毫米波是介于微波与光波之间的电磁波
探测与识别技术
对固定或移动目标进行非接触测量，而测量到的信号经过特殊识别方法正确得到相关信息的过程。
⏹目标截获（Target Acquisition）：是将位置不确定的目标图像定位，并按所期望的水平辨别它的整个过程。
目标获取包括搜寻过程和辨别过程。
⏹搜寻（Search）：是利用器件显示或肉眼视觉搜索含有潜在的目标的景物以定位捕获目标的过程。
⏹位置确定（Localize）：通过搜寻过程确定出目标的位置。
⏹辨别（Discrimination）：是指目标在被观察者所觉察的细节量的基础上确定看得清的程度。
辨别的等级可以分为探测、识别、确认。
⏹探测（Detection）：可分为纯探测（Pure Detection）和辨别探测（Discrimination Detection）两种。
前者是在局部均匀的背景下察觉一个物体。
而后者需要认出某些外形或形状，以便将目标从背景的杂乱物体里区别出来。
⏹识别（Recognition）：是能辨别出目标属于哪一类别（如坦克、车辆、人）。
⏹确认（Identification）：是能认出目标，并能足够清晰地确定其类型。
声压就是大气压受到扰动后产生的变化，即为大气压强的余压，它相当于在大气压强上的叠加一个扰动引起的压强变化。
声强是垂直于传播方向的单位面积上声波所传递的能量随时间的平均变化率，即单位面积上的平均功率。
采用对数强度叫做声强级 由“声纳”是英文缩拼读音的谐音，其原意是“声音导航和测距”，是利用声波进行水下探测、识别、定位和通信的电子设备⏹ 由纵波和横波叠加而成的，沿介质表面传播，并随传播深度的增加而呈指数衰减。
⏹ 运动轨迹为逆进椭圆，弹性介质的质点运动在地表处位移的水平分量与垂直分量的幅值比约为2/3 。
⏹ 瑞雷波的传播速度略小于同一介质中横波的传播速度。
⏹ 一般来讲，瑞雷波频率较低，其主要频率成分集中在0~140Hz 范围内。
在均匀介质条件下，瑞雷波的频率与其传播速度无关；而在非均匀介质条件下，瑞雷波速度随频率变化而变化。
毫米波通信技术的发展与应用_王晓海
２０
２００７ 年 第 １０ 期
技术交流
很强的抗干扰能力， 而毫米波在这方面表现出明显 的优势。例 如， 选择 ６０ＧＨｚ、１２０ＧＨｚ、２００ＧＨｚ 三 个 “衰减峰”频段上的舰对舰的毫米波通信， 利用这些 频段上信号严重衰减的特点， 可极大提高舰对舰之 间通信的抗干扰和抗截获能力。国外还大力开展了 毫 米 波 频 段 的 测 向 机 、干 扰 机 和 信 号 分 析 器 等 电 子 对抗设备的研制。
１ 毫米波的传播特性
１） 是一种典型的视距传输方式 毫米波属于甚高频段， 它以直射波的方式在空 间进行传播， 波束很窄， 具有良好的方向性。一方 面， 由于毫米波受大气吸收和降雨衰落影响严重， 所以单跳通信距离较短； 另一方面， 由于频段高， 干
扰源很少， 所以传播稳定可靠。因此， 毫米波通信是 一 种 典 型 的 具 有 高 质 量 、恒 定 参 数 的 无 线 传 输 信 道 的通信技术。
实际上早在 ２０ 世纪 ７０ 年代初， 就已经开始了 毫米波卫星通信的实验研究。此领域大部分开发工 作在美国、前苏联和日本进行。到 ２０ 世纪 ８０ 年代 末至 ９０ 年代， 除了推出继续用于范围更广、内容更 多的毫米波频段实验卫星外， 开始出现了实用化的 Ｋａ 波段卫星通信系统。需要指出的是， 其中许多卫 星采用了一系列先进的技术， 包括多波束天线、星 上交换、星上处理和高速传输等。
毫米波波束很窄， 天线的旁瓣可以做得很低， 使侦察和有源干扰都比较困难， 因此， 无源干扰在 毫米波段有较大的发展。对 ３５ＧＨｚ 以下的毫米波， 目前最常用的干扰手段就是投放非谐振的毫米波 箔条和气溶胶， 对敌方毫米波雷达波束进行散射， 它可以干扰较宽的频段而不必事先精确测定敌方 雷达的频率。除此之外， 也还可以利用爆炸、热电离 或放射性元素产生等离子体， 对毫米波进行吸收和 散射， 以干扰敌方雷达。
