毫米波雷達(dá)（英文名：millimeter-wave radar）是工作在毫米波頻段的雷達(dá)。通常毫米波是指30～300GHz頻域(波長(zhǎng)為1～10mm)的。毫米波雷達(dá)主要用于工業(yè)自動(dòng)化、安防、軍事、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。它能分辨識(shí)別很小的目標(biāo)，而且能同時(shí)識(shí)別多個(gè)目標(biāo)；具有成像能力，體積小、機(jī)動(dòng)性和隱蔽性好，在戰(zhàn)場(chǎng)上生存能力強(qiáng)。
毫米波雷達(dá)從20世紀(jì)40年代開(kāi)始研制，20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了用于機(jī)場(chǎng)交通管制和船用導(dǎo)航的毫米波雷達(dá)（工作波長(zhǎng)約為8毫米），顯示出高分辨力、高精度、小天線口徑等優(yōu)越性。20世紀(jì)70年代中期以后，毫米波技術(shù)研制成功一些較好的功率源:固態(tài)器件如雪崩管和耿氏振蕩器；熱離子器件如磁控管、行波管、速調(diào)管、擴(kuò)展的相互作用振蕩器、返波管振蕩器和回旋管等。脈沖工作的固態(tài)功率源多采用雪崩管，其峰值功率可達(dá)5～15瓦（95吉赫）。磁控管可用作高功率的脈沖功率源，峰值功率可達(dá)1～6千瓦（95吉赫）或1千瓦（140吉赫），效率約為10%。20世紀(jì)90年代后，毫米波單片集成電路研制取得重大突破，為毫米波雷達(dá)技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；此外，高增益天線、鰭線波導(dǎo)等方面的技術(shù)也有所發(fā)展。2024年12月16日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳彥教授團(tuán)隊(duì)在無(wú)任何模型訓(xùn)練的情況下，利用毫米波雷達(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高精度的非接觸人體心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè)。2025年1月31日，南開(kāi)大學(xué)與香港城市大學(xué)，研制出薄膜鈮酸鋰光子毫米波雷達(dá)芯片，在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域取得重大突破。
毫米波的波長(zhǎng)介于微波和厘米波之間，與微波相比，毫米波的分辨率高，指向性好，抗干擾能力強(qiáng)和探測(cè)性能好。與紅外波相比，毫米波的大氣衰減小，對(duì)煙霧和灰塵具有更好的穿透性，受天氣影響小，具有全天候（大雨天除外）工作的特點(diǎn)，因此毫米波雷達(dá)兼有微波雷達(dá)和光電雷達(dá)的一些優(yōu)點(diǎn)。毫米波雷達(dá)還具有反隱身能力，能夠形成多部位較強(qiáng)的電磁散射，使隱身性能大大降低。毫米波雷達(dá)相較微波雷達(dá)性能下降，原因有發(fā)射機(jī)功率低、波導(dǎo)器件損耗大；毫米波雷達(dá)與天氣關(guān)系密切，降雨影響更大；在防空環(huán)境中，其易出現(xiàn)距離和速度模糊問(wèn)題；且毫米波器件昂貴，難以大批量生產(chǎn)裝備。
歷史沿革
研發(fā)背景
1890年，西方國(guó)家首次報(bào)導(dǎo)毫米波技術(shù)方面的活動(dòng)。從那時(shí)起直到20世紀(jì)30年代，人們開(kāi)發(fā)了各種毫米波器件和信號(hào)源，并測(cè)量了許多材料的塊狀體吸收和光譜學(xué)特性。早期用于產(chǎn)生毫米波能量的最重要信號(hào)源是瞬態(tài)放電產(chǎn)生器，且用輻射儀器或熱電堆來(lái)檢測(cè)毫米波能量。1934年，Cleeton和Williams首先采用早期型式的磁控管(而不是瞬態(tài)放電產(chǎn)生器)觀察到微波或毫米波范圍的諧振譜頻率。1936年，這類磁控管工作頻率可達(dá)到47CHz(6.4mm)。
1930年后，各種真空管組態(tài)的新射頻源陸續(xù)研制成功，它們包括速調(diào)管和腔體磁控管構(gòu)成的功率源。這些功率器件構(gòu)成的源迅速用于第二次世界大戰(zhàn)的雷達(dá)中，第二次世界大戰(zhàn)末期還開(kāi)發(fā)了行波管構(gòu)成的功率源。
全球
毫米波雷達(dá)的研制開(kāi)始于20世紀(jì)的40年代主要應(yīng)用于船舶導(dǎo)航。受限于當(dāng)時(shí)的集成電路和半導(dǎo)體工藝技術(shù)，加上其傳輸損耗大且工作效率極低，大部分科研公司放棄了毫米波雷達(dá)的研發(fā)。20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了用于機(jī)場(chǎng)交通管制和船用導(dǎo)航的毫米波雷達(dá)，這些雷達(dá)顯示出高分辨力、高精度、小天線口徑等優(yōu)越性。
