請問一下，毫米波在當今軍事活動上主要有哪些應用？

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毫米波應用

1. 特點介紹

毫米波波段是介於微波和紅外波段之間的一個電磁波波段，一般指30~300GHz的頻段。

毫米波電子系統具有如下特性：

（1）小天線孔徑具有較高的天線增益；

（2）高跟蹤精度和制導精度；

（3）不易受電子干擾；

（4）低角跟蹤時多徑效應和地雜波干擾小；

（5）多目標鑒別性能好；

（6）雷達解析度高；

（7）大氣衰減「諧振點」可作保密傳輸。

由於上述特性，毫米波主要應用在結構小、重量輕、分辨力高、作用距離近和具有良好多普勒處理特性的場合。與微波相比，毫米波受惡劣氣候條件影響大，但分辨力高，結構輕小；與紅外和可見光比，毫米波系統雖沒有那樣高的分辨力，但通過煙霧灰塵的傳輸特性好。

2.在軍事領域中的應用

軍事上的需要是推動毫米波技術發展的重要因素。目前毫米波在雷達、制導、戰術和戰略通信、電子對抗、遙感、輻射測量儀器等方面得到了廣泛應用。

2.1 毫米波雷達

毫米波雷達的優點是角解析度高、頻帶寬、多普勒頻移大和系統的體積小。缺點是作用距離受功率器件限制。目前大多數火控系統和地空導彈制導系統中的跟蹤雷達均已工作在毫米波頻段。當需要大作用距離時所需的發射功率及天線增益都比微波系統高。其典型的應用實例有：

2.1.1 空間目標識別雷達

其特點是使用大型天線以得到成像所需的角解析度和足夠高的天線增益，使用大功率發射機以保證作用距離。

2.1.2 直升飛機防撞雷達

現代直升飛機的空難事故中，飛機與高壓架空電纜相撞造成的事故佔了相當高的比率。因此應用於直升飛機的防撞雷達要能發現線徑較細的高壓架空電纜，需要採用解析度較高的短波長雷達，實際多用 3 mm 雷達。這種雷達技術還可用於車輛防障。

2.1.3 精密跟蹤雷達

實際的精密跟蹤雷達多是雙頻系統，即一部雷達可同時工作於微波頻段（作用距離遠而跟蹤精度較差）和毫米波頻段（跟蹤精度高而作用距離較短），兩者互補取得較好的效果。雙頻還帶來了一個附加的好處：毫米波頻率可作為隱蔽頻率使用，提高雷達的抗干擾能力。

2.1.4 其他軍用雷達

炮位偵察雷達用於精確測定敵方炮彈的軌跡，從而推算出敵方炮兵陣地的位置。由於雷達體積小（可人背、馬馱）、角跟蹤精度高，抗干擾和低截獲，常採用 3 mm波段的雷達，發射機平均輸出功率在 20 W 左右。為了有效跟蹤掠海飛行的小型高速導彈（巡航導彈），艦炮火控系統的跟蹤雷達也有使用毫米波段的趨勢。

2.2 導彈的制導系統

毫米波制導兼有微波制導和紅外製導的優點，毫米波天線的旁瓣可以做得很低，敵方難於截獲，增加了集團干擾的難度。加之毫米波制導系統受導彈飛行中形成的等離子體的影響較小，國外許多導彈的末制導採用了毫米波制導系統。

毫米波制導系統最初有兩種工作方式：一是主動方式，這種方式作用距離遠，但由於角閃爍效應及其它一些造成指向擺動的因素會影響制導精度。二是被動方式，這時沒有角閃爍效應，制導精度很高，但作用距離有限。為此經常將兩者結合起來使用。即在距離較遠處採用主動方式，當接近目標時轉為被動方式。在 80年代以後，又發展了一種「半主動」體制，即在導彈的引導頭中沒有毫米波發射機，只有接收機。發射機裝在另外的武器平台上，對目標進行照射。引導頭接收從目標反射回來的信號進行制導。既能保證作用距離又避免角閃爍效應。還因為發射機和導彈不在一起，提高了抗干擾能力。

2.3 毫米波主動尋的技術

寬頻高距離分辨是利用發射信號波形大寬頻技術使雷達具有很高的距離解析度，距離單元小於目標尺寸，提高了距離解析度，即一維距離成像，增強了導引頭在複雜背景中目標檢測識別能力、多目標分辨與選擇能力、角閃爍抑制能力及制導精度。目前，國外正在寬頻特性形成一維（距離）成像基礎上發展性能更為優越的毫米波二維成像制導技術，並正在重點突破共形相控陣技術和光控毫米波轉向天線技術。