微波毫米波技术基本知识
微波毫米波技术基本知识目录一、内容概要 (2)1. 微波毫米波技术的定义 (2)2. 微波毫米波技术的历史与发展 (3)二、微波毫米波的基本特性 (4)1. 微波毫米波的频率范围 (5)2. 微波毫米波的传播特性 (6)3. 微波毫米波的波形与调制方式 (7)三、微波毫米波的传输与辐射 (8)1. 微波毫米波的传输介质 (10)2. 微波毫米波的辐射方式 (10)3. 微波毫米波的天线与馈电系统 (11)四、微波毫米波的探测与测量 (12)1. 微波毫米波的探测原理 (13)2. 微波毫米波的测量方法 (14)3. 微波毫米波的检测器件 (15)五、微波毫米波的应用 (16)1. 通信领域 (18)2. 雷达与导航 (19)3. 医疗与生物技术 (20)4. 材料科学 (21)六、微波毫米波系统的设计 (22)1. 系统架构与设计原则 (24)2. 混频器与中继器 (25)3. 功率放大器与低噪声放大器 (26)4. 检测与控制电路 (27)七、微波毫米波技术的未来发展趋势 (29)1. 新材料与新结构的研究 (30)2. 高速与高集成度的发展 (31)3. 智能化与自动化的应用 (32)八、结论 (34)1. 微波毫米波技术的贡献与影响 (35)2. 对未来发展的展望 (36)一、内容概要本文档旨在介绍微波毫米波技术的基本知识，包括其定义、原理、应用领域以及发展趋势等方面。
微波毫米波技术是一种利用微波和毫米波进行通信、雷达、导航等系统的关键技术。
通过对这一技术的深入了解，可以帮助读者更好地掌握微波毫米波技术的相关知识，为在相关领域的研究和应用提供参考。
我们将对微波毫米波技术的概念、特点和发展历程进行简要介绍。
我们将详细阐述微波毫米波技术的工作原理，包括传输方式、调制解调技术等方面。
我们还将介绍微波毫米波技术在通信、雷达、导航等领域的应用，以及这些领域中的主要技术和设备。
在介绍完微波毫米波技术的基本概念和应用后，我们将对其发展趋势进行分析，包括技术创新、市场前景等方面。
毫米波的传播特性(上)
毫米波的传播特性(上)钟旻【摘要】在本讲座中,叙述了毫米波在大气中和其他不利环境下的传播,其中包括降雨、树丛遮挡、障碍物和地面的影响等.【期刊名称】《数字通信世界》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】5页(P5-8,17)【关键词】毫米波;传播特性;大气吸收衰减;降雨损耗;视距;非视距【作者】钟旻【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TN928众所周知，无线电通信是通过空间电磁波传递信息的通信方式。
由于语音、图像、数据等基带信号的频谱，全都延伸到很低的频率范围，根据电波传播理论，无线电通信只能在高的频范围实现；它是通过调制，将基带信号“寄托”在某一高的频率（称为“射频”）上形成射频信号，以电磁波形式向空间辐射传播。
这些空间电磁波是一种传输介质，与无线电收、发信机、天线等组成通信信道。
按照波谱分析，能在空间进行传播的电磁波，可划分为长波、中波、短波、超短波、分米波厘米波、毫米波等，相应的频段为低频、中频、高频、甚高频、特高频、超高频、极高频等，为方便，常将波长为1m（对应频率为300MHz）至1mm（对应频率为300GHz）的频率范围称为微波频率，如图1所示。
图1 电磁频谱的划分从图1可见，频率越高，所拥有的频谱资源越丰富，就是说能支持更大的通信容量和传输能力。