在20世紀(jì)60年代，由于紅外與激光技術(shù)的起，曾使毫米波雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展轉(zhuǎn)入低潮。20世紀(jì)70年代，西方人們認(rèn)識(shí)到毫米波雷達(dá)相對(duì)于微波雷達(dá)和光學(xué)、紅外系統(tǒng)有其自身的特點(diǎn)。這主要是毫米波頻段在短距離范圍內(nèi)的全天候與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性。加上毫米波元器件生產(chǎn)與精密加工等困難的克服，使有關(guān)毫米波技術(shù)及其應(yīng)用的研究出現(xiàn)新的熱潮。20世紀(jì)70年代，德國(guó)的AEG-Telefunken和博世公司開(kāi)始投資研發(fā)汽車防撞系統(tǒng)，毫米波雷達(dá)作為該系統(tǒng)檢測(cè)的關(guān)鍵傳感器得到了重視和發(fā)展，但當(dāng)時(shí)落后的科技水平加上毫米波雷達(dá)的研發(fā)成本品貴，使其無(wú)法完成后續(xù)發(fā)展。1978年，國(guó)際雷達(dá)會(huì)議上，sl Johnston在毫米波雷達(dá)的回顧和評(píng)述中，例舉了第二次世界大戰(zhàn)以來(lái)的37種Ka頻段和28種70GHz~140GHz毫米波軍用雷達(dá)，用途包括機(jī)載測(cè)繪學(xué)、目標(biāo)探測(cè)和跟蹤、導(dǎo)彈尋的器彈藥制導(dǎo)以及戰(zhàn)區(qū)氣象、測(cè)量等方面。
20世紀(jì)80年代，毫米波的一系列技術(shù)問(wèn)題已經(jīng)或接近解決，并被納入軍備競(jìng)賽軌道。美國(guó)國(guó)防部于20世紀(jì)80年代中期制定了一項(xiàng)1GHz~100GHz軍用微波/毫米波單片集成電路(MIMIC)高科技研究計(jì)劃，這一期間出現(xiàn)了數(shù)十種毫米波軍用雷達(dá)系統(tǒng)，用途遍及低空防控、火控、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視、機(jī)載測(cè)繪、導(dǎo)彈尋的器和末制導(dǎo)、精確制導(dǎo)彈藥和炮彈藥制導(dǎo)、雷達(dá)截面積(RCS)縮尺測(cè)量、目標(biāo)搜索和跟蹤、戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)捕獲、分類、成像和識(shí)別等各方面。20世紀(jì)80年代后期，隨著歐洲高效安全交通系統(tǒng)計(jì)劃的開(kāi)展，毫米波雷達(dá)技術(shù)在車載研發(fā)應(yīng)用方向獲得了發(fā)展。
隨著汽車行業(yè)對(duì)交通安全的要求的嚴(yán)格，毫米波雷達(dá)檢測(cè)精度也需要不斷提高。智能計(jì)算機(jī)算法和毫米波雷達(dá)結(jié)合應(yīng)用成為21世紀(jì)汽車技術(shù)的主流方向。2012年，一種基于網(wǎng)格的DBSCAN聚類算法被提出，解決了不同采樣方向獲取的雷達(dá)數(shù)據(jù)不均勻的問(wèn)題，且該算法對(duì)周圍環(huán)境的噪聲不敏感，通過(guò)預(yù)先計(jì)算空間采用密度和計(jì)算不同的位置搜索區(qū)域，來(lái)解決數(shù)據(jù)采樣密度會(huì)隨距離變化而改變的問(wèn)題。改進(jìn)后的算法使毫米波雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果具有更好的聚類效果，也大大提高了數(shù)據(jù)的處理速度。2015年，其對(duì)DBSCAN算法進(jìn)行改進(jìn)在DBSCAN之前添加了尺寸縮放的預(yù)處理技術(shù)，找出了距離維和方位維縮放的尺度，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)行人的聚類。2017年，Meinl等人研發(fā)了一套具有高信號(hào)接收能力的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)，使各大企業(yè)對(duì)毫米波雷達(dá)的檢測(cè)原理有了新的認(rèn)知，為后來(lái)的毫米波雷達(dá)算法的研發(fā)提供了巨大的助力。2018年，Bilik等人研發(fā)出了以多射頻芯片級(jí)聯(lián)的汽車?yán)走_(dá)多輸人多輸出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)系統(tǒng)，通過(guò)軟件與硬件的結(jié)合設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)高分辨率成像，適用于復(fù)雜的交通狀況。