FPGA与DSP的3mm主被动复合探测系统的设计与研究(2)

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随着高新技术的飞速发展及其在武器系统中的应用，现代战争进入了高科技时代。特别是在美国”911”事件发生后，为了配合反恐作战的需要，以美国为首的北约国家调整了军事战略把精确制导武器作为优先发展项目。由于精确制导武器具有突破力强、命中精度高、杀伤威力大、通用型号、综合效益高等优点，是之在现代战争中得到了广泛的应用。

在这些精确制导武器中，以毫米波为主要工作频段的占了很大比重。毫米波介于微波和红外波段之间兼有微波和红外波段的优点是精确制导武器较为理想的选择波段。与微波相比它波束窄、波长短因而毫米波探测器具有较高的空间角度和距离分辨力、较强的抗干扰能力和较好的低仰角探测性能同时它体积小、重量轻便于弹载使用与红外相比尽管毫米波探测精度没有红外高但它受气候和烟尘影响小而且区分金属目标和环境的能力强。因此开展毫米波探测技术及其在精确制导中的应用具有重要的国防意义。以前由于工艺技术难度较大、成本高发展较为缓慢只有近几年来毫米波元器件特别是固态器件的迅速发展才使毫米波探测制导技术得到了迅速的发展。

随着技术的成熟和成本的降低毫米波近程探测技术在汽车防撞船舶导航等民用方面也越来越受到人们的重视市场潜力巨大。

1.1.2 毫米波的特点

迄今，毫米波频段尚无精确的定义，通常将30--300GHz的频域称为毫米波(波长为lmm至lOmm)。显然，毫米波介于红外和微波之间。由于红外激光系统在穿透烟尘、云雾等恶劣环境和夜间工作的局限性，以及微波频谱已经非常拥挤的状况，而毫米波兼有微波和红外的优点，可以弥补红外和微波所面临的不足。毫米波的典型特点是它的波长短、频带宽以及它的大气传播特性，它的优点、缺点及典型应用都与这三个特征有关。

l、精度高，容易获得窄波束和大的绝对带宽，抗电子干扰能力强。

2、多普勒频率分辨率高。

3、毫米波雷达的目标散射特性对目标形状的细结构敏感，可提高对目标的识别能力。

4、有穿透等离子体的能力。

5、与红外和激光相比，毫米波受气象和烟尘的影响小；区别金属目标和环境背景的能力强。

6、仰俯角探测性能好，多径衰减和地面杂波影响小。

7、体积小，重量轻，和微波相比，毫米波元件的尺寸要小的多，因此更容易小型化。

1976年，IEEE规定毫米波的频率范围为40一300GHz，我们一般把频率在30一300GHz的电磁波，称为毫米波，其对应的波长为10一1mm。毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。

毫米波在大气中的传播损失主要来自水蒸汽和氧分子对电磁能量的谐振吸收。在各谐振点之间存在着损失较小的以35吉赫、94吉赫、140吉赫、220吉赫等频率为中心的窗口。各窗口宽度不等，约为几十吉赫。毫米波雷达的工作频率选在这些窗口之内。

一直以来对人体隐匿物体的探测都是一个技术难题，目前也采用了一些探测方法，例如，用高能射线可对行李物品进行有效探测，但是对人体有一定伤害，不能用于常规的人体检测；红外探测器则取决于物体的温度，区分不同物体的能力不强，并且只能得到人体表面图像，无法探测隐匿物品；而金属探测器则对陶瓷、塑料等非金属物品无能为力。