国际电信联盟（ITU）于20世纪80年代确定用于国际移动通信（IMT）的频带为：450-470MHz；790-960MHz；1710-2025MHz；2110-2200MHz；2300-2400MHz；2500-2690MHz。
此外，按分区分配中国可使用的频带有610-790MHz和3400-3600MHz。
就地面蜂窝移动通信而言，上述频带已可满足1～4代的需要。
及至向5G 发展时，由于移动互联网的进一步扩大和物联网的加入，原有的频谱资源已远不能支持其发展的需要，于是开拓更高频段（厘米波和毫米波）已势在必行。
与微波低频段相比，厘米波和毫米波在传播和技术等方面有其自身特点，这里结合5G的应用作如下阐述。
微波和毫米波技术基本知识
频率＝光速/波长
光速＝30万公里/秒 波数＝2π/λ
麦克斯韦方程(微分形式）
法拉第电磁感应定律 安培全电流定律
磁通连续性 高斯定律 电荷守恒定律 三个组成关系：
麦克斯韦方程（积分形式）
法拉第电磁感应定律
安培全电流定律 磁通连续性 高斯定律 电荷守恒定律
电磁场量和电路量
由积分形式可看出场量与电路量之间的关系 ：
麦克斯韦预言的基本要点概括如下： （1）变化的磁场能够在周围空间产生电场， 变化的电场能够在周围产生磁场； （2）均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均 匀变化的电场，产生稳定的磁场；这里的“ 均匀变化”指在相等时间内磁感应强度（或 电场强度）的变化量相等，或者说磁感应强 度（或电场强度）对时间变化率一定.
麦克斯韦预言
（3）不均匀变化的磁场产生变化的电场， 不均匀变化的电场产生变化的磁场；
（4）周期性变化（振荡）的磁场产生同频 率的振荡电场，周期性变化（振荡）的电场 产生同频率的振荡磁场；
（5）变化的电场和变化的磁场总是相互联 系着，形成一个不可分离的统一体，这就是 电磁场，它们向周围空间传播就是电磁波。
大气透明窗口：35GHz，95GHz，220GHz，140GHz，225GHz 大气吸收频段：60GHz，120GHz, 185GHz
二、无线电波传播特性
长波在地面与电离层下边界之间形成的“球 形波导”内以空间波形式传播； 中波在白天以表面波形式传播，而夜间既有 表面波也有空间波形式传播； 短波的远距离传播则依靠电离层反射的空间 波；白天与夜晚电离层高度和密度差别大。 无线电波正是依赖电离层的反射才有可能实 现远距离传播。
225- 0.39390 1.55 MHz MHz
基于左手材料透镜的毫米波天线设计
基于左手材料透镜的毫米波天线设计赵敏;赵建平;郭瑾昭;张月;徐娟【摘要】随着当下众多电子设备、军事化装备对天线的方向性要求日益提高,加载超材料透镜的天线系统逐渐成为研究重点.毫米波天线由于体积小、重量轻、易于高度集成化,且频带宽、分辨率高、敌方难于截获、抗干扰性能强等特性,在军事上得到了广泛应用.因此,结合超材料中具有负折射率特性的左手材料,设计了能够应用在毫米波介质谐振器天线上的透镜.与介质谐振器单独工作相比,加载超材料透镜后,天线方向图的半功率波瓣宽度明显收敛,增益值也获得了有效提高,进一步验证了所提设计方案的可行性.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2019(052)004【总页数】5页(P986-990)【关键词】左手材料;毫米波;介质谐振器;负折射率;方向图收敛【作者】赵敏;赵建平;郭瑾昭;张月;徐娟【作者单位】曲阜师范大学,山东曲阜 273165;曲阜师范大学,山东曲阜 273165;曲阜师范大学,山东曲阜 273165;曲阜师范大学,山东曲阜 273165;曲阜师范大学,山东曲阜 273165【正文语种】中文【中图分类】TN920 引言毫米波是介于微波与光波之间的电磁波。