俄國(guó)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計(jì)局的Belyaey通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試得出77GH毫米波雷達(dá)適用于大部分城市環(huán)境，進(jìn)一步推動(dòng)了77GHz毫米波雷達(dá)的技術(shù)發(fā)展。2019年，Michael等人將雷達(dá)點(diǎn)云檢測(cè)方法與相機(jī)圖像結(jié)合實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，通過(guò)人工標(biāo)記邊界框訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)3D目標(biāo)檢測(cè)。
中國(guó)
中國(guó)內(nèi)對(duì)于毫米波雷達(dá)的研究相比于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，早期以24GHz毫米波雷達(dá)研究為主。1980年，中國(guó)在石家莊市召開(kāi)了第一次有關(guān)毫米波雷達(dá)的研討會(huì)。此后，許多研究所、高校都進(jìn)行了毫米波器件和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究工作，開(kāi)發(fā)出大批新型毫米波器件，諸如回旋管（作為新型微波和毫米波振蕩器或放大器，在毫米波波段可提供兆瓦級(jí)的峰值功率）、EIO、EIA、4mm波繞射振蕩器等電真空器件，尤其在回旋管研制中取得了突破性進(jìn)展，在電子回旋脈塞(ElectronCylotronMaser)的理論與實(shí)驗(yàn)研究方面達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。已研制出一種回旋管，它采用斜旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱準(zhǔn)光學(xué)開(kāi)放式諧振腔，工作在其基頻和二次諧波上。同時(shí)，中國(guó)已經(jīng)研制成功135GHz的元器件及分系統(tǒng)。此外，Ka頻段EIO和EIA的輸出功率已達(dá)到100W量級(jí)，Ka頻段速調(diào)管的輸出功率大于300mW磁控管的脈沖功率達(dá)30kW。在W頻段，速調(diào)管的輸出功率為100mW，在固態(tài)器件和電路，以及在其它毫米波器件方面也有很大進(jìn)展。
2012年，工信部發(fā)布了《短距離雷達(dá)使用頻率通知》，規(guī)定了24.25~26.65GHz頻點(diǎn)用于短距離車載雷達(dá)使用。截至2024年，很多中國(guó)國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)研發(fā)出國(guó)產(chǎn)24GHz毫米波雷達(dá)，在77GHz毫米波雷達(dá)研究方面依舊處于驗(yàn)證階段。中國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)車載毫米波雷達(dá)的研究主要集中于高新汽車企業(yè)、中科院以及部分高校實(shí)驗(yàn)室。2012年，芯片行業(yè)的重大改革，降低了毫米波雷達(dá)的技術(shù)門檻及其技術(shù)成本，同時(shí)也推動(dòng)了毫米波雷達(dá)在中國(guó)國(guó)內(nèi)各領(lǐng)域的應(yīng)用。加特蘭微電子采用世界領(lǐng)先的硅基cmos工藝，實(shí)現(xiàn)了極高頻率的76~81ghz射頻電路集成，并克服多項(xiàng)設(shè)計(jì)與工程的難題，于2017年全球率先完成毫米波芯片量產(chǎn)測(cè)試和車規(guī)級(jí)認(rèn)證，推出的業(yè)界首款77/79ghz毫米波雷達(dá)射頻芯片，被多家一級(jí)零部件廠商采用，產(chǎn)品搭載于上汽大通汽車有限公司、奇瑞等多家車廠的主力車型，并獲得iso 26262功能安全asil b證書(shū)。從2017年加特蘭第一代產(chǎn)品研發(fā)出來(lái)之后就開(kāi)始了AiP相關(guān)的研發(fā)。2018年，加特蘭第一代的AiP和Alps當(dāng)時(shí)的樣片SoC同時(shí)問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)了毫米波雷達(dá)業(yè)界通道數(shù)量最多的AiP的設(shè)計(jì)。經(jīng)歷了四代的迭代和優(yōu)化，AiP在2020年正式進(jìn)入量產(chǎn)。2021年，加特蘭微電子在成功量產(chǎn)了第二代SoC系列產(chǎn)品后，又率先在AiP技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破。
