毫米波雷达的应用及发展
2023年毫米波雷达行业市场规模分析
2023年毫米波雷达行业市场规模分析毫米波雷达是一种利用毫米波频段实现自主识别目标的雷达技术，可用于汽车、安防、无人机等领域。
目前，毫米波雷达已经成为自动驾驶、智能交通等领域中重要的技术之一。
从市场规模来看，毫米波雷达行业具有广阔的发展前景。
一、全球毫米波雷达市场概况2020年，全球毫米波雷达市场规模为11.4亿美元，预计到2027年，市场规模将达到31.7亿美元，年复合增长率为14.6%。
毫米波雷达的应用领域主要为安全/安防、无人机、汽车行业等，其中以汽车行业市场规模最大，为25.3亿美元。
其次是无人机行业，市场规模为2.5亿美元。
二、毫米波雷达应用领域市场规模1.汽车行业毫米波雷达在汽车领域的应用主要为自动驾驶技术。
在不同的级别的自动驾驶中，毫米波雷达都有不同的应用。
目前，毫米波雷达主要应用在L2级别以及L3级别的自动驾驶技术中。
随着全球汽车市场的不断发展，自动驾驶技术逐渐普及，毫米波雷达市场也随之扩大。
根据市场研究机构Yole Développement发布的《雷达技术市场和应用2020》报告显示，到2025年，自动驾驶汽车市场规模将达到623亿美元，其中毫米波雷达市场规模将占到18%。
2.安全/安防毫米波雷达在安全/安防领域有多种应用，如人体检测、行李扫描、边境安全等。
此外，毫米波雷达还可以用于监测环境中的各种物质，如烟雾、水、化学物质等。
3.无人机毫米波雷达在无人机领域的应用主要是用于安全与防碰撞。
随着无人机市场的不断扩大，毫米波雷达在无人机领域的应用前景十分广阔。
根据市场研究机构BIS Research发布的报告，到2026年，全球无人机市场规模将达到1011亿美元，毫米波雷达市场规模也将随之扩大。
三、毫米波雷达市场发展趋势1.自动驾驶技术的普及随着自动驾驶技术的普及，毫米波雷达市场将得到进一步发展。
随着自动驾驶汽车的普及，毫米波雷达将在汽车行业中得到更广泛的应用。
2.无人机市场的扩大随着无人机市场的扩大，毫米波雷达在无人机领域的应用前景也十分广阔。
毫米波雷达国标
毫米波雷达国标【原创实用版】目录1.毫米波雷达的发展历程2.毫米波雷达在各个领域的应用3.我国毫米波雷达国家标准的制定4.毫米波雷达在车载领域的应用及发展前景正文一、毫米波雷达的发展历程毫米波雷达是一种利用电磁波在毫米波段（30GHz~300GHz）进行传播和测量的雷达技术。
早在 20 世纪 30 年代，美国和欧洲国家就开始研究毫米波雷达，并在二战期间广泛应用于军事领域。
此后，毫米波雷达在各个领域取得了重要突破，从而开启了后续毫米波雷达在各个领域广泛应用的八十年。
二、毫米波雷达在各个领域的应用毫米波雷达具有穿透力强、分辨率高、受干扰较小等优点，因此被广泛应用于以下领域：1.军事领域：毫米波雷达在军事领域有着广泛的应用，如战场侦察、目标跟踪、导弹制导等。
2.民用航空：毫米波雷达在民用航空领域也发挥着重要作用，如飞机着陆辅助雷达、机场跑道监测等。
3.汽车行业：毫米波雷达在汽车行业应用广泛，如自适应巡航控制、自动泊车辅助、碰撞避免系统等。
4.卫星通信：毫米波雷达在卫星通信领域也有着广泛的应用，如卫星链路跟踪、卫星遥感等。
三、我国毫米波雷达国家标准的制定为了推动毫米波雷达在我国各个领域的应用和发展，我国制定了一系列毫米波雷达国家标准。
这些标准包括毫米波雷达的性能要求、测试方法、安装使用等方面的规范。
这些标准的制定对于保证毫米波雷达的性能和可靠性，促进我国毫米波雷达产业的发展具有重要意义。
四、毫米波雷达在车载领域的应用及发展前景毫米波雷达在车载领域的应用已经取得了显著成果，如自动泊车辅助、自适应巡航控制、碰撞避免系统等。
随着技术的不断发展，毫米波雷达在车载领域的应用将更加广泛，如无人驾驶汽车、车辆通信等。
预计未来毫米波雷达在车载领域的应用将取得更大的突破，为我国汽车产业的发展提供有力支持。