通常，毫米波频段是指30～300 GHz，对应波长为1～10 mm，因此毫米波通信系统天线尺寸相比于低频设备更小，集成度更高。
毫米波通信系统具有高跟踪和制导精度、不易受电子干扰、雷达分辨率高等特性[1]，在雷达、制导、战术和战略通信、电子对抗、遥感和辐射测量等方面得到了推广。
随着当下超材料在天线领域的广泛应用，左手材料成为研究的热点。
左手材料（Left Handed Metamaterials，LHMs）由前苏联物理学家Veselago于1958年在物质电磁学理论研究中首次提出[2]。
当介电常数ε和磁导率μ都为负值时，电磁波在其中传播时，电场矢量E、磁场矢量H以及波矢K满足左手螺旋定则，进而得到负折射率[3]，所以左手材料也称为负折射率超材料。
汽车防碰撞系统研究文献综述
汽车防碰撞系统研究文献综述1.引言汽车碰撞有汽车碰撞到固定的物体或与行驶中的汽车相撞两种类型。
为了防止汽车在行驶中，特别在高速行驶时发生碰撞，一些现代汽车已装备了自动控制防碰撞系统，这是一种主动安全系统。
汽车行驶时，防碰撞系统处于监测状态，当汽车接近前车车尾或超越前车时，该系统将发出警告信号。
在发出警告后，如果驾驶员没有采取减速制动措施，该系统便启动紧急制动装置，以避免发生碰撞事故。
2.概述防碰撞控制系统装有测距传感器，它们利用激光、超声波或红外线，测得汽车与障碍物间的距离，这个距离信号，加上车速传感器和车轮转角传感器的信号送入电子控制器，通过计算求出行驶汽车与前方物体的实际距离以及相互接近的相对速度，并向驾驶员发出预告信号或显示前方物体的距离。
当将要碰撞时，控制器向制动装置和节气门控制电路发出控制指令，使汽车发动机降速并及时制动，从而有效地避免碰撞。
3.测距传感器（1）防碰撞传感器① CCD照相机CCD（电荷耦合器件）摄像元件可以读取受光元件接收的光通量放出的电流值，并作为图像信号输出。
在夜间，由于照相机处于低照度的环境，只有在汽车前、后照灯打开时才能确认障碍物。
汽车装设的CCD照相机如上图所示，当点火开关接通时，变速器换档杆换到前进档或倒档，多功能显示板上就能显示出车辆前方或后方的图像。
② 激光雷达激光雷达是从激光发送至被测物体，然后反射回来被接收，其间的时间差即用来计算至障碍物的距离。
早期的车用激光雷达都是发送多股激光光束，并依靠前车反射镜的反射时间来测定距离。
现代汽车除了测定前方车的距离外还要对前方多辆车的位置进行辨识，因而开始采用扫描式激光雷达。
根据物体的反射特性，激光的反射光亮变化很大，因此可能检测出的距离也是变化的。
由于车辆后部的反射镜等容易反射，故可以检测出稳定的较长距离。
有少许凹凸的铁板等因不能得到充足的反射光量，故测出的距离较短。
另外，在检测侧面方向及后方的障碍物时，与检测前方障碍物的情况不同，如果障碍物上没有反射镜，那么由于各种障碍物的反射特性变化很大，故可能稳定测出的距离 变短。
详细简介 什么是毫米波雷达 毫米波雷达分类及系统构成是怎么的
详细简介什么是毫米波雷达毫米波雷达分类及系统构成是怎么的毫米波雷达，是工作在毫米波波段(millimeter wave )探测的雷达。
通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的。
毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。
同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。
与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。
另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。
