毫米波雷達是近年來發展較快、並得到各國軍隊普遍重視的一種重要軍用裝備技術。毫米波雷達就是指工作在毫米波波段的雷達。毫米波是指波長為1~10毫米的電磁波，是頻率最高、波長最短的微波頻段。毫米波由於波長介於微波與紅外、可見光之間（毫米波也屬於微波的一種，這裡為了方便講解將毫米波與其它微波波段進行區分），因而兼有微波和光電的優點，使其在通信、雷達、制導、遙感、射電天文等方面都有重大的應用價值。在軍用領域，除了毫米波雷達外，毫米波在軍用通信領域也可大有作為，這是因為毫米波具有波束窄、方向性強的特點，使其很難被對方的電子偵察系統截獲，因而可以提供安全、隱蔽、保密的軍用通信。毫米波尤其適用於衛星通信，可以提供比傳統通信衛星更大的通信容量和更高的數據傳輸速率，典型代表就是美國先進極高頻軍用通信衛星AEHF，其通信容量比傳統軍用通信衛星提高了十倍以上，而且保密性、抗干擾性和低可截獲概率等性能指標也得到全面提升。
美國先進極高頻通信衛星AEHF
毫米波雷達在民用領域也得到一定發展。圖為毫米波雷達用於民用汽車的防撞雷達
一般情況下雷達為了提高遠程探測距離，大多工作在波長較長、頻率較低的波段，多為釐米波和分米波，還有工作在米波或者更長波段的雷達。而毫米波雷達的波長較短，頻率極高，使其具備了分辨率高、測量精度高的特點。這是因為對於雷達來說，波長越短、頻率越高，則雷達波束越窄，“看”目標“看”得越清楚。在相同天線尺寸下，毫米波的波束要比微波波束窄得多。例如一個 12釐米的天線，工作於9.4GHz時其波束寬度為18度，而工作在94GHz時其波束寬度僅1.8度，從而可以分辨相距更近的多個小目標，或者更為清晰地觀察目標。如果說傳統的微波雷達看的是物體輪廓，則毫米波雷達就可以看物體細節，即毫米波雷達的探測、跟蹤精度非常高。正是因為毫米波雷達的這一特性，使得它非常適合用於各種火控雷達，一些傳統的X波段火控雷達也有往毫米波方向發展的趨勢。毫米波雷達憑藉極高的精度甚至可用於探測、跟蹤飛行中的炮彈或火箭彈。
毫米波雷達的高精度探測能力使得它很適合用於火控雷達
毫米波雷達的典型應用就是“長弓阿帕奇”武裝直升機，其頭上頂的“長弓”火控雷達就工作在毫米波波段，可實現對地面、低空和水面目標的高精度探測。“長弓”雷達之所以選擇了毫米波波段，就是因為地面目標一般體型都比較小（比如坦克和導彈發射車），處於複雜的地形環境中，且經常與其它無關目標混雜在一起，傳統微波雷達的分辨能力很難有效地探測、識別地面目標。傳統雷達的發射波束較寬，覆蓋範圍大，當對地面目標進行探測時，由於地面的環境較為複雜，除了被探測的目標以外，同時還存在著各種無關的雜物，比如地面建築物、複雜的自然環境和地形，這些都會對雷達的探測產生不良的影響。雷達較寬的發射波束除了照射目標以外，還不可避免地會照射到目標周圍的無關雜物，從而產生無用的雷達回波，也就是雜波。雜波會干擾雷達對目標的正常探測，甚至會產生無法探測的盲區，這也是傳統雷達在對地/對海或對低空飛行目標進行探測時的一大難題。而毫米波雷達的窄波束可以有效克服地面雜波及背景干擾，再加上毫米波雷達的尺寸、重量可以做得非常小，因此直升機也可以在頭上“頂個球”。
美國“長弓阿帕奇”武裝直升機旋翼上的“扁球”就是毫米波雷達
毫米波雷達的高精度使它也很適合用於艦載火控雷達，比如我國1130近防炮就配備了專用的毫米波火控雷達。毫米波雷達尤其適合用於探測、跟蹤低空來襲的反艦導彈類目標，並且也有利於探測快艇等小型水面目標。不過毫米波雷達多用於近程防空系統或者炮瞄雷達，因為毫米波雷達相比釐米波、分米波雷達其探測距離通常都要小得多，這是毫米波波長較短帶來的固有缺陷。毫米波在大氣中的傳輸損耗大，同樣的作用距離下其所需要的發射功率及天線增益都比微波雷達更高，這限制了毫米波雷達作用距離的提升。而且毫米波雷達發射的窄波束先天不適合用於遠程大範圍探測，這是其用於艦載雷達的一大制約因素。不過毫米波雷達探測距離近的缺點並不是絕對的，當它的天線孔徑足夠大、發射功率足夠強時，毫米波雷達也是可以實現遠程探測的。美國就曾研發過超大型毫米波探測雷達，天線尺寸達到13.7米，最大探測距離達到驚人的2 500千米，並且仍保持了很強的目標分辨能力，用於探測彈道導彈時可以提供極高的探測精度，具備了識別和區分真假彈頭的能力。當然，該雷達的研發難度非常高，在經過了多年的技術改進後還只是試驗的性質。
美國研發的大型毫米波探測雷達
毫米波雷達對地面目標的雷達成像
毫米波雷達還具備以下的優點——抗干擾能力強：由於毫米波雷達發射的是窄波束，使敵方難以截獲雷達信號，敵方干擾機的干擾功率信號正確指向毫米波雷達要比指向微波雷達更困難；反隱身能力：目前隱身飛機設計的隱身頻率主要作用於微波雷達，對毫米波這種“非主流”的雷達波段效果不佳，而且隱身機的機體等不平滑部位相對毫米波來說更為明顯，因此毫米波雷達具有一定的反隱身能力；毫米波雷達憑藉極高的分辨率也有利於雷達成像，從而提高雷達對目標的識別和分辨能力，並使雷達系統具備更加強大的功能。
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