2.3.1 共形相控陣技術

採用導彈頭罩與天線合一的共形相控陣制導技術具有指向精度高、反應速度快、體積小等特點，便於彈上應用，已引起一些發達國家的高度重視，並正在加速開發。

2.3.2 光控毫米波轉向天線技術

作為關鍵技術的毫米波天線的性能直接影響導引頭的性能。近年來，美國一些公司正在研製基於毫米波與光學方法形成的電子-空穴等離子體柵的相互作用原理形成新型光控毫米波轉向天線結構，改變了以往採用移相器和二極體等分離微小部件的傳統方法，可以獲得靈活而廉價的相控陣天線。

2.4 毫米波電子對抗

由於毫米波雷達和制導系統的發展，相應的電子對抗手段也得到發展。據報道，美國的電子對抗設備中偵察部分 110 GHz 以下已實用化，正在向300GHz 發展。干擾部分 40 GHz 以下已實用化，正在向 110 GHz 發展。由於毫米波雷達和制導系統的波束很窄，天線的旁瓣可以做得很低，使偵察和有源干擾都比較困難。因此無源干擾在毫米波段有較大的發展。目前最常用的是投放非諧振的毫米波箔片和氣溶膠，對敵方毫米波雷達波束進行散射。它可以干擾較寬的頻段而不必事先精確測定敵方雷達的頻率。也可以利用爆炸、熱電離或放射性元素產生等離子體對毫米波進行吸收和散射以干擾敵方雷達。在毫米波段隱身技術中，對付有源毫米波雷達時，和在微波波段一樣可以採用減小雷達截面的外形設計，或者在表面塗敷鐵氧體等毫米波吸收材料以減小反射波。紅外焦平面陣列制導技術具有識別各類誘餌的能力，從而對真目標有較高的命中率。

引用自：任麗娜,曲延濱. 毫米波與紅外技術在軍事領域中的應用[J]. 紅外技術,2004,03:66-70+74.

節選，有所刪減

可以投過建築成像，或在戰場複雜環境視線不佳時檢測對方人員或機械

毫米波有一個在軍事上非常重要的應用——拒止武器。拒止武器指的是「威懾」類的非致命性武器[1],起到的不是傷害效果，而是「擊退」。其實感覺就和法老之鷹那個把人震飛的E技能差不多的那種感覺。

為什麼毫米波可以用作拒止武器呢？這要從毫米波的生物效應說起。

毫米波的頻率和微波是很相近的，我們知道微波爐可以加熱東西是因為微波被物體吸收之後產生了熱。考慮到頻率近似的電磁波具有相似的特性，我們自然要問毫米波有沒有這個特點呢？

事實上，通過計算機的模擬實驗和動物實驗，我們了解到，毫米波也會有熱效應，而且毫米波的熱效應有一個很有意思的特點：毫米波穿透能力不佳，因此大部分的能量將會被皮膚截留，也就是說皮膚會因為受到毫米波的照射而升溫。進一步的計算表明，毫米波造成的熱效應比較嚴重的部位恰好是神經末梢比較集中的位置[2]。於是在熱的刺激下受照射的部位就會產生劇烈的疼痛，據說這種疼痛的性質類似於接觸燈泡的燒灼感[1]，不過可憐的大鼠顯然不是這麼認為的。研究人員拿較大功率的毫米波往大鼠身上照的時候，大鼠會疼得不行，而且因為實在是太痛了，這些可憐的小傢伙的心臟經常會因此出現損傷[3]；要是一個不當心，由於應激效應，大鼠就疼死了。從這個角度來看，毫米波的拒止武器也要小心，要是真把人照死了那顯然違背了拒止武器的初衷。

事實上,在45W/㎡的功率密度下只要兩秒鐘的照射就足以使皮膚溫度升高到50℃左右[1]，而50℃已經是極為難忍的疼痛了。所以現在的想法是使用脈衝式地照射來保護被照射者。

總的來說，這是一種很好的拒止武器，但是實際的應用和安全性仍然需要一些評估。

1.顧玲.主動拒止武器系統的概述[J].真空電子技術.2016.(06):99-103

2.Oriano Bottauscio.Thermal Analysis of Human Tissues Exposed to Focused Beam THz Radiations[J].IEEE Transactions On Magnetic.2015.51(3)

3.李芬.高功率毫米波局部輻照大鼠熱痛應激對皮膚、心臟的損傷觀察[D].上海:華東師範大學.2010

易穿透，可成像，能探測小物體，易攜帶，可通訊，能識別金屬體。