总之，毫米波雷达在各个领域具有广泛的应用前景，我国在毫米波雷达国家标准的制定方面也取得了显著成果。
2024年毫米波雷达市场调查报告
2024年毫米波雷达市场调查报告1. 前言本报告对毫米波雷达市场进行了调查研究，旨在分析市场规模、市场发展趋势以及市场主要参与者等方面的情况。
2. 毫米波雷达市场概述2.1 市场定义毫米波雷达是一种利用毫米波进行探测和测量的雷达系统。
它具有较高的频率和较短的波长，可以提供更精确的测量结果。
2.2 市场分类根据应用领域，毫米波雷达市场可以分为军事与国防、汽车、航空航天、工业及安全等多个子市场。
3. 毫米波雷达市场规模分析3.1 全球毫米波雷达市场规模根据数据显示，全球毫米波雷达市场规模在过去几年内持续增长，并预计在未来几年内继续保持增长趋势。
3.2 毫米波雷达市场增长驱动因素毫米波雷达市场的快速增长主要受到以下因素的推动：- 新一代汽车技术的发展，如自动驾驶技术的普及，提高了对高精度雷达系统的需求。
- 军事与国防领域的增长，对于高精度探测和监测系统的需求不断增加。
- 工业和安全领域对于非接触式、长距离测量的需求不断增加。
4. 毫米波雷达市场主要参与者4.1 公司A公司A是毫米波雷达市场的领先参与者，该公司在研发和生产毫米波雷达方面具有丰富经验，并拥有广泛的客户基础。
4.2 公司B公司B是另一家在毫米波雷达市场中具有竞争力的公司，该公司在汽车领域的应用方面做出了突出贡献。
4.3 公司C公司C则在军事与国防领域的毫米波雷达应用方面表现出色，其产品在国际市场上具有竞争力。
5. 毫米波雷达市场发展趋势5.1 自动驾驶技术对市场的影响随着自动驾驶技术的发展，对于高精度、远距离探测的需求将进一步增加，因此毫米波雷达市场有望继续保持增长。
5.2 5G技术的推动5G技术的广泛应用将进一步推动毫米波雷达技术的发展和应用，为市场提供了新的增长机遇。
6. 结论毫米波雷达市场在全球范围内呈现出良好的发展势头，主要受到新一代汽车技术发展的推动以及军事与国防、工业和安全领域的需求增加的影响。
市场主要参与者如公司A、公司B和公司C在市场上具有一定的竞争优势。
毫米波雷达的应用原理
毫米波雷达的应用原理什么是毫米波雷达毫米波雷达是一种使用毫米波频段（30-300GHz）的雷达系统。
和传统的雷达系统不同，毫米波雷达具有更高的频率、更短的波长和更大的带宽。
这些特性使得毫米波雷达在许多应用场景中表现出优势。
毫米波雷达的应用领域毫米波雷达的应用领域非常广泛，下面列举了一些常见的应用场景：1.自动驾驶技术：毫米波雷达被广泛应用于自动驾驶技术中，用于实时感知周围环境、检测道路障碍物和判断车辆间的距离。
2.安全监控：毫米波雷达可以用于安全监控系统，监测和识别人员、车辆和物体的位置和移动速度，提供安全预警和紧急响应。
3.气象预报：毫米波雷达可用于气象预报，检测降雨、降雪和冰雹等气候现象，提供精确的天气信息。
4.无人机技术：毫米波雷达被广泛应用于无人机技术中，用于避障、导航和定位，提供精确的飞行控制和安全保障。
5.人体检测：毫米波雷达可以用于人体检测，监测人体的呼吸、心率和活动等生理特征，用于医疗诊断和健康监护。
毫米波雷达的工作原理毫米波雷达工作原理如下：1.发射信号：毫米波雷达会向目标物体发送一系列的毫米波信号。
这些信号具有较高的频率和较短的波长，能够穿透一定的材料和物体，同时反射和散射。
2.接收回波：当毫米波信号遇到目标物体时，会产生回波信号。
毫米波雷达会接收到这些回波信号，然后进行相应的处理。
3.信号处理：接收到回波信号后，毫米波雷达会对信号进行处理和分析，提取目标物体的信息，如距离、速度和方向等。
4.数据输出：最终，毫米波雷达将目标物体的信息输出，供其他系统或设备使用，如自动驾驶系统、安全监控系统或导航系统等。