毫米波雷达能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标;具有成像能力，体积小、机动性和隐蔽性好，在战场上生存能力强。
发展简况毫米波雷达的研制是从上世纪40年代开始的。
50年代出现了用于机场交通管制和船用导航的毫米波雷达(工作波长约为8毫米)，显示出高分辨力、高精度、小天线口径等优越性。
但是，由于技术上的困难，毫米波雷达的发展一度受到限制。
这些技术上的困难主要是：随着工作频率的提高，功率源输出功率和效率降低，接收机混频器和传输线损失增大。
上世纪70年代中期以后，毫米波技术有了很大的进展,研制成功一些较好的功率源:固态器件如雪崩管(见雪崩二极管)和耿氏振荡器(见电子转移器件);热离子器件如磁控管、行波管、速调管、扩展的相互作用振荡器、返波管振荡器和回旋管等。
脉冲工作的固态功率源多采用雪崩管,其峰值功率可达5～15瓦(95吉赫)。
磁控管可用作高功率的脉冲功率源，峰值功率可达1～6千瓦(95吉赫)或1千瓦(140吉赫)，效率约为10%。
回旋管是一种新型微波和毫米波振荡器或放大器，在毫米波波段可提供兆瓦级的峰值功率。
在低噪声混频器方面，肖特基二极管(见晶体二极管、肖特基结)混频器在毫米波段已得到应用，在100吉赫范围，低噪声混频器噪声温度可低至500K(未致冷)或100K(致冷)。
此外，在高增益天线、集成电路和鳍线波导等方面的技术也有所发展。
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毫米波是介于微波与光波之间的电磁波，通常毫米波频段是指30～300GHz，相应波长为1～10mm .目前绝大多数的应用研究集中在几个“窗口”频率，包括35、45、94、140、220GHz和三个吸收峰（60、120、200GHz
频率上）。
毫米波电子系统具有如下特性：。
小天线孔径具有较高的天线增益；。
高跟踪精度和制导精度；。
不易受电子干扰；。
低角跟踪时多径效应和地杂波干扰小；。
多目标鉴别性能好；。
雷达分辨率高；。
大气衰减“谐振点”可作保密传输。
由于这些特性，毫米波主要应用在结构小、重量轻、分辨力高、作用距离近和具有良好多普勒处理特性的场合。
与微波相比，毫米波受恶劣气候条件影响大，但分辨力高，结构轻小；与红外和可见光比，毫米波系统虽没有那样高的分辨力，但通过烟雾灰尘的
传输特性好。
军事上的需要是推动毫米波系统发展的重要因素。
目前毫米波在雷达、制导、战术和战略通信、电子对抗、遥感、辐射测量等方面得到了广泛应用。
毫米波雷达的优点是角分辨率高，频带宽，多普勒频移大和系统体积小，缺点是作用距离受功率器件限制大。
目前大多数火控系统和地空导弹制导系统中的跟踪雷达均已工作在毫米波频段。
实际的精密跟踪雷达多是双频系统，即一部雷达同时工作于微波频段（用于搜索、引导，精度较低）和毫米波雷达（跟踪精度高、作用距离近），两者协同工作，可取得较好的效果。
如美国海军研制的TRAKX双频精密跟踪雷达即有一部9GHz、300kw的反射机和一部35GHz、13KW的发射机及相应的接收系统，共用2.4m抛物面天线，已成功地跟踪了距水面30m高的目标，作用距离可达27km.双频还具有一个好处，毫米波频率可作为隐蔽式工作，提高了雷达的
生存能力。
炮位侦察雷达用于精确测定敌方炮弹的轨迹，从而推算出敌方炮兵阵地的位置。
由于雷达体积小（可人背、马驮）、角跟踪精度高，抗干扰和低截获，常采用3mm波段的雷达，发射机平均输出功率在20W
左右。
用于跟踪弹、炮的搜索、跟踪两位一体雷达，搜索部分采用X波段，跟踪部分采用毫米波（8mm），例如改进的“空中卫士”综合火控雷达，具有很好的低
角跟踪性能和抗干扰性能。
为了有效跟踪掠海飞行的小型高速导弹（巡航导弹），舰炮火控系统的跟踪雷达也有使用毫米波段的趋势，如：美国挑战者SA-2舰载火控跟踪雷达采用M（20-40GHz）波段，英国30型舰载火控跟踪雷达