構(gòu)成及原理
毫米波是指波長(zhǎng)在1~10mm之間的電磁波，對(duì)應(yīng)的頻率范圍在30~300GHz之間。毫米波雷達(dá)是在毫米波頻段工作的雷達(dá)，通過(guò)發(fā)射和接收高頻電磁波探測(cè)目標(biāo)，后端信號(hào)處理模塊利用回波信號(hào)計(jì)算出目標(biāo)的距離、速度和角度等信息。
毫米波雷達(dá)有5個(gè)主要組成部分:發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號(hào)處理機(jī)、天線和顯示器。由雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的電磁波，經(jīng)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)傳輸給天線。收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用來(lái)使單個(gè)天線既能發(fā)射電磁波，又能接收電磁波。天線起著將電磁能量耦合到大氣中，并接收由目標(biāo)反射回來(lái)的電磁能量的作用，電磁波在大氣中以光速傳播。雷達(dá)天線通常會(huì)形成一個(gè)集中向某一給定方向傳播的電磁波波束，位于天線波束內(nèi)的物體或目標(biāo)將會(huì)截取一部分傳播的電磁能量，且將被截取的能量向各個(gè)方向散射，其中部分能量向雷達(dá)方向反射(稱后向散射)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定其位置等參數(shù)。
毫米波雷達(dá)的硬件核心：MMIC芯片和天線PCB板，以FMCW車載雷達(dá)系統(tǒng)為例，主要包括:天線、收發(fā)模塊、信號(hào)處理模塊。
1、前端單片微波集成電路(MMIC)(供應(yīng)商:英飛凌、飛思卡爾半導(dǎo)體（中國(guó)）有限公司、廈門意行和南京米勒)它包括多種功能電路，如低噪聲放大器(LNA)、功率放大器、混頻器、甚至收發(fā)系統(tǒng)等功能；特點(diǎn):電路損耗小、噪聲低、頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大、功率大、附加效率高抗電磁輻射能力強(qiáng)等。
2、雷達(dá)天線高頻PCB板:毫米波雷達(dá)天線的主流方案是微帶陣列，即將高頻 PCB 板集成在普通的 PCB 基板上實(shí)現(xiàn)天線的功能，需要在較小的集成空間中保持天線足夠的信號(hào)強(qiáng)度。
類型
毫米波雷達(dá)可以按照工作原理、探測(cè)距離和頻段進(jìn)行分類。
1、按工作原理分類毫米波雷達(dá)按工作原理的不同可以分為脈沖式毫來(lái)波雷達(dá)與調(diào)頻式連續(xù)毫來(lái)波雷達(dá)兩類。脈沖式毫來(lái)波雷達(dá)通過(guò)發(fā)射脈沖信號(hào)與接收脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差來(lái)計(jì)算目標(biāo)距離；調(diào)頻式連續(xù)毫來(lái)波雷達(dá)是利用多普勒效應(yīng)測(cè)量得出不同距離的目標(biāo)的速度。脈沖式毫米波雷達(dá)測(cè)量原理簡(jiǎn)單，但由于受技術(shù)、元器件等方面的影響，實(shí)際應(yīng)用中很難實(shí)現(xiàn)；目前，大多數(shù)車載毫米波雷達(dá)都采用調(diào)頻式連續(xù)毫米波雷達(dá)。
2、按探測(cè)距離分類毫米波雷達(dá)按探測(cè)距離可分為短程(SRR)、中程(MRR)和遠(yuǎn)程(LRR)毫米波雷達(dá)。短程毫米波雷達(dá)一般探測(cè)距離小于60m；中程毫米波雷達(dá)一般探測(cè)距離為 100m 左右；遠(yuǎn)程毫米波雷達(dá)探測(cè)距離一般大于 200m。
3、按頻段分類毫米波雷達(dá)按采用的毫米波頻段不同，可分為24CHz、60CHz77GHz和 79GHz毫米波雷達(dá)。主流可用頻段為24CHz和77GHz，其中24CHz適合近距離探測(cè)，77CHz適合遠(yuǎn)距離探測(cè)。
優(yōu)點(diǎn)
1、頻帶極寬，如在35GHz、94GHz、140GHz和220GHz這4個(gè)主要大氣窗口中，可利用的寬分別為16GHz、23GHz、26GHz和70GHz，均接近或大于整個(gè)厘米波頻段的寬度，適用于各種寬帶信號(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，跟蹤精度較高。
3、有較寬的多普勒帶寬，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，可提高多目標(biāo)分辨和對(duì)目標(biāo)識(shí)別的能力與成像質(zhì)量。
