毫米波相控阵雷达基础知识

毫米波是指波长在毫米数量级的电磁波，其频率大约在30GHz~300GHz之间。毫米波在通信、雷达、遥感和射电天文等领域都有大量的应用。

在300GHz以下频率，主要是大气中的氧气和水汽能够吸收电磁波的能量。而且这种吸收具有明显的频率选择性。我们主要来看下图右边的毫米波(MM)和微波(Microwave)部分，可以看出X波段以下的频率可以基本不考虑大气的吸收。

X波段以上毫米波以下部分，随着频率的升高，大气衰减严重。在水汽的吸收下，在22.235GHz附近形成了一个凹口；在氧气的的吸收下，在60GHz附近形成的凹口很深。

从此图可以看出，毫米波雷达通常以94GHz(3mm左右)附近频率为典型，也会有35GHz(8mm左右)。因此，有些车载毫米波雷达厂商选择跳过24GHz，向77GHz~81GHz高频段发展。77GHz频段比24GHz频段的带宽更宽、波长更短，分辨能力能提升三倍以上，雷达体积也能做得更小，便于微型化集成。

一、毫米波雷达特点

1）频带宽，适用于各种宽带信号处理；

2）天线尺寸小，波束窄，方向性好，空间分辨力高，跟踪精度较高；

3）多普勒效应明显，具有良好的多普勒分辨力，测速精度较高；

4）地面杂波和多径效应影响小，低空跟踪性能好；

5）毫米波散射特性对目标形状的细节敏感，因而可提高多目标分辨对目标识别的能力与成像质量；

6）抗干扰性能强，敌方在电子对抗中难以截获；

7）目前隐身飞行器等目标设计的隐身频率范围局限于1~20GHz，又因为机体等不平滑部位相对毫米波来说更加明显，这些不平滑都会产生角反射，从而增加有效反射面积，所以毫米波雷达具有一定的反隐身功能；

8）毫米波与激光和红外相比，虽然它没有后者的分辨率高，但它具有穿透烟、灰尘和雾的能力，可全天候工作。

毫米波雷达的缺点主要是受大气衰减和吸收的影响，毫米波雷达的元器件目前批量生产成品率低，再加上许多器件在毫米波频段均需涂金或者涂银，因此器件成本较高。

二、毫米波相控阵雷达