毫米波雷达的优势相比传统的雷达系统，毫米波雷达具有以下优势：•高精度：毫米波雷达具有较高的分辨率，可以提供精确的目标检测和跟踪。
•高穿透性：毫米波信号具有较好的穿透性，可以穿透一定的物体和材料，如衣物和云雾等。
•高抗干扰性：毫米波雷达的工作频段相对较高，信号受到干扰的可能性较低，能够提供稳定的性能。
微波毫米波雷达技术
微波毫米波雷达技术微波毫米波雷达技术已经在当今的科技领域中扮演着重要角色。
从安全监测到通信系统，从汽车驾驶辅助到医疗诊断，微波毫米波雷达技术的应用无处不在。
本文将探讨微波毫米波雷达技术的原理、应用和未来发展趋势。
**原理**微波毫米波雷达技术利用电磁波的特性来探测目标物体。
它们使用微波和毫米波段的电磁波，这些波段的波长短，频率高，能够提供更高的分辨率和更好的穿透能力。
雷达系统发送脉冲信号，当这些信号遇到目标物体时，一部分信号被目标物体反射回雷达系统。
通过分析反射信号的时延、频率等特征，雷达系统可以确定目标物体的位置、速度、尺寸等信息。
**应用**1. **安全监测：** 微波毫米波雷达被广泛应用于安全监测领域。
例如，机场安全系统利用雷达技术来监测飞机的位置和轨迹，确保飞行安全。
此外，微波毫米波雷达还被用于边界监控、船舶导航等领域。
2. **通信系统：** 毫米波通信是5G和未来6G通信技术的关键之一。
毫米波频段具有更高的带宽和数据传输速率，能够支持更多的用户和更多的数据传输。
微波毫米波雷达技术在通信系统中被用于信号检测、频谱分配等方面。
3. **汽车驾驶辅助：** 自动驾驶汽车利用雷达技术来感知周围环境，并做出相应的决策。
微波毫米波雷达可以检测车辆、行人、障碍物等，帮助汽车避免碰撞，提高行车安全性。
4. **医疗诊断：** 医疗领域利用微波毫米波雷达技术进行非侵入式的诊断。
例如，乳腺癌检测系统利用微波毫米波雷达来扫描乳腺组织，识别潜在的异常。
这种技术无需使用放射性物质，对患者无害。
**未来发展趋势**1. **多功能集成：** 未来微波毫米波雷达系统将趋向于多功能集成，实现多种功能在一个系统中，如通信、感知、监测等。
2. **小型化和低功耗：** 随着技术的发展，微波毫米波雷达系统将变得更加小型化和低功耗，适用于更多的便携式和嵌入式设备。
3. **智能化和自适应性：** 未来的雷达系统将具有更强的智能化和自适应性，能够根据环境变化和任务需求进行自动调整和优化。
毫米波雷达的应用及发展趋势
87科协论坛·2009年第1期（下）科研探索与知识创新1 引言最初，对发展毫米波雷达的推动力主要来自于用小口径天线即可获得比微波雷达更窄的天线波束，更高的天线增益。
窄波束具有高分辨率和由于空间选择性好而带来的高抗干扰能力。
近年来海湾战争、科索沃战争的实践已经表明，“远程打击，精确打击”技术在军事应用中非常重要，高精度、高分辨率测量、精确制导和精确目标指示、实现自动目标识别(ATR)等需求对毫米波(MMW)雷达的发展提供了巨大的新的推动力。
毫米波雷达的应用主要限制在近程雷达上，其主要原因有两个：一是难以获得要求的高发射功率和相应的低损耗传输馈线；二是毫米波在大气中传输时损耗大，例如，在8mm 和3mm 窗口，单程传播损耗分别为0.08dB/km 和0.3dB/km 左右。
2 毫米波雷达的系统概念如图1所示，发射信号按雷达计算机控制的速率，通过双工器输出。
回波信号的返回时间也由该计算机控制，该信号被输入到接收机，在此，它经下变频处理并采样。
得到的信号由数字脉冲压缩系统压缩处理。
该数字信号被记录在一个“廉价硬盘冗余阵列”(redundant array of inexpensive disks)(RAID)记录系统上,并且也输入到一个阵列处理机上,该阵列处理机对这些数字实施综合处理。
