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頻率與波長的關係

首先，與“雷達波長”不得不說的關係就是頻率，這也是大家都知道的一個關係：波長越長，頻率越低；波長越短，頻率越高；波長與頻率的乘積是固定值光速。

天線孔徑和增益與波長的關係

我們知道天線的孔徑大小和增益都會受到波長的制約，且看公式：

其中，G表示天線增益，Ae表示天線有效孔徑。從上圖公式可以直觀的看出，在天線有效孔徑大小相同的情況下，較短波長，可以獲得較大的天線增益，成平方的反比關係；而要獲得同樣的天線增益值，天線有效孔徑與波長的平方成正比關係，也就是波長越短，需要的天線有效孔徑越小，所以想小型化需要利用更高的頻率。

例如，同樣都想達到40dB的天線增益，X波段需要的有效孔徑不到1m2，而UHF波段的雷達需要數百平方米的天線孔徑。所以，我們常見的機載火控雷達通常是X波段，而UHF反隱身雷達總是具有很大的塊頭。

雷達發射功率與波長的關係

由於波長對天線孔徑尺寸的影響，也會間接影響到雷達的發射功率，因為雷達的發射功率會在很大程度上受到電壓梯度和散熱要求的限制。因此，毫不奇怪的是米波雷達可以發射數兆瓦的平均功率，而毫米波雷達僅可達到數百瓦。當然，雷達功率並不是說能多大就需要做到多大，而是綜合考慮探測距離、重量、成本等因素。甚至是發射功率也可以自適應控制，在探測到目標後便減少到僅需的功率用以跟蹤目標。

雷達波束寬度與波長的關係

從上述公式可以看出，獲得較窄的波束寬度，需要較短的波長和較大的天線尺寸，這與天線增益的公式是對應的，因為窄的波束會帶來高的增益。

空間拓展損耗與波長的關係

其中自由空間的損耗單位是dB，常數32.45是在距離單位是km和頻率單位是MHz情況下計算出來的。波長越短，頻率越高，空間拓展損耗越大。除了發射功率，空間拓展損耗大也是毫米波相比於米波雷達作用距離較近的一個原因。

大氣損耗與波長的關係

大氣損耗是指電磁波和大氣中的水蒸氣和氧氣分子共振情況下產生的衰減，在10GHz以下一般忽略不計，但是隨著更高頻率的使用，其影響就不可忽略了，大氣損耗與雷達頻率(波長)的關係如下圖：

從上圖可以看出雖然有很大衰減， 但還是存在一些窗口可以利用，例如汽車雷達常用的24GHz/77GHz頻段，另外還有35GHz以及94GHz頻段附近的毫米波雷達。從上圖還可以看出大氣中的雲和雨也會對電磁波產生較大影響。

那麼，不同的雷達“波長”會對雷達系統產生哪些影響，雷達具備哪些特性？

波段劃分

我們常說的S波段、X波段的波段劃分方法源於二戰時期，由歷史演變而來，很不規範。後來，又有了規範的A/B/C...的劃分方法。雷達波段代表的是發射的電磁波波長(頻率)範圍，一般情況下，長波(低頻)的波段遠程性能好，易獲得大功率發射機和巨大尺寸的天線；短波長(高頻)的波段一般能獲得精確的距離和位置，但作用範圍短。

P波段（A/B/C）

頻率在1GHz頻率以下，由於通信和電視等佔用頻道，頻譜擁擠，一般雷達較少採用，只有少數大型的地面預警雷達和天波超視距雷達採用這一頻段。使用這些較低的頻率，更容易獲得大功率的雷達發射功率，電磁波的空間拓展損耗也遠低於使用較高頻率；

但是，較低的頻率需要具有非常大的物理尺寸的天線，限制了角度的分辨性能，並且帶寬資源有限也限制了距離分辨力。目前，這些頻段正在復甦，這是因為隱身技術在極低的頻率下並不具有期望的隱身效果，因此具有反隱身的作用。另外，超寬帶（UWB）雷達的新技術也在使用該波段。

L波段（D）

該頻段經常傳輸具有高功率，寬帶寬和脈衝內調製的脈衝，是遠程地對空警戒雷達的首選；另外，空中交通管制（ATM）遠程監控雷達工作在這一頻段；這個頻段對於遠程探測衛星和洲際彈道導彈也是具有吸引力的。

我國的SLC-7雷達就是工作在L波段，採用多項最新雷達技術，作用距離遠、測量精度高、抗干擾能力強，併兼具目標類型分辨和敵我識別能力。該雷達採用兩維相掃、方位機掃體制，全數字有源相控陣體制，具備對常規空氣動力目標，隱身飛機、巡航導彈、空地導彈以及臨近空間等目標的探測能力。可為遠程防空反導作戰提供預警、目標指示、跟蹤制導。還可對付目標無人機、火炮和火箭彈目標等。

S波段（E/F）

該頻段的雷達系統需要比在較低頻率範圍內要高得多的發射功率，來達到大的作用距離，是遠程探測和三座標（距離/方位/俯仰）精確測量的折中，例如美軍“宙斯盾”的AN/SPY-1系列艦載雷達等。另外，也可用於空中交通管制的機場監視雷達以及機載報警和控制系統。

C波段（G）

在該頻帶中有許多手持戰場監視、導彈控制和地面監視雷達系統，具有中短距離。 天線的尺寸提供了極好的精度和分辨率，但是惡劣天氣條件的影響將會非常大。雖然該波段兼具S和X波段的特性，但是一般優先選用S或者X。

X波段（I/J）

在該頻帶，所使用的波長和天線尺寸之間的關係明顯優於較低的頻帶，這是軍事應用中一個相對受歡迎的雷達頻段，對於機動及輕量要求高而對作用距離的要求不高時是非常有意義的，例如AN/APG-77/81等機載雷達。

由於其可用帶寬較寬，天線尺寸較小，因此該頻段對於軍事電子情報和基於合成孔徑雷達（SAR）的空間或機載成像雷達也是很受歡迎的。

雷達對頻段的選擇依據主要有：作用距離的需求、天線尺寸的限制、多維信息的分辨性能、傳輸衰減情況、可用的帶寬資源、工藝和成本、當然還要重點考慮雷達的用途和使用場景等等。這些依據中有些是相關的，有些是相互制約的，雷達波段的選擇是經過各項因素利弊權衡後的擇優結果。