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。此外由于毫米波雷達(dá)作用距離有限，因而使作用距離之外敵方的探測(cè)器難以探測(cè)。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)更困難，所以毫米波雷達(dá)被截獲的概率較低，抗電子干擾性能好。
7、當(dāng)前隱身飛行器上所涂覆的吸波材料都是針對(duì)厘米波的，隱身飛行器等目標(biāo)設(shè)計(jì)的隱身頻率范圍局限于1GHz~20GHz，又因?yàn)闄C(jī)體等不平滑部位相對(duì)毫米波來(lái)說(shuō)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、毫米波與激光和紅外相比，雖然它沒(méi)有后者的分辨力高，但它具有穿透煙灰塵和霧的能力，可全天候工作。
缺點(diǎn)
一、毫米波雷達(dá)與微波雷達(dá)相比其性能有所下降，原因如下:
1、發(fā)射機(jī)的功率低（功率源輸出功率降低）且效率降低；
2、接收機(jī)混頻器損失增大；
3、傳輸線（波導(dǎo)股份器件）中的損耗大。
二、毫米波雷達(dá)與天氣的關(guān)系很大，降雨時(shí)更為嚴(yán)重。
三、在防空環(huán)境中，毫米波雷達(dá)不可避免的會(huì)出現(xiàn)距離模糊和速度模糊。
四、毫米波器件昂貴，不能大批量生產(chǎn)裝備。
適用需求
1、高精度多維搜索測(cè)量：進(jìn)行高精度距離、方位、頻率和空間位置的測(cè)量定位。
2、雷達(dá)安裝平臺(tái)有體積、重量、振動(dòng)和其它環(huán)境的嚴(yán)格要求：毫米波雷達(dá)天線尺寸小、重量輕，容易滿足便攜、彈載、車載、機(jī)載和星載等不同平臺(tái)的特殊環(huán)境要求。
3、目標(biāo)特征提取和分類識(shí)別：毫米波雷達(dá)高分辨力、寬工作頻帶、大數(shù)值的多普勒頻率響應(yīng)、短的波長(zhǎng)易獲得目標(biāo)細(xì)節(jié)特征和清晰輪廓成像等特點(diǎn)，適于目標(biāo)分類和識(shí)別的重要戰(zhàn)術(shù)要求。
4、小目標(biāo)和近距離探測(cè)：毫米波短波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光學(xué)區(qū)尺寸較小，相對(duì)微波雷達(dá)更適于小目標(biāo)探測(cè)。除特殊的空間目標(biāo)觀測(cè)等遠(yuǎn)程毫米波雷達(dá)外，一般毫米波雷達(dá)適用于30 km 以下的近距離探測(cè)。
5、抗電子戰(zhàn)干擾性強(qiáng)：毫米波窗口可用頻段寬，易進(jìn)行寬頻帶擴(kuò)頻和跳頻設(shè)計(jì)。同時(shí)針對(duì)毫米波雷達(dá)的偵察和干擾設(shè)備面臨寬頻帶、大氣衰減和窄波束等干擾難題，毫米波雷達(dá)相對(duì)微波雷達(dá)具有更好的抗干擾能力。
相關(guān)應(yīng)用
汽車領(lǐng)域
毫米波雷達(dá)主要用于自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、行人檢測(cè)系統(tǒng)等。
毫米波傳感器可以實(shí)現(xiàn)比如手勢(shì)對(duì)車上娛樂(lè)系統(tǒng)的控制。雷達(dá)還可以探測(cè)到人的呼吸、心跳帶來(lái)的身體表面的微動(dòng)，通過(guò)對(duì)這個(gè)微動(dòng)的探測(cè)，可對(duì)駕駛員的生命體征進(jìn)行探測(cè)，也可探測(cè)車艙內(nèi)是否有人或者寵物。相較于攝像頭，使用毫米波雷達(dá)還能夠很好地解決隱私問(wèn)題。使用AiP的傳感器尺寸更小，也更易裝在車頂燈或者后視鏡的位置。
工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域
在工業(yè)領(lǐng)域，AiP產(chǎn)品的誕生為智能家居、安防監(jiān)控等領(lǐng)域帶來(lái)更多的可能性。以家用空調(diào)為例，針對(duì)智能空調(diào)的智能化方案可以精準(zhǔn)的追蹤人在房間里的具體的位置，這樣可以幫助空調(diào)廠商解決送風(fēng)不均勻的問(wèn)題，避免風(fēng)直接吹向人體。同時(shí)，方案中也排除了房間內(nèi)風(fēng)扇、窗簾、綠色植物等其他干擾物帶來(lái)的誤觸發(fā)的問(wèn)題。另外該方案還可以測(cè)量房間的面積，從而幫助空調(diào)更好的進(jìn)行制冷或者制熱的功率控制。
軍事領(lǐng)域
法國(guó)Thomson-CSF公司繼20世紀(jì)80年代的ROMEO障礙回避毫米波雷達(dá)研制后，現(xiàn)已研制出ROMEO-I型和ROMEO-Ⅲ型已明顯地實(shí)現(xiàn)了小型化、數(shù)字化。
