毫米波雷達(dá)及其應(yīng)用

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1、毫米波雷達(dá)及其應(yīng)用目錄毫米波雷達(dá)的典型應(yīng)用毫米波雷達(dá)工作原理及其特性毫米波雷達(dá)的應(yīng)用背景雷達(dá)的起源和發(fā)展2結(jié)語雷達(dá)的起源和發(fā)展1.1雷達(dá)的概念雷達(dá)一詞是英文RadioDetectionAndRanging縮寫詞“RADAR”的音譯，其原意為“無線電探測(cè)與測(cè)距”，雷達(dá)利用目標(biāo)對(duì)電磁波的散射現(xiàn)象來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定其位置。雷達(dá)的起源和發(fā)展1.2雷達(dá)的起源19世紀(jì)后期：電磁理論的建立和電磁波實(shí)驗(yàn)的突破，為雷達(dá)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。1865年，麥克斯韋理論上預(yù)言了電磁波的存在；1886年，赫茲實(shí)驗(yàn)上證明了電磁波的存在；1889年，實(shí)現(xiàn)了電磁波的產(chǎn)生，接收和目標(biāo)散射。這

2、些成就為雷達(dá)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初至20年代：第一部雷達(dá)的發(fā)明和人們對(duì)雷達(dá)用途的探索。雷達(dá)的起源和發(fā)展雷達(dá)的起源和發(fā)展20世紀(jì)30年代：開始研究用來探測(cè)飛機(jī)和艦船的脈沖多普勒雷達(dá)，多種實(shí)戰(zhàn)型軍用雷達(dá)問世。如英國(guó)的“本土鏈”防空雷達(dá)和美國(guó)的“SCR-268”防空火控雷達(dá)。雷達(dá)的起源和發(fā)展20世紀(jì)40年代：雷達(dá)功能進(jìn)一步增強(qiáng)，對(duì)雷達(dá)發(fā)展具有重要影響的高功率磁控管問世，首次出現(xiàn)了雷達(dá)電子戰(zhàn)。雷達(dá)的起源和發(fā)展1.3雷達(dá)的發(fā)展20世紀(jì)50年代：主要包括微波雷達(dá)、單脈沖雷達(dá)、脈沖壓縮、合成孔徑雷達(dá)、氣象觀測(cè)雷達(dá)和機(jī)載脈沖多普勒等技術(shù)。雷達(dá)的起源和發(fā)展20世紀(jì)

3、60年代：以第一部電掃相控陣天線和后期開始的數(shù)字處理技術(shù)為標(biāo)志，其他技術(shù)包括動(dòng)目標(biāo)指示（MTI）、超視距（OTH）雷達(dá)等。雷達(dá)的起源和發(fā)展雷達(dá)的起源和發(fā)展20世紀(jì)70年代：由于數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)的飛速發(fā)展，合成孔徑雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)和脈沖多普勒雷達(dá)在70年代又有了新的發(fā)展。雷達(dá)的起源和發(fā)展20世紀(jì)80年代：相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)大量用于戰(zhàn)術(shù)雷達(dá)，這期間研制成功的主要相控陣?yán)走_(dá)包括美國(guó)陸軍的“愛國(guó)者”、海軍的“宙斯盾”和空軍的B-1B系統(tǒng)。雷達(dá)的起源和發(fā)展20世紀(jì)90年代：對(duì)雷達(dá)觀察隱身目標(biāo)的能力，在反輻射導(dǎo)彈（ARM）與電子戰(zhàn)（EW）條件下的生存能力和工作有效性

4、提出了很高的要求，對(duì)雷達(dá)測(cè)量目標(biāo)特征參數(shù)和進(jìn)行目標(biāo)分類、目標(biāo)識(shí)別有了更強(qiáng)烈的要求雷達(dá)的起源和發(fā)展近十幾年來，微電子機(jī)械和數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)的飛速發(fā)展，為有源電掃相控陣列多功能雷達(dá)發(fā)展提供了技術(shù)動(dòng)力，這種雷達(dá)系統(tǒng)是新一代高分辨率雷達(dá)的代表。毫米波雷達(dá)的應(yīng)用背景無論是海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、阿富汗的反恐戰(zhàn)爭(zhēng)以及美英聯(lián)軍攻占伊拉克的戰(zhàn)爭(zhēng)，都是以電子為特征的高科技戰(zhàn)爭(zhēng)。以電子技術(shù)武裝起來的各種軍事設(shè)備不僅提高了武器系統(tǒng)的戰(zhàn)斗威力和生存能力，而且成為對(duì)敵實(shí)施軟殺傷的直接作戰(zhàn)手段，從而開辟了繼陸戰(zhàn)、海戰(zhàn)、空戰(zhàn)后的第四維戰(zhàn)場(chǎng)——電磁戰(zhàn)場(chǎng)。在電磁戰(zhàn)使用的全部電磁頻段中，

