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毫米波雷达技术及其进展趋势

摘要] 介绍了毫米波技术在通信、雷达、制导、电子对抗和激光光谱学等方面的应用及相应

的毫米波元件和器件的进展。

关键词：毫米波系统元件器件

1.引言

毫米波的工作频率介于微波和光之间，因此兼有二者的优势。它具有以下要紧特点： 1）

极宽的带宽。通常以为毫米波频率范围为26.5～300GHz，带宽高达273.5GHz。超过从直流

到微波全数带宽的 10 倍。即便考虑大气吸收，在大气中传播时只能利用四个要紧窗口，但

这四个窗口的总带宽也可达 135GHz，为微波以下各波段带宽之和的 5 倍。这在频率资源紧

张的今天无疑极具吸引力。 2）波束窄。在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄

得多。例如一个 12cm 的天线，在 9.4GHz 时波束宽度为 18 度，而 94GHz 时波速宽度仅 1.8

度。因此能够分辨相距更近的小目标或更为清楚地观看目标的细节。3）与激光相较，毫米

波的传播受气候的阻碍要小得多，能够以为具有全天候特性。4）和微波相较，毫米波元器

件的尺寸要小得多。因此毫米波系统更易小型化。由于毫米波的这些特点，加上在电子对

抗中扩展频段是取得成功的重要手腕。毫米波技术和应用取得了迅速的进展。

2.毫米波技术的应用

表面上看来毫米波系统和微波系统的应用范围大致是一样的。但事实上二者的性能有专门大

的不同，优缺点正好相反。因此毫米波系统常常和微波系统一路组成性能互补的系统。下面

分述各类应用的进展情形。

2.1 毫米波雷达

毫米波雷达的优势是角分辨率高、频带宽因此有利于采纳脉冲紧缩技术、多普勒颇移大和系

统的体积小。缺点是由于大气吸收较大，当需要大作用距离时所需的发射功率及天线增益都

比微波系统高。下面是一些典型的应用实例。

空间目标识别雷达它们的特点是利用大型天线以取得成像所需的角分辨率和足够高的天

线增益，利用大功率发射机以保证作用距离。例如一部工作于 35GHz 的空间目标识别雷达

其天线直径达 36m。用行波管提供 10kw 的发射功率，能够拍照远在 16，000km 处的卫星

的照片。一部工作于 94GHz 的空间目标识别雷达的天线直径为。当用回族管提供 20kw 的

发射功率时，能够对 14400km 远处的目标进行高分辨率摄像。

2.1.2 汽车防撞雷达因其作用距离不需要很远，故发射机的输出功率不需要很高，但要求有

很高的距离分辨率（达到米级），同时要能测速，且雷达的体积要尽可能小。因此采纳以固

态振荡器作为发射机的毫米波脉冲多普勒雷达。采纳脉冲紧缩技术将脉宽紧缩到纳秒级，

大大提高了距离分辨率。利用毫米波多普勒颇移大的特点取得精准的速度值。

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