毫米波技術(shù)有怎么樣的應(yīng)用及進展說明

　　1）極寬的帶寬。通常認為毫米波頻率范圍為26.5～300GHz，帶寬高達273.5GHz。超過從直流到微波全部帶寬的10倍。即使考慮大氣吸收，在大氣中傳播時只能使用四個主要窗口，但這四個窗口的總帶寬也可達135GHz，為微波以下各波段帶寬之和的5 倍。這在頻率資源緊張的今天無疑極具吸引力。 2）波束窄。在相同天線尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多。例如一個 12cm的天線，在9.4GHz時波束寬度為18度，而94GHz時波速寬度僅1.8度。因此可以分辨相距更近的小目標或者更為清晰地觀察目標的細節(jié)。 3）與激光相比，毫米波的傳播受氣候的影響要小得多，可以認為具有全天候特性。 4）和微波相比，毫米波元器件的尺寸要小得多。因此毫米波系統(tǒng)更容易小型化。 由于毫米波的這些特點，加上在電子對抗中擴展頻段是取得成功的重要手段。毫米波技術(shù)和應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展。 2毫米波技術(shù)的應(yīng)用 表面上看來毫米波系統(tǒng)和微波系統(tǒng)的應(yīng)用范圍大致是一樣的。但實際上兩者的性能有很大的差異，優(yōu)缺點正好相反。因此毫米波系統(tǒng)經(jīng)常和微波系統(tǒng)一起組成性能互補的系統(tǒng)。下面分述各種應(yīng)用的進展情況。

　　2.1毫米波雷達 毫米波雷達的優(yōu)點是角分辨率高、頻帶寬因而有利于采用脈沖壓縮技術(shù)、多普勒頗移大和系統(tǒng)的體積小。缺點是由于大氣吸收較大，當需要大作用距離時所需的發(fā)射功率及天線增益都比微波系統(tǒng)高。下面是一些典型的應(yīng)用實例。 2.1.1 空間目標識別雷達 它們的特點是使用大型天線以得到成像所需的角分辨率和足夠高的天線增益，使用大功率發(fā)射機以保證作用距離。例如一部工作于35GHz的空間目標識別雷達其天線直徑達36m。用行波管提供10kw的發(fā)射功率，可以拍攝遠在 16，000km處的衛(wèi)星的照片。一部工作于94GHz的空間目標識別雷達的天線直徑為13.5m。當用回族管提供20kw的發(fā)射功率時，可以對14400km遠處的目標進行高分辨率攝像。 2.1.2汽車防撞雷達 因其作用距離不需要很遠，故發(fā)射機的輸出功率不需要很高，但要求有很高的距離分辨率（達到米級），同時要能測速，且雷達的體積要盡可能小。所以采用以固態(tài)振蕩器作為發(fā)射機的毫米波脈沖多普勒雷達。采用脈沖壓縮技術(shù)將脈寬壓縮到納秒級，大大提高了距離分辨率。利用毫米波多普勒頗移大的特點得到精確的速度值。 2.1.3直升飛機防控雷達 現(xiàn)代直升飛機的空難事故中，飛機與高壓架空電纜相撞造成的事故占了相當高的比率。因此直升飛機防控雷達必須能發(fā)現(xiàn)線徑較細的高壓架空電纜，需要采用分辨率較高的短波長雷達，實際多用3mm雷達。 2.1.4精密跟蹤雷達 實際的精密跟蹤雷達多是雙頻系統(tǒng)，即一部雷達可同時工作于微波頻段（作用距離遠而跟蹤精度較差）和毫米波頻段（跟蹤精度高而作用距離較短），兩者互補取得較好的效果。例如美國海軍研制的雙頻精密跟蹤雷達即有一部 9GHz、300kw的發(fā)射機和一部35GHz、13kw的發(fā)射機及相應(yīng)的接收系統(tǒng)，共用2.4m拋物面天線，已成功地跟蹤了距水面 30m高的目標，作用距離可達27km。雙額還帶來了一個附加的好處：毫米波頻率可作為隱蔽頻率使用，提高雷達的抗干擾能力。 2.1.5炮彈彈道測量雷達 這類雷達的用途是精確測定敵方炮彈的軌跡，從而推算出敵方炮兵陣地的位置，加以摧毀。多用3mm 波段的雷達，發(fā)射機的平均輸出功率在20W左右。脈沖輸出功率應(yīng)盡可能高一些，以減輕信號處理的壓力。