德國(guó)AEC-德律風(fēng)根公司在20世紀(jì)80年代開(kāi)始研制的Swallow直升機(jī)載毫米波雷達(dá)的基礎(chǔ)上，已發(fā)展為2種型號(hào):一種工作在45CHz，提供監(jiān)視與探測(cè)8km~10km地面目標(biāo)；另一種工作在 59GHz，用于對(duì)電力線、橋梁、樹(shù)木等障礙探測(cè)。
英國(guó)宇航公司于20世紀(jì)80年代開(kāi)始研制的毫米波雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，在完成了2個(gè)階段的地面試驗(yàn)之后，于20世紀(jì)90年代進(jìn)行了3個(gè)階段的機(jī)載雷達(dá)試驗(yàn)，第4階段綜合了所有的辨別參數(shù)，并安裝在高速軍用飛機(jī)的吊艙里完成了其性能的飛行驗(yàn)證。
美國(guó)的“AH-64D"型武裝直升機(jī)已于1993年裝上了“長(zhǎng)弓”(Longbow)毫米波火控雷達(dá)。又如俄羅斯的“米-28N”攻擊直升機(jī)上也裝有類似于“長(zhǎng)弓”雷達(dá)的“Kinzhal-V”毫米波雷達(dá)。俄羅斯另一個(gè)具有代表性的大型毫米波空間監(jiān)視相控陣?yán)走_(dá)RUZA，Ka頻段，整個(gè)雷達(dá)的輻射峰值功率高達(dá)1MW，平均功率1kW。
美國(guó)在 1995年研制并試驗(yàn)完成了AH-64武裝直升機(jī)的 AN /APG-78“長(zhǎng)弓”火控雷達(dá)，雷達(dá)的工作頻率為 35 GHz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)。“長(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(MMW D)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。表2列出了“長(zhǎng)弓”雷達(dá)的主要性能參數(shù)，直升機(jī)裝載的“長(zhǎng)弓地獄火”毫米波自尋的空對(duì)地導(dǎo)彈航空武器系統(tǒng)具有“發(fā)射后不管”的能力。在雷達(dá)提供的經(jīng)精確定位和威脅等級(jí)排序的地面和空中目標(biāo)引導(dǎo)下，武器系統(tǒng)可實(shí)施對(duì)地或?qū)漳繕?biāo)的有效攻擊。安裝“長(zhǎng)弓"毫米波雷達(dá)后，武裝直升機(jī)的攻擊和生存能力得到了極大提高。
美國(guó)陸軍軍械研究和發(fā)展司令部研制的2種3mm 波雷達(dá)—輕型綜合毫米波傳感器(LIMIS)和先進(jìn)的火控雷達(dá)(AFCOR)，它們應(yīng)用于諸如防空武器的火控系統(tǒng)、裝甲車輛(Pseudomorphic High Electron Mobility Transistors)中的光混頻外差作用產(chǎn)生毫米波信號(hào)。
在毫米波雷達(dá)整機(jī)方面，中國(guó)已研制了Ka頻段動(dòng)目標(biāo)搜索和彈著點(diǎn)校準(zhǔn)雷達(dá)、火控雷達(dá)、彈載尋的雷達(dá)等多種系統(tǒng)，但主要工作在8mm波段。中國(guó)第一部3mm相參脈沖雷達(dá)是20世紀(jì)90年代由中電集團(tuán)十所與電子科技大學(xué)聯(lián)合研制的W頻段的戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)。
MSAR是 EADS防務(wù)電子公司2004年研制完成的一種小型化合成孔徑雷達(dá)，其工作頻率為35GHz(Ka頻段)，采用調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)技術(shù)，在條帶成像模式下，它的覆蓋寬度為 500~1 000 m，分辨力為 0.5 m。雷達(dá)重約4kg功耗低于 60 W.M SSAR天線采用收發(fā)分置方式，置于萬(wàn)向集團(tuán)支架上的2副天線分別用于發(fā)射和接收。研制MSAR的動(dòng)機(jī)是德軍普遍認(rèn)為，當(dāng)前的作戰(zhàn)區(qū)域，特別是阿富汗和科索沃，迫切需要一種全天候的無(wú)人機(jī)傳感器能力，支持德國(guó)正在進(jìn)行的國(guó)際維和行動(dòng)。例如，科索沃常常是陰云密布，導(dǎo)致光電和紅外傳感器根本無(wú)法觀察地面發(fā)生的事情，但是35 GHz的 MISAR 則完全不受云霧的影響，仍然能夠?qū)嵤?duì)地監(jiān)視。
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