3 毫米波雷达的优缺点（1）毫米波雷达的优点与其他传感器系统比较，毫米波雷达有如下优点：1)高分辨率，小尺寸；由于天线和其他的微波元器件尺寸与频率有关，因此毫米波雷达的天线和微波元器件可以较小，小的天线尺寸可获得窄波束；2)干扰，大气衰减虽然限制了毫米波雷达的性能，但有助于减小许多雷达一起工作时的相互影响；3)与常常用来与毫米波雷达相比的红外系统相比，毫米波雷达的一个优点是可以直接测量距离和速度信息。
（2）毫米波雷达的缺点1)与微波雷达相比，毫米波雷达的性能有所下降，原因如下：①发射机的功率低；②波导器件中的损耗大；2)与天气的关系很大，降雨时更为严重；3)在防空环境中，不可避免的会出现距离模糊和速度模糊；4)毫米波器件昂贵，不能大批量生产装备。
2024年毫米波雷达市场发展现状
2024年毫米波雷达市场发展现状1. 简介毫米波雷达是一种利用毫米波频段（30-300 GHz）进行探测和测距的雷达系统。
由于毫米波具有高频率、短波长的特点，毫米波雷达在无线通信、自动驾驶、安防监控等领域具有广泛应用前景。
本文将对毫米波雷达市场的发展现状进行分析。
2. 毫米波雷达市场规模根据市场调研公司的数据，预计到2027年，全球毫米波雷达市场规模将达到XX亿美元。
市场规模的增长主要得益于以下几个因素：•自动驾驶技术的发展推动了毫米波雷达在汽车领域的应用。
毫米波雷达可以提供高精度的障碍物检测和测距能力，为自动驾驶车辆提供关键的感知能力。
•5G技术的快速发展也为毫米波雷达的应用带来了新的机遇。
毫米波雷达可以在5G网络中提供具有高带宽和低时延的通信能力，实现大规模的智能物联网应用。
•安防监控领域对高精度、高分辨率的监测需求不断增加，毫米波雷达在人体检测、人脸识别等方面具有独特优势，成为安防监控系统中的重要组成部分。
3. 毫米波雷达市场应用3.1 自动驾驶随着自动驾驶技术的快速发展，毫米波雷达成为自动驾驶系统中不可或缺的核心感知器。
毫米波雷达可以实现高精度的障碍物检测和测距，为自动驾驶车辆提供重要的环境感知信息。
3.2 5G通信毫米波雷达在5G通信中具有广泛的应用前景。
毫米波雷达可以提供高带宽、低时延的通信能力，支持大规模的智能物联网应用。
同时，毫米波雷达在5G通信中还可以实现多输入多输出（MIMO）技术，提升通信的可靠性和容量。
3.3 安防监控毫米波雷达在安防监控领域具有广泛应用。
由于毫米波雷达能够实现高分辨率的人体检测，可以在夜间或复杂环境下提供可靠的监测能力。
此外，毫米波雷达还可以进行人脸识别等高级监控功能，为安防系统提供更完善的功能。
4. 毫米波雷达关键技术挑战虽然毫米波雷达市场有较大的应用前景，但仍然存在一些技术挑战需要克服：•随着频率的增加，毫米波信号对障碍物的穿透力较差，容易受到雨、雪、雾等天气影响，限制了毫米波雷达的应用范围。
毫米波雷达波长
毫米波雷达波长随着科技的不断发展，雷达技术也在不断进步，毫米波雷达是其中的一种新型雷达技术。
毫米波雷达具有波长短、分辨率高、穿透力强等特点，是一种非常有前途的雷达技术。
本文将重点介绍毫米波雷达波长及其相关知识。
一、毫米波雷达波长的定义毫米波雷达是一种利用毫米波进行探测和测量的雷达技术。
毫米波是指波长在1毫米到10毫米之间的电磁波。
毫米波的频率范围为30GHz到300GHz，其波长范围为1毫米到10毫米。
毫米波的波长比微波短，比红外线长。
毫米波具有较强的穿透力和较高的分辨率，可以穿透云层、雾、烟雾等环境，并能够对物体进行高精度的探测和测量。
二、毫米波雷达波长的特点毫米波雷达具有以下几个特点：1.波长短毫米波雷达的波长比微波短，可以获得更高的分辨率和更精确的探测结果。
此外，由于波长短，毫米波雷达也具有更强的抗干扰能力。
2.分辨率高毫米波雷达的分辨率比其他雷达技术要高，可以探测到更小的目标，并且可以在复杂的环境中进行探测和测量。
3.穿透力强毫米波雷达具有较强的穿透力，可以穿透云层、雾、烟雾等环境，对于一些需要在恶劣环境下进行探测和测量的任务，毫米波雷达具有非常重要的应用价值。
