Microwave 版 (精华区)

发信人: dashou (大兽), 信区: Microwave
标  题: 毫米波概念辨析以及应用！！！
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Dec 10 08:08:30 2004), 转信

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，从概念上易混淆。但
实际上两者的性能有很大的差异，优缺点正好相反。因此毫米波系统经常和微波系
统一起组成性能互补的系统。下面分述各种应用的进展情况。

1 毫米波的定义

  微波波段中包括：分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波。换句话说，毫米波是指
波长在1-0.1m范围的电磁波。

2 毫米波的特点

毫米波工作频率介于微波和光之间，因此兼有两者的优点，它具有以下主要特点：


    1）极宽的带宽。通常认为毫米波频率范围为26.5～300GHz，带宽高达273.5GH
z。超过从直流到微波全部带宽的10倍。即使考虑大气吸收，在大气中传播时只能使
用四个主要窗口，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。因此可以
分辨相距更近的小目标或者更为清晰地观察目标的细节。

    3）与激光相比，毫米波的传播受气候的影响要小得多，可以认为具有全天候特
性。

    4）和微波相比，毫米波元器件的尺寸要小得多。因此毫米波系统更容易小型化
。

 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段。毫米
波技术和应用得到了迅速的发展。

  

3.1毫米波雷达

    毫米波雷达的优点是角分辨率高、频带宽因而有利于采用脉冲压缩技术、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。

3.1.1空间目标识别雷达

3.1.2汽车防撞雷达

3.1.3直升飞机防控雷达

3.1.4精密跟踪雷达

3.1.5炮弹弹道测量雷达

    

3.2导弹的末制导系统

    由于毫米波制导兼有微波制导和红外制导的优点，同时由于毫米波天线的旁瓣
可以做得很低，敌方难于截获，增加了集团干扰的难度。加之毫米波制导系统受导
弹飞行中形成的等离子体的影响较小，毫米波制导系统最初有两种工作方式：一是
主动方式，这种方式作用距离远，但由于角闪烁效应及其它一些造成指向摆动的因
素会影响制导精度。二是被动方式，这时没有角闪烁效应，制导精度很高，但作用
距离有限。为此经常将两者结合起来使用。即在距离较远处采用主动方式，当接近
目标时转为被动方式。

3.3毫米波电子对抗

    由于毫米波雷达和制导系统的发展，相应的电子对抗手段也发展起来了。由于
毫米波雷达和制导系统的波束很窄，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。目前最常用的是投放非谐振
的毫米波箔片和气溶胶，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。也可以利用爆炸、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。在毫米波段也可以利用隐身技
术。对付有源毫米波雷达时，和在微波波段一样可以采用减小雷达截面的外形设计
，或者在表面涂敷铁氧体等毫米波吸收材料以减小反射波的强度。对于通过检测金
属目标的低毫米波辐射与背景辐射之间的反差来跟踪目标的无源雷达，则要在目标
表面涂敷毫米波辐射较强的伪装物，使其辐射和背景辐射基本相等从而使目标融合
于背景中。

3.4毫米波通信系统

    毫米波通信系统可以分为地球上的点对点通信和通过卫星的通信或广播。现在
地球上的点对点毫米波通信基本上只用于对保密要求较高的接力通信中。因为地面
上的干线通信基本上已实现了光缆化。而在卫星通信中则由于毫米波段频率资源丰
富而得到了迅速发展。但在星际通信时则使用了5mm（60GHz）波段，因为在此频率
处大气损耗极大，地面无法对星际通信内容进行侦听。而在星际由于大气极为稀薄
，不会造成信号的衰落。美国的“战术、战略和中继卫星系统”就是一个例子。该
系统由五颗卫星组成，上行频率为44GHz，下行频率为20GHz，带宽为2GHz，星际通
信频率为60GHz。


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