刘启轩-毫米波雷达的特性及应用

毫米波雷达是指工作频率在30-300 GHz的雷达。毫米波是微波（300 MHz-300 GHz）的一个子频段，其雷达探测原理与普通雷达一样，通过发射电磁波对目标进行照射并接收其反射波及回波，经过对比处理，由此获得目标的距离、速度、方位、高度等信息。

毫米波雷达的起源

20世纪五六十年代，军方首次利用小型高增益高频天线，为飞机研制毫米波雷达。这项新技术很快被大气科学家用于研究云层和降水，但早期雷达仅限于简单的后向散射测量，并受到硬件问题的困扰。此后此项技术仍被持续研发，随时间发展，毫米波雷达的变化主要体现在：从近程到远程，测量精度越来越高，从最早的测速、测距，到现在可以实现测速、测距、测角，以及未来可以实现分辨率更高，可以形成比较粗略的图像。

毫米波雷达的特性

优点

1.高精度和分辨率：在较小口径天线下，毫米波雷达可产生得较窄的波束和方向性，易于雷达获得较高的空间分辨力和跟踪精度，且其受地杂波和多径效应的影响较小，雷达低空跟踪性能强。
2.较宽的工作频带：由于其具有较宽的工作频带，其适用于多种宽带信号的处理，再加上窄波束的特性，在信息方面便于实现良好的电子对抗和低截获率。
3.高多普勒效应频率：具有较强的测速能力，对烟、灰尘，雾和干雪有较强的穿透能力，可保证此天气情况下稳定的探测能力。
4.高抗影身性能：由于目前飞机的隐形材料是主要针对厘米波的，且由于毫米波波段的电磁散射对目标几何形状和构成等细节较为敏感，其对区域成像和目标监视具备较高的分辨率，因此毫米波探测的发现概率较高。

缺点

自由空间的毫米波传播特性表明，水分子等对毫米波的传播具有较高的吸收性，不利于毫米波， 特别是短毫米波的传播。因此毫米波雷达在高潮湿环境下探测精度较差。同时受到频段损耗的直接制约，无法感知行人。

毫米波雷达的应用

1.智能汽车
目前市场使用的车载毫米波雷达按照频率可分为两种：24GHz毫米波雷达和77GHz毫米波雷达。24GHz毫米波虽严格意义上不属于毫米波，但却是最早出现的车载雷达。目前，车载24 GHz雷达主要是用于100 m以内的中短距离探测功能， 如变道辅助LCA、盲点检测BSD等。77GHz毫米波雷达则主要用于实现自适应巡航系统ACC。
毫米波雷达和激光雷达互有优劣，是实现自动驾驶技术的重要组成部分。
2.毫米波气象雷达
毫米波气象雷达由于受水分子等的影响，更多地用于云的探测，包括云厚、云高、云底、云量等宏观参数探测，也包括云粒子大小、浓度、滴谱分布、冰与液态水含量等微观参数探测。我国自2006年以来在毫米波气象雷达研究和开发方面也取得一系列重要成果，相继研制出Ka波段和Ｗ波段地基毫米波气象雷达以及Ｗ波段机载毫米波气象雷达等。此外，毫米波气象雷达也在我国部分机场投入使用，从而获得更高精度的天气预报
3.其他
毫米波雷达在军事中也应用广泛，比如导弹制导，火炮控制与追踪，雷达测量等。

结语

从目前来看，毫米波雷达具有明显的优缺点，应用领域广泛且有较强的发展空间。同时，其与激光雷达等其他技术的结合，将会大幅提高其发展空间及应用深度。虽然从整体上看，毫米波雷达行业核心技术仍被国外企业掌控，但近几年国内部分厂商已逐步突破核心技术。毫米波雷达国产化即将实现。
[1]: http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=CJFQ&dbname=CJFDLAST2018&filename=QCJS201808011&uid=WEEvREdxOWJmbC9oM1NjYkZCbDZZZ21kRXFPdFRMTWlJV3N5Zko5ZmlxWGo=$R1yZ0H6jyaa0en3RxVUd8df-oHi7XMMDo7mtKT6mSmEvTuk11l2gFA!!&v=MDk2OTExVDNxVHJXTTFGckNVUkxLZVp1Um1GeTNnVnIvQU5DN0JmYkc0SDluTXA0OUVaWVI4ZVgxTHV4WVM3RGg=
[2]: https://baike.baidu.com/item/毫米波雷达/8095774?fr=aladdin
[3]: http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=CJFQ&dbname=CJFDTEMP&filename=QCDQ201810016&v=MTU2MDFDN1BmN0c0SDluTnI0OUVZb1I4ZVgxTHV4WVM3RGgxVDNxVHJXTTFGckNVUkxLZVp1Um1GeUhoVWJ6SU4=
[4]: http://www.elecfans.com/d/721875.html
[5]: http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=CJFQ&dbname=CJFDTEMP&filename=NJHK201805001&v=MjAwOTBSbUZ5SGhXci9LS3lmRFpiRzRIOW5NcW85RlpZUjhlWDFMdXhZUzdEaDFUM3FUcldNMUZyQ1VSTEtlWnU=
[6]:https://www.ednchina.com/news/20170803auto.html