W波段雷达调研


W波段雷达调研

W波段范围为75~110GHz,波长约等于2.7~4mm。频率高于IEEE指定的V波段(40-75GHz),与北约指定的M波段(60-100GHz)重叠。从71到76 GHz和81到86 GHz的段由国际电信联盟指定用于卫星服务。77 GHz频率也用于汽车雷达。

1 W波段优点

在 W 频段,地物的表面散射粗糙度增加,其雷达图像具有对比度高、散射特征明显、斑点噪声低的特点,与X波段和Ka波段相比,W波段波长短,成像更细腻,能更好地表现出类光学特性。W 波段成像雷达可以获取地物的细节纹理特征,可广泛应用于目标识别、微小变化检测等领域。

与其他频率相比,W波段不仅可以保证在信杂比(SCR)方面稍好一些的性能,而且设备(尤其是天线尺寸)将比同等分辨率下的X波段和K波段小得多。

在文献8中,作者分析了X,K和W波段在FOD中的表现。在沥青反射率实验中,W波段反射率不会随着角度(3~10度)的改变发生明显变化。

image-20220723185038603

在对不同金属物体的RCS的研究中,W波段对小金属物体(如螺栓)有着更高的RCS。

2 W波段缺点

雷达系统频率越高、带宽越大,系统设计和实现的难度越高,如果系统的接收采用去调频(Dechirp)的接收模式,可降低了回波信号的采样频率和数据率。

由于 W 波段 SAR 波长短,约为X波段的1/10,成像对运动误差更加敏感。

3 W波段应用

在雷达成像方面,由于W波段的雷达可以做到更小的尺寸,可以做到更高的分辨率,同时具备云雾穿透的特性,适合应用在小型无人机载SAR上。

在近景成像方面,W波段毫米波雷达可通过主动成像检测物体,相对于X波,对人体危害更小,可用于公共场所的安检。

参考文献

[1]H. Essen, W. Johannes, S. Stanko, R. Sommer, A. Wahlen and J. Wilcke, “High Resolution W-band UAV SAR”, 2012 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2012, pp. 5033-5036, doi: 10.1109/IGARSS.2012.6352480.

[2]S. Kim et al., “Multichannel W-Band SAR System on a Multirotor UAV Platform With Real-Time Data Transmission Capabilities,” in IEEE Access, vol. 8, pp. 144413-144431, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3014700.

[3]S. Palm, R. Sommer, D. Janssen, A. Tessmann and U. Stilla, “Airborne Circular W-Band SAR for Multiple Aspect Urban Site Monitoring,” in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 57, no. 9, pp. 6996-7016, Sept. 2019, doi: 10.1109/TGRS.2019.2909949.

[4]李霆,孟祥新,张华坤,韦巍,王文静.W波段主动式近场成像试验研究[J].电子测量技术,2020,43(19):22-26.DOI:10.19651/j.cnki.emt.2004705.

[5]董勇伟,李焱磊,丁满来,梁兴东.一种高分辨率W波段SAR系统[J].电子与信息学报,2018,40(05):1266-1270.

[6]姜漫,王辉,孙志强,潘嘉祺,王群.W波段FMCW SAR系统实现与试验[J].上海航天,2018,35(06):12-17.DOI:10.19328/j.cnki.1006-1630.2018.06.003.

[7] F. Nsengiyumva, C. Pichot, I. Aliferis, J. Lanteri and C. Migliaccio, “Detection of debris (FOD) on runways in W-band: Relevance and validity domain of two-dimensional approaches,” 2015 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA), 2015, pp. 117-120, doi: 10.1109/ICEAA.2015.7297086.

[8] G. Mollo, R. D. Napoli, G. Naviglio, C. D. Chiara, E. Capasso and G. Alli, “Multifrequency Experimental Analysis (10 to 77 GHz) on the Asphalt Reflectivity and RCS of FOD Targets,” in IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 14, no. 9, pp. 1441-1443, Sept. 2017, doi: 10.1109/LGRS.2017.2699282.


文章作者: Liuss
版权声明: 本博客所有文章除特別声明外,均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源 Liuss !
评论
  目录