4.应用广泛毫米波雷达在军事、民用、医疗等领域都有广泛的应用。
在军事领域，毫米波雷达可以用于目标探测、导航、通信等方面；在民用领域，毫米波雷达可以用于安防、交通监控、气象探测等方面；在医疗领域，毫米波雷达可以用于乳腺癌筛查、皮肤病诊断等方面。
三、毫米波雷达波长的应用毫米波雷达具有广泛的应用领域，以下是几个典型的应用案例： 1.目标探测毫米波雷达可以用于目标探测，可以探测到更小的目标，并且可以在复杂的环境中进行探测和测量。
在军事领域，毫米波雷达可以用于目标探测、导航、通信等方面。
2.安防监控毫米波雷达可以用于安防监控，可以探测到更小的目标，并且可以在复杂的环境中进行探测和测量。
在民用领域，毫米波雷达可以用于安防、交通监控等方面。
3.气象探测毫米波雷达可以用于气象探测，可以穿透云层、雾、烟雾等环境，对于恶劣天气下的气象探测具有非常重要的应用价值。
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第19卷第4期2004年8月光电技术应用ELECTRO-OPTIC TECH NOLOGY APPLICATIONVol.19,No.4Aug.2004毫米波雷达的应用及发展同武勤,凌永顺,蒋金水,张鑫(合肥电子工程学院,安徽合肥230037)摘要:随着毫米波技术的应用,毫米波频率的雷达也得到了更深的研究和发展.毫米波雷达具有导引精度高、抗干扰能力强、多普勒分辨率高、等离子体穿透能力强等特点;因此其广泛的用于末制导、引信、工业、医疗等方面.评述了毫米波雷达的优缺点,以及它的应用,详细阐述了军用毫米波雷达发展的新技术和新方法.关键词:毫米波;毫米波雷达;毫米波集成电路;毫米波雷达应用中图分类号:TN958.5文献标识码:AApplication and Development of M illimeter Wave RadarTONG Wu-qin,LING Yong-shun,JIANG Jin-shui,ZHANG Xin(Electronic Eng ineering I nstitute,Hefei230037,China)Abstract:With the development of millimetre w ave(M MW)technology,the MMW radar has been stud-ied and developed.Based on the features such as high guidance precision,better ant-i jamming ability, high Doppler resolution and plasma penetration ability etc,the M MW radar has been w idely used in end g uidance,fuse,industry and medical treatment etc.The features and applications are discussed in this pa-per,and the new technolog y and methods of the military M MW radar are presented.Key words:millimetre w ave;MM W radar;M MW integrated circuit;application of M MW radar毫米波雷达技术的研究起步很早,有文献称,在二战结束前后即已开始,19世纪50年代就已在毫米波器件研制及毫米波传播损耗,水蒸汽与氧气等吸收谱等方面均已取得相当成就,并已研制成功机场交通管制用的毫米波雷达[1,2].最初,对发展毫米波雷达的推动力主要来自要在用小口径天线即可获得比微波雷达更窄的天线波束,高的天线增益.窄波束具有的高分辨率和由于空间选择性好而带来的高抗干扰能力.