2023年5月21日，在第二屆健康凱歌年會(huì)暨健康凱歌增長(zhǎng)大會(huì)策略會(huì)上，清雷科技的毫米波雷達(dá)技術(shù)在醫(yī)療健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的探索應(yīng)用，引起了場(chǎng)內(nèi)外與會(huì)者的關(guān)注。傳統(tǒng)的呼吸監(jiān)測(cè)方法通常需要使用傳感器或設(shè)備與人體直接接觸且無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定監(jiān)測(cè)，給用戶帶來(lái)不適和不便。而清雷科技的毫米波雷達(dá)設(shè)備只需要安裝在患者床頭，通過(guò)非接觸的方式，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)呼吸精準(zhǔn)、無(wú)擾、全程、長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)。
2024年12月16日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳彥教授團(tuán)隊(duì)在非接觸心臟活動(dòng)感知研究領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)并利用心臟機(jī)械活動(dòng)諧波中的“拍頻效應(yīng)”這一重要物理現(xiàn)象，成功克服了遠(yuǎn)場(chǎng)條件下由呼吸運(yùn)動(dòng)引起的大數(shù)量級(jí)干擾。在無(wú)需任何模型訓(xùn)練的情況下，他們利用毫米波雷達(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高精度的非接觸人體心臟活動(dòng)監(jiān)測(cè)。
航天與天文領(lǐng)域
在遠(yuǎn)程導(dǎo)彈或航天器重返大氣層時(shí)，需采用能順利穿透等離子體的毫米波實(shí)現(xiàn)通信和制導(dǎo)。高分辨率的毫米波輻射計(jì)適用于氣象參數(shù)的遙感。用毫米波和亞毫米波的射電天文望遠(yuǎn)鏡探測(cè)宇宙空間的輻射波譜可以推斷星際物質(zhì)的成分。
發(fā)展趨勢(shì)
毫米波雷達(dá)與紅外傳感器、攝像頭等并不是相互替代，而是相互補(bǔ)充、相互配合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，共同為智慧生活服務(wù)。紅外傳感器受溫度影響，超聲波雷達(dá)的作用距離近、測(cè)量精度低，無(wú)法探測(cè)細(xì)小目標(biāo)。在很多應(yīng)用場(chǎng)景中，毫米波雷達(dá)可以彌補(bǔ)這些技術(shù)的不足，還能夠高精度地確定移動(dòng)物體的方向、速度、距離，檢測(cè)到細(xì)微的物體移動(dòng)。
高度綜合、集成和輕小型化
毫米波雷達(dá)的應(yīng)用適應(yīng)了雷達(dá)集成小型化的發(fā)展要求，毫米波集成電路的發(fā)展是小型化的重點(diǎn)。隨著軍事電子和信息技術(shù)的發(fā)展，要求精確打擊彈載系統(tǒng)和機(jī)載平臺(tái)等電子系統(tǒng)設(shè)備具有多功能、小型化、輕量化和高機(jī)動(dòng)性，對(duì)毫米波雷達(dá)技術(shù)提出了新的要求，研制集雷達(dá)、識(shí)別、電子戰(zhàn)和通信綜合一體化的毫米波綜合探測(cè)射頻前端，開(kāi)發(fā)高集成度、高指標(biāo)和高可靠性的收發(fā)模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化綜合處理和顯示，由此達(dá)到毫米波系統(tǒng)的高度綜合、集成和輕小型化已經(jīng)成為毫米波技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展方向。
采用有源相控陣技術(shù)
相對(duì)機(jī)械掃描雷達(dá)，相控陣?yán)走_(dá)具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì):天線波束的快速掃描能力；天線波束形狀的快速變化能力；空間定向與空域?yàn)V波能力；掃描和跟蹤去耦合的能力；空間功率合成能力；天線與雷達(dá)平臺(tái)的共形能力；多波束形成能力。這些特點(diǎn)對(duì)提高毫米波雷達(dá)能力，增加雷達(dá)的功能，適應(yīng)現(xiàn)代軍事需求的變化，提供了有效保證。電掃和共形對(duì)于戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略導(dǎo)彈末制導(dǎo)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)多目標(biāo)跟蹤和低截獲抗干擾優(yōu)勢(shì)對(duì)于直升機(jī)載偵察和火控雷達(dá)，電掃和輕小體積重量對(duì)于空間探測(cè)應(yīng)用等都將牽引和推動(dòng)毫米波雷達(dá)技術(shù)，特別是毫米波相控陣技術(shù)的快速發(fā)展。