也使用了毫米波段。
为了高空探测飞机和导弹，毫米波雷达得到了有效的应用，因为毫米波在高空传输损耗很小，地面探测这些目标则会被很强的大气吸收所遮挡。
空间目标识别雷达的特点是使用大型天线以获得成像所需的角分辨率、高天线增益和大功率发射机以保证足够的作用距离，一部35GHz的空间目标识别雷达的天线口径达36m.用行波管提供10KW的发射功率，可以拍摄远在16Km处的卫星照片；一部工作在
94GHz的空间目标识别雷达的天线口径为13.5m，采用回旋管输出20KW的发射功率，可对14.4Km远处
的目标进行高分辨率的摄像。
现代直升机的空难事故中，飞机与高压架空电线相撞的事故占相当高的比率，因此直升机防撞雷达需要采用分辨率极高的毫米波雷达或激光雷达，实际上多用3mm雷达。
这种雷达技术还可用于车辆防障和空
中交会。
由于毫米波制导兼有微波制导和红外制导的优点。
在大气层内，毫米波四个主要传输窗口（35、94、140、
和220GHz）虽较微波对云、雨引起的衰减要大一些，但毫米波系统体积小，重量轻、易于高度集成化，而且频带宽，分辨率高，敌方难于载获，抗干扰性能强；较之红外则分辨率差一些，但通过烟、雾、灰、尘的能力强，具有较好的全天候战斗能力。
因此，毫米波制导系统已成为精确制导的主要发展方向之一，特别是寻的制导系统。
国外许多导弹的末制导采用了毫米波制导系统。
例如，休斯公司研制的“黄蜂”反坦克导弹工作在94GHz，“幼畜”和海法尔以及“SADARM”等导弹和火箭弹上都使用35GHz的导引头。
目前正在发展的毫米波成像技术及毫米脉冲多普勒导引头和红外焦平面探测器合成的双模导引头，使导引头具有真正全天候条件下“打了不用管”的功能。
用于21世纪的超音速巡航导弹（ATACCM）、超音速反舰导弹（ANS）、先进反幅射导弹（ARRM）、先进反舰导弹（AASM）等都采用了毫米波技术在内的复合制导。
由于毫米波雷达和末制导系统的发展，相应的电子对抗手段也发展起来了。
目前现役的多数雷达侦察/告警系统，如WJ-2740（美）、Wi927（美）、APR （V）A（美）的频率覆盖范围均已扩展到0.5～40GHz.
据报导，美国电子对抗的部份雷达侦察设备频率覆盖可达3KHz～100GHz，并向300GHz发展。
雷达告警设备频率已扩展到40～60GHz，北约正在研制一种车载毫米波告警设备，频段为40～140GHz.此外，通信侦察频段覆盖10KHz～毫米波段，通信干扰也将覆盖10KHz～60GHz.在微波范围内已成功实用的电子干扰技术，如箔条和反雷达伪装，在毫米波频段则效果不佳，因为用于35GHz以上的箔条偶极子实在太小。
因此要想有效地对抗毫米波雷达干扰需要研究新的方法，目前投放非谐振的毫米波箔条和气溶胶对敌方毫米波雷达波束进行散射是一种手段。
军用毫米波通信是战场环境下很有发展前途的通信手段，它具有波束窄、数据率高、电波隐蔽、保密和抗干扰性能好、开设迅速、使用方便灵活以及全天候工作的特点。
军用毫米波通信主要应用有：远（空间）近（大气层）距保密通信，快速应急通信，对潜通信，卫星通信，星际通信，微波干线上下山的走线
和电缆中断抢通设备等。
毫米波通信美国处于领先地位。
目前30-40GHz的设
备已实用，如美国Norden公司研制、工作频率在36～
38.6GHz的AN/GRC-209短程视距通信设备，用于点对点数据传输。
英国宇航公司与马可尼公司制造的skyNETIV卫星通信系统，载有4个X波段，2个UHF 和一个EHF的转发器。
美Milstar“战术战略中继卫星系统”由6颗星组成，上行频率为44GHz，下行频率为20GHz，星际通信频率为60GHz.地面近距离（如前沿阵地）也使用60GHz频率是为了保密通信，如美国雷声公司研制的TMR-2设备。