近年来海湾战争、科索沃战争的实践已经表明,/远程打击,精确打击0技术在军事应用中非常重要,高精度、高分辨率测量、精确制导和精确目标指示、实现自动目标识别(AT R)等需求对毫米波(M MW)雷达的发展提供了巨大的新的推动力.毫米波雷达的应用主要限制在近程雷达上,其主要原因有两个:一是难以获得要求的高发射功率和相应的低损耗传输馈线;二是毫米波在大气中传输时损耗大.例如,在8m m和3mm窗口,单程传播损耗分别为0.08dB/km和0.3dB/km 左右[3].1毫米波雷达的系统概念如图1所示,发射信号按雷达计算机控制的速率,通过双工器输出.回波信号的返回时间也由该计算机控制,该信号被输入到接收机,在此,收稿日期:2004-02-24作者简介:同武勤(1980-),男,陕西韩城人,硕士研究生,研究方向为毫米波电子对抗研究;凌永顺(1937-),男,安徽定远人,中国工程院院士,研究方向为电子工程;蒋金水(1964-),男,安徽含山人,副教授(博士后),研究方向为毫米波对抗;刘勇(1982-),男,四川资阳人,研究方向为雷达对抗.图1毫米波雷达简图它经下变频处理并采样.得到的信号由数字脉冲压缩系统压缩处理.该数字信号被记录在一个/廉价硬盘冗余阵列0(redundant array of inex-pensive disks)(RAID)记录系统上,并且也输入到一个阵列处理机上,该阵列处理机对这些数字实施综合处理.2毫米波雷达的优缺点2.1毫米波雷达的优点与其他传感器系统比较,毫米波雷达有如下优点:(1)高分辨率,小尺寸;由于天线和其他的微波元器件尺寸与频率有关,因此毫米波雷达的天线和微波元器件可以较小,小的天线尺寸可获得窄波束;(2)干扰,大气衰减虽然限制了毫米波雷达的性能,但有助于减小许多雷达一起工作时的相互影响;(3)与常常用来与毫米波雷达相比的红外系统相比,毫米波雷达的一个优点是可以直接测量距离和速度信息.2.2毫米波雷达的缺点(1)与微波雷达相比,毫米波雷达的性能有所下降,原因如下:¹发射机的功率低;º波导器件中的损耗大;(2)与天气的关系很大,降雨时更为严重;(3)在防空环境中,不可避免的会出现距离模糊和速度模糊;(4)毫米波器件昂贵,不能大批量生产装备. 3毫米波雷达的应用需求与特征3.1对毫米波雷达的应用需求3.1.1毫米波雷达的应用主要集中在满足以下几个方面的需求:(1)进行高精度、高分辨测量,精确制导和目标指示;(2)获得宽带信号与增大回波信号多普勒带宽;(3)获得高天线增益,获得高雷达能量(发射机平均功率,发射天线增益和接收天线口径的乘积,即P av G t A r);(4)获得精细的距离)))多普勒图像和目标识别;(5)测量复杂目标的结构;(6)改善雷达的抗干扰能力;(7)观测小尺寸目标;(8)空间雷达,空间飞行器交汇雷达;(9)受体积、重量严格限制的平台上的雷达,例如安装在坦克、导弹、飞机,特别是直升机和无人机等上的雷达,例如导弹上的寻的头,机载地形跟随,地形回避等.(10)低角跟踪、测高、抑制多径干扰;(11)毫米波无源探测.3.2毫米波对目标高精度探测目标的高分辨测量,在纵向距离维,主要依靠大的雷达信号瞬时带宽($f=1GH z),其理论距离分辨$H.$R cr=K/(2$H)由于毫米波雷达波长比微波雷达短许多,故为获得同样的$R cr,$H可相应降低,因而实现转角$H所需的目标飞行时间(亦称雷达观察时间)也相应降低,这对在远距离高机动飞行目标(例如在空间变轨的卫星和导弹目标)进行成像特别有意义.为了说明这一点,若设目标相对于雷达的切向飞行速度为v tang,目标至雷达的距离为R t,为实现要求的横向分辨率$R cr所需时间为T obs,则有:T obs=K Rt/(2v t ang$R c r).图2中a为对K=8.57mm,图中b为对K= 3cm时要求的观察时间T obs与目标相对于雷达的切向飞行速度V tang的关系图.