戰(zhàn)爭(zhēng)中，戰(zhàn)場(chǎng)電磁控制權(quán)的爭(zhēng)奪在向毫米波頻段發(fā)展，毫米波技術(shù)成為提高下一代航空武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的重要技術(shù)。 同時(shí)，戰(zhàn)場(chǎng)上也相繼出現(xiàn)了一大批毫米波雷達(dá)和毫米波制導(dǎo)的新式武器和系統(tǒng)，其必須密切關(guān)注中國(guó)國(guó)外毫米波技術(shù)發(fā)展的新方向，瞄準(zhǔn)世界的先進(jìn)技術(shù)，大開(kāi)展適合中國(guó)軍戰(zhàn)略武器系統(tǒng)的毫米波雷達(dá)的應(yīng)用研究，并加強(qiáng)在諸如近程防空、戰(zhàn)場(chǎng) 監(jiān)視、導(dǎo)彈制導(dǎo)、火控和跟蹤以及敵我識(shí)別等舊的領(lǐng)域技術(shù)，在空間應(yīng)用、電子對(duì)抗等新領(lǐng)域開(kāi)拓創(chuàng)新。
實(shí)時(shí)平臺(tái)處理
車載、機(jī)載、彈載和星載平臺(tái)已經(jīng)成為毫米波雷達(dá)的主要應(yīng)用載體，實(shí)時(shí)處理已經(jīng)成為基于平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求。因此毫米波雷達(dá)的處理平臺(tái)必將向高集成度、高速度、高處理容量、高度綜合化和高可靠性的實(shí)時(shí)平臺(tái)處理的方向發(fā)展，適應(yīng)毫米波系統(tǒng)綜合小型化的發(fā)展方向。
目標(biāo)分類識(shí)別技術(shù)
精密跟蹤、目標(biāo)分類識(shí)別和雷達(dá)圖像的景象匹配，是毫米波雷達(dá)，特別是毫米波偵察監(jiān)視雷達(dá)、末制導(dǎo)雷達(dá)和空間探測(cè)雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)。采用寬帶信號(hào)，利用毫米波空間高分辨特性、毫米波成像技術(shù)(實(shí)孔徑成像、合成孔徑成像、干涉合成孔徑成像和逆合成孔徑成像技術(shù))，同時(shí)結(jié)合高精度跟蹤的航跡、速度、加速度和位置信息，輔以幅度、音響、頻譜信息是完成目標(biāo)識(shí)別的重要途徑。多傳感器的信息融合，多平臺(tái)信息的交互和協(xié)同將提高目標(biāo)識(shí)別的效果。
相關(guān)事件
2023年2月27日，特斯拉重新啟用之前放棄的毫米波雷達(dá)。隨著汽車電動(dòng)化、智能化浪潮的推進(jìn)，提供安全保障的感知層作為核心模塊，受到了業(yè)內(nèi)較高的關(guān)注。其中，作為感知層核心器件之一，毫米波雷達(dá)市場(chǎng)迎來(lái)高速增長(zhǎng)周期。
2025年1月31日，南開(kāi)大學(xué)攜手香港城市大學(xué)，成功研制出薄膜鈮酸鋰光子毫米波雷達(dá)芯片，在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域取得重大突破。
參考資料 >
川速微波.川速微波.2025-02-02
毫米波雷達(dá)走出“汽車圈”.中國(guó)電子報(bào).2025-02-02
毫米波雷達(dá)技術(shù)創(chuàng)新突破.人民網(wǎng).2025-01-31
不用接觸就能監(jiān)測(cè)心臟活動(dòng)，中國(guó)科大利用毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)新突破.IT之家.2025-02-02
我國(guó)光子毫米波雷達(dá)技術(shù)取得突破性進(jìn)展，為 6G 技術(shù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ).IT之家.2025-01-31
一文了解毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:技術(shù)成熟，適應(yīng)全天候工作，但是市場(chǎng)基本為國(guó)外廠商壟斷.前瞻網(wǎng).2025-06-07
掌握自主品牌向上突破“秘笈”的這家企業(yè)，上汽布局了!.掌握自主品牌向上突破“秘笈”的這家企業(yè)，上汽布局了!.2025-01-31
跨界融合，清雷科技毫米波雷達(dá)技術(shù)引領(lǐng)醫(yī)療健康監(jiān)測(cè)新風(fēng)潮.新浪網(wǎng).2025-02-02
毫米波雷達(dá)再引起市場(chǎng)熱議 為行業(yè)增加新的“爆點(diǎn)”.鳳凰科技.2025-01-31