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PCB部落格 - 毫米波雷達的優缺點

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毫米波雷達的優缺點

2022-11-17
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Author:iPCB

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。

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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。