将来R t设为1000km,要求的$R cr为0.3m.由此不难看出,如果目标远离雷达,即使是对高速飞行导弹目标,为了获得很高的横向分辨率,对雷达观察时间的要求仍是很高,因此,即使52光电技术应用第19卷图2观察时间与目标切向飞行速度的关系曲线采用X波段,仍嫌不够,必须毫米波波段雷达.毫米波雷达应用的一个重要方面是观测小型目标和增大雷达目标的有效散射面积(RCS).目标的RCS与目标结构形状、材料及雷达波长等有关.雷达观测目标可看成多种基本几何形状的金属体的综合.以观测目标为例,在瑞利区,其RCS为[4]:R R U9P a2[2P a/K]4式中a为球体半径,当2P a/K<0.6时,为瑞利区,亦即,对UHF、L波段来说,由此式可得出,例如雷达信号频率分别为430MHz和1300MH z时,当球体尺寸a分别小于11.1cm 与3.6cm时,即进入瑞利区,其RCS与波长K (波长分别为0.697m与0.23m)的4次方成反比,而对毫米波雷达而言则是光学区,其RCS 为:R o=P a2.又如,对面积为A的电大尺寸的平板(elec-trically large plate),在法线方向观察的RCS为:R p=4P A2/K2.对面积为A的电大尺寸圆盘(disc),在法线方向观察的RCS为:R d=4P A2/K2.它们的RCS均与波长的平方成反比.因此,对观察这类目标,采用毫米波信号是有利的.4军用毫米波雷达的发展趋势4.1新的发射机与有源部件在毫米波发射机领域内,有几种先进的器件正在研制,其中包括:高效固态组件、螺旋形行波管、快波器件.快波器件中,工作频率不是取决于器件相互作用区的尺寸.它利用注入到强磁场的相对论电子束,使电子以希望的辐射频率产生相干振荡.这种振荡频率可以覆盖毫米波到红外波段,改变磁场强度就可以获得任意频率.快波器件具有高峰值功率和高平均功率.目前主要有三种快波器件:回旋管、回旋加速自谐振微波激励器、自由电子激光器.回旋管从围绕磁场做螺旋形旋转的相对论电子中获得辐射能量.它的理论效率为90%,但是目前试验效率只有20%~40%.回旋加速自谐振微波激励器是一种多普勒加速形式的回旋管,对于相同频率,它工作腔体比回旋管的大,因此能获得高功率,且只要求中等磁场强度.一种35GHz的器件输出功率可达17MW,效率为60%,目前器件的效果与理论值还相差甚远.自由电子激光器的工作原理涉及光学腔体内用高场强的磁场波动器调制高功率电子束.现在35GHz频率的自由电子激光器,实时可调谐带宽已经达到10%(总带宽为24%),效率达60%,在脉冲重复频率为1kHz时,脉冲宽度达50L s.如果采用脉冲合成技术,就可合成一个微秒的相干长脉冲,降低了脉冲重复频率.如果系统在有限的空间需要不到1kW的中等功率,那么螺旋形行波管是理想的功率源. 95GHz的螺旋形行波管有10W的连续波功率(以3GHz的带宽工作),有的快波器件峰值功率大于1GW,平均功率大于1M W.4.2新的天线及无源部件目前高效率、大功率新发射机器件的问世,将推动毫米波相控阵天线的研制.有了毫米波相控阵天线,毫米波战术雷达就很容易升级换代.大多数毫米波雷达天线采用标准的反射器或波导馈电的透镜.对许多应用来说,由微带、平板、波导构成的天线和混合式天线属先进技术,且能降低重量、缩小体积、减少成本.现已研制成功一种工作在W波段高效率准集成喇叭天线(通过对集成喇叭匹配一渐宽段,它提供20dB的增益,比标准集成喇叭提高增益10dB).在另外的研究中,发展一种波纹介质波导构成的可扫描的集成天线,其优点也可以体现在单脉冲天线中.一种工作频率94GHz、直径5.1cm、五孔混合集成单脉冲天线已被论证了,它每路增益30.6dB,53第2期同武勤等:毫米波雷达的应用及发展效率达63%,第一旁瓣电平低于39dB.这些新天线的研制成功为雷达向模块化发展奠定了基础.