毫米波雷達概念

所謂的毫米波是無線電波中的一段，我們把波長為1～10毫米的電磁波稱毫米波，它位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點。毫米波的理論和技術(shù)分別是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發(fā)展。

所謂的毫米波雷達，就是指工作頻段在毫米波頻段的雷達，測距原理跟一般雷達一樣，也就是把無線電波（雷達波）發(fā)出去，然后接收回波，根據(jù)收發(fā)之間的時間差測得目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)。毫米波雷達就是這個無線電波的頻率是毫米波頻段。

毫米波雷達的特點

①在天線口徑相同的情況下，毫米波雷達有更窄的波束（一般為毫弧度量級），可提高雷達的角分辨能力和測角精度，并且有利于抗電子干擾、雜波干擾和多徑反射干擾等。

②由于工作頻率高，可能得到大的信號帶寬（如吉赫量級）和多普勒頻移，有利于提高距離和速度的測量精度和分辨能力并能分析目標(biāo)特征。

③天線口徑和元件、器件體積小，宜于飛機、衛(wèi)星或?qū)�彈載用。

毫米波雷達優(yōu)缺點

優(yōu)點：

與其他傳感器系統(tǒng)比較，毫米波雷達有如下優(yōu)點：

（1）高分辨率，小尺寸;由于天線和其他的微波元器件尺寸與頻率有關(guān)，因此毫米波雷達的天線和微波元器件可以較小，小的天線尺寸可獲得窄波束。

（2）干擾，大氣衰減雖然限制了毫米波雷達的性能，但有助于減小許多雷達一起工作時的相互影響。

（3）與常常用來與毫米波雷達相比的紅外系統(tǒng)相比，毫米波雷達的一個優(yōu)點是可以直接測量距離和速度信息。

缺點：

（1）與微波雷達相比，毫米波雷達的性能有所下降，原因如下：

發(fā)射機的功率低;

波導(dǎo)器件中的損耗大

（2）與天氣的關(guān)系很大，降雨時更為嚴(yán)重;

（3）在防空環(huán)境中，不可避免的會出現(xiàn)距離模糊和速度模糊;

（4）毫米波器件昂貴，不能大批量生產(chǎn)裝備

毫米波雷達測速方式

毫米波雷達測速和普通雷達一樣，有兩種方式，一個基于dopler原理，就是當(dāng)發(fā)射的電磁波和被探測目標(biāo)有相對移動、回波的頻率會和發(fā)射波的頻率不同。通過檢測這個頻率差可以測得目標(biāo)相對于雷達的移動速度。但是這種方法無法探測切向速度，第二種方法就是通過跟蹤位置，進行微分得到速度。

毫米波雷達工作原理

毫米波測速雷達系統(tǒng)主要由高頻頭、預(yù)處理系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和紅外啟動器等組成，其原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

毫米波振蕩器產(chǎn)生毫米波（8mm）振蕩，設(shè)其頻率為f0，經(jīng)隔離器加至環(huán)行器，再由天線定向輻射出去，并在空間以電磁波形式傳播，當(dāng)此電磁波在空間遇到目標(biāo)（彈丸）時反射回來。如果目標(biāo)是運動的，則反射回來的電磁波頻率附加了一個與目標(biāo)運動速度vr成正比的多普勒頻率fd，使反向回波頻率變?yōu)閒0±fd（目標(biāo)臨近飛行取“+”，目標(biāo)遠離飛行取“%”），此回波被天線接收下來，經(jīng)環(huán)行器加至混頻器，在混頻器中與經(jīng)環(huán)行器泄漏的信號（作為本振信號）f0進行混頻�；祛l器為非線性元件，其輸出有多種和差頻率，如fd，f0±fd，2f0±fd，…，等，經(jīng)前置放大器選頻得多普勒信號（頻率為fd），再經(jīng)長電纜（長50～100m）送至預(yù)處理系統(tǒng)的主放大器，主放大器附有自動增益控制與手動增益控制電路。手動增益用來調(diào)整放大器的總增益，自動增益控制用來增加放大器的動態(tài)范圍。

內(nèi)彈道測試一般不使用自動增益控制。自動增益控制只適于測試外彈道，因為外彈道測試時，為了避開槍口火焰等的干擾，應(yīng)進行適當(dāng)延遲才開始測試。

三、技術(shù)特點
1、安裝維護便捷
道閘防砸雷達體積小、重量輕，可前裝或后裝在道閘機外壁，實時檢測通過的車輛或行人。無需切割地面和單獨配備立柱，安裝和維護非常簡便靈活，基本實現(xiàn)“零施工”。針對不同長度的道閘桿，可靈活設(shè)置雷達檢測區(qū)域，調(diào)整適應(yīng)不同感應(yīng)距離。
2. 檢測精度高
道閘防砸雷達工作頻率高，方向性好，對目標(biāo)檢測精度高，可達到分米級。對不同類型車輛（包括轎車、大小客車、各型貨車、鋁材質(zhì)車輛、摩托車）的檢測概率優(yōu)于 99.99%，對行人檢測概率優(yōu)于 99%。
3. 全天候工作
道閘防砸雷達工作頻段為79GHz毫米波，具備穿透雨雪能力，產(chǎn)品外殼達到 IP-67 防水標(biāo)準(zhǔn)，在酷暑、暴雨、大雪、冰雹、霧霾等惡劣天氣條下，也能晝夜連續(xù)工作。
4. 使用壽命長
道閘防砸雷達電子元器件均采用工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)，長時間連續(xù)工作不會導(dǎo)致產(chǎn)品性能下降。產(chǎn)品平均無故障時間大于18000小時，產(chǎn)品壽命逾5年。
5. 工作穩(wěn)定度高
道閘防砸雷功耗低，能耗小于 2W，產(chǎn)品進行了專門散熱設(shè)計，長時間工作不會產(chǎn)生高溫。產(chǎn)品還進行抗干擾處理，確保雷達在復(fù)雜電磁環(huán)境下也能正常工作。
6. 電磁輻射小
道閘防砸雷達發(fā)射信號強度低，天線輻射功率僅為12.5 dbm，僅為普通手機輻射強度的1%，電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)符合國家環(huán)保要求，對人體沒有危害。
7. 供電便利
道閘防砸雷達采用9V-36V 直流供電，對電壓波動范圍適應(yīng)性好，可直接由道閘機供電，無需采用單獨供電裝置。