5、毫米波頻段雷達(dá)具有極寬的信息帶寬、獨(dú)特的電波傳播特性和良好的設(shè)備小型化潛力。此外，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)武器系統(tǒng)“遠(yuǎn)程打擊、精確打擊”的迫切需求為毫米波雷達(dá)的發(fā)展提供了巨大的推動(dòng)力。毫米波雷達(dá)的特性1、頻帶極寬，在目前所利用的35G、94G這兩個(gè)大氣窗口中可利用帶寬分別為16G和23G，適用與各種寬帶信號(hào)處理；2、可以在小的天線孔徑下得到窄波束，方向性好，有極高的空間分辨力，跟蹤精度高；3、有較高的多普勒帶寬，多普勒效應(yīng)明顯，具有良好的多普勒分辨力，測(cè)速精度較高；4、地面雜波和多徑效應(yīng)影響小，低空跟蹤性能好；5、毫米波散射特性對(duì)目標(biāo)形狀的細(xì)節(jié)敏感，因而，可提高多目

6、標(biāo)分辨和對(duì)目標(biāo)識(shí)別的能力與成像質(zhì)量；毫米波雷達(dá)的特性6、由于毫米波雷達(dá)以窄波束發(fā)射，因而使敵方在電子對(duì)抗中難以截獲。再加上干擾機(jī)正確指向毫米波雷達(dá)的干擾功率信號(hào)比指向微波雷達(dá)更加困難，所以毫米波雷達(dá)具有低被截獲性能，抗電子干擾性能好；7、目前隱身飛機(jī)等目標(biāo)設(shè)計(jì)的隱身頻率局限于1GHz-20GHz，又因?yàn)闄C(jī)體等不平滑部位相對(duì)毫米波來說更加明顯，這些不平滑部位都會(huì)產(chǎn)生角反射，從而增加有效反射面積，所以毫米波雷達(dá)具有一定的反隱身功能；8、毫米波具有穿透煙、灰塵和霧的能力，可全天候工作。美國(guó)在1995年研制并試驗(yàn)完成了“阿帕奇”武裝直升機(jī)AN/APG-78“長(zhǎng)

7、弓”火控雷達(dá),雷達(dá)的工作頻率為35GHz,采用相干多普勒脈沖體制,是目前最典型的直升機(jī)載多功能毫米波雷達(dá)。雷達(dá)天線和固態(tài)射頻單元等組合裝于直升機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)桅桿上,低頻單元和信號(hào)處理等部分置于機(jī)艙內(nèi)?！伴L(zhǎng)弓”雷達(dá)和“阿帕奇”武裝直升機(jī)的火控系統(tǒng)接口,與采用95GHz有源毫米波成像(MMWI)雷達(dá)制導(dǎo)的“長(zhǎng)弓地獄火”導(dǎo)彈交聯(lián),可提供對(duì)地面、低空和水面目標(biāo)的快速目標(biāo)搜索、自動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)分類和威脅等級(jí)排序等功能。毫米波雷達(dá)的典型應(yīng)用——“長(zhǎng)弓”阿帕奇火控雷達(dá)毫米波雷達(dá)的典型應(yīng)用——“長(zhǎng)弓”阿帕奇火控雷達(dá)AH-64D“長(zhǎng)弓阿帕奇”武裝直升機(jī)是根據(jù)美國(guó)陸軍計(jì)劃

8、研制的先進(jìn)的武裝直升機(jī)，它是發(fā)展和采購(gòu)毫米波雷達(dá)空/地目標(biāo)系統(tǒng)的項(xiàng)目。這種直升機(jī)能在惡劣的天氣