无源部件方面的突出成就是准光学部件和波束波导的应用.现在一部采用微波结构的35GW双极化角跟踪雷达已完全能被准光学部件替换,它的灵敏度比原来高出10dB,峰值输出功率可达60kW,平均功率5kW.用于相干合并输出功率的准光学功率合成器已研制成功了.现在波束波导能替换雷达中许多主部件,像环形极化器、环形器和极化滤波器等.4.3毫米波集成电路的发展毫米波雷达向集成化方向发展,支持这一发展的就是微波、毫米波集成电路规划的实施.现在,在毫米波集成电路中担任主角的除金属半导体场效应晶体管之外,又研制成功了高电子迁移率晶体管.它采用GaAs材料,与以前接收机用的毫米波器件相比,噪声系数改善4~8dB.利用高电子迁移率晶体管技术的低噪声接收机,噪声系数只有2.75dB,带宽5%,已在新的相控阵雷达中应用.一个单片芯片构成的Ka波段调频连续波雷达收/发机已经过了公开演示.64-AH/阿帕奇0武装直升机上的/长弓0火控雷达、导弹系统收发机采用了一块高电子迁移率晶体管功率放大器模块.它内含16片单片微波集成电路,在Ka波段每片输出功率为1W,放大器模块有16W的功率输出.这些模块的设计、研制和投放所用时间还不到1年,体现了正在进行的美国陆军第二阶段微波、毫米波集成电路规划产生的巨大经济效益.现在的集成电路技术已能在一块衬底上集成高电子迁移率晶体管、金属半导体场效应晶体管和混合器件,把发射机、接收机和天线这样几个子系统构成一个成型模块.它成本、耗能低,但性能高.4.4军用毫米波雷达的使用目前,美国陆军最新的采用毫米波雷达的主要武器系统有两项:一是/长弓0目标瞄准和导弹系统,二是战场作战识别系统./长弓0系统以武装直升机为作战平台,任务是在夜间、雨、雾、雪及战场烟、尘等低能见度下,摧毁地面目标和低空目标.设计人员从雷达和导弹寻的器两方面综合考虑,从众多方案中选取了毫米波雷达.他们直接从GaAs毫米波单片集成电路入手,进行设计,导弹/雷达收发机部分直接采用最新高技术产品)))由16块单片集成电路芯片构成的Ka波段功率放大器模块.这些芯片是采用0.15mm,高电子迁移率晶体管技术制造的./长弓0系统的已于1996年开始生产.美陆军决定第一批产品除了装备AH-64/阿帕奇0直升机外,还将装备RHA-66/科奇曼0直升机.战场作战识别系统是美国陆军于1993年下半年开始研制的重点项目.目前该系统仍属于保密项目.它选择了毫米波询问/应答系统.很可能以二次雷达方式工作,采用编码波形.美国陆军的BAT(智能反坦克子弹药)上装有声探测器和双色红外探测器,能对运动的坦克和装甲车自动定位,跟踪和摧毁.为了让其具有探测隐蔽的静止目标的能力,陆军正在研究用毫米波雷达或红外成像传感器代替其中的一种探测器.5结束语无论是军用还是民用,都对毫米波雷达技术有广泛的需求,远程毫米波雷达在发展航天事业上有广泛的应用前景,是解决对远距离,多批,高速飞行的空间目标的精细观测和精确制导的关键手段.大天线口径的远程毫米波精密测量雷达与远程毫米波相控阵雷达都已经问世,其高发射功率的产生已可依靠高功率毫米波回旋管和多个毫米波功率组件(MMPM)来解决.因此,可以预料各种战术、战略应用的毫米波雷达将逐渐增多.参考文献1阮颖争.中国军事百科全书)))电子对抗和军用雷达技术分册[M].北京:军事科学版社,38-402David K.Bar to n,S. A.L eonov.Radar T echnology Encyclopedia[M].L ondon:A rtech House,I nc.Boston.,1997.4-63江长荫,张明高,焦培南.雷达电波传播折射与衰减手册[M].成都:信息产业部第29所,1997.67-894W.M orchin.Radar Eng ineer.s Sourcebook[M].L on-don:ArtechHouse Inc.Boston,1993.6-1554光电技术应用第19卷。