然後通過一根長電纜（長度50-100m）發送到預處理系統的主放大器。 主放大器配備有自動增益控制和手動增益控制電路。 毫米波雷達用於調整放大器的總增益，自動增益控制用於新增放大器的動態範圍。