विद्युत चुम्बकीय तरंग अंतःक्रिया तंत्र और भौतिक आयामों की बाधाएँ
मिलीमीटर तरंग रडार बिंदु बादलों की विरलता का प्राथमिक कारण तरंग प्रकाशिकी और विद्युत चुंबकत्व के बुनियादी भौतिक नियमों से उत्पन्न होता है। वाहन पर लगे मिलीमीटर वेव रडार की मुख्यधारा कार्यशील आवृत्ति बैंड 77GHz से 79GHz है, और संबंधित तरंग दैर्ध्य लगभग 3.8 मिमी से 3.9 मिमी है।
विद्युत चुम्बकीय तरंग परावर्तन सिद्धांत के अनुसार, वस्तु की सतह की सापेक्ष खुरदरापन प्रतिध्वनि की विशेषताओं को निर्धारित करती है। जब पता लगाने वाली तरंग दैर्ध्य वस्तु की सतह के लहरदार आकार से बहुत बड़ी होती है, तो सतह विद्युत चुम्बकीय तरंगों के परिप्रेक्ष्य से एक अर्ध दर्पण सतह के रूप में दिखाई देती है, और परिणामी प्रतिबिंब स्नेल के नियम का पालन करता है, अर्थात, घटना कोण प्रतिबिंब कोण के बराबर होता है।
शहरी सड़क दृश्यों में, कारों की धातु की सतहें, इमारतों की कांच की पर्दे वाली दीवारें और सपाट डामर फुटपाथ लगभग सभी 4 मिमी के करीब तरंग दैर्ध्य के साथ मिलीमीटर तरंगों के लिए "दर्पण सतह" हैं।
इस स्पेक्युलर परावर्तन के कारण अधिकांश विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा मिलीमीटर तरंग राडार से दूर एक दिशा में फैल जाती है, जिसमें वस्तु के किनारे पर विवर्तन, कोने परावर्तक संरचना से द्वितीयक प्रतिबिंब, या सामान्य घटना से बैकस्कैटरिंग के माध्यम से केवल बहुत कम मात्रा में ऊर्जा प्राप्त एंटीना में वापस प्रेषित होती है।
इसके विपरीत, लिडार द्वारा उपयोग की जाने वाली तरंग दैर्ध्य 905nm या 1550nm स्तर पर है, जो मिलीमीटर तरंगों से छोटे परिमाण के तीन क्रम है। कई ऑब्जेक्ट सतहें लेज़रों के लिए खुरदरी होती हैं और एकसमान फैलाना प्रतिबिंब उत्पन्न कर सकती हैं, इस प्रकार यह सुनिश्चित होता है कि ऑब्जेक्ट सतह के सभी हिस्से प्रतिध्वनि बिंदुओं को प्रतिबिंबित कर सकते हैं।
प्रतिबिंब पैटर्न में अंतर के अलावा, सामग्री की ढांकता हुआ स्थिरांक और चालकता भी बिंदु बादल की समृद्धि को प्रभावित करती है। एक अच्छे कंडक्टर के रूप में, धातु में मिलीमीटर तरंगों के लिए अत्यधिक उच्च परावर्तन क्षमता होती है, इसलिए वाहन, रेलिंग और अन्य वस्तुएं अपेक्षाकृत स्थिर पहचान बिंदु बना सकती हैं। पैदल चलने वालों जैसे गैर-धात्विक लक्ष्यों के लिए, जिनका मुख्य घटक नमी है, मिलीमीटर तरंगों का अवशोषण और प्रकीर्णन तंत्र अधिक जटिल है।
यद्यपि मानव शरीर की कार्बन सामग्री इसे मिलीमीटर तरंग बैंड में कुछ हद तक परावर्तक बनाती है, क्योंकि मानव शरीर की सतह का आकार बेहद अनियमित है और इसमें समतल या कोणीय परावर्तन संरचना का एक बड़ा क्षेत्र नहीं है, ऊर्जा आसानी से कई दिशाओं में बिखर जाती है, जिससे प्रतिध्वनि की तीव्रता में हिंसक उतार-चढ़ाव होता है।
कुछ अध्ययनों में इस पर प्रयोग किये गये हैं। कार्बन लेपित मानव शरीर मॉडल का उपयोग पैदल यात्रियों की प्रतिबिंब विशेषताओं का अनुकरण कर सकता है। हालाँकि, फिर भी, जब पैदल यात्री के अंग रडार किरण के सापेक्ष एक कोण पर होते हैं, तो बड़ी संख्या में रेडियो फ्रीक्वेंसी सिग्नल वापस लौटने के बजाय विक्षेपित हो जाएंगे। इससे यह भी पता चलता है कि मिलीमीटर तरंग राडार दृश्य में, पैदल चलने वालों का बिंदु बादल न केवल विरल होता है, बल्कि अक्सर गायब हिस्से भी होते हैं।
हार्डवेयर एपर्चर और कोणीय रिज़ॉल्यूशन की सीमाएं स्थानिक धारणा के विवेक को और बढ़ा देती हैं। आसन्न लक्ष्यों को अलग करने के लिए मिलीमीटर तरंग रडार की क्षमता एंटीना के कोणीय रिज़ॉल्यूशन द्वारा सीमित होती है, जो भौतिक रूप से एंटीना के समतुल्य एपर्चर के तरंग दैर्ध्य के अनुपात से निर्धारित होती है।
वाहन स्थापना स्थान द्वारा सीमित, मिलीमीटर तरंग रडार एंटेना के भौतिक आकार को असीमित रूप से विस्तारित नहीं किया जा सकता है। इससे पारंपरिक मिलीमीटर तरंग राडार का क्षैतिज कोणीय रिज़ॉल्यूशन केवल 5 डिग्री और 10 डिग्री के बीच बना रहता है, और उनमें से अधिकांश में पिच कोणों को समझने की क्षमता नहीं होती है।
इसका मतलब यह है कि एक विस्तृत बीम रेंज के भीतर, भले ही कई प्रतिबिंब केंद्र हों, मिलीमीटर तरंग रडार अपर्याप्त रिज़ॉल्यूशन के कारण उन्हें एक बिंदु आउटपुट में विलय कर सकता है। "स्थानिक नमूनाकरण" स्तर पर यह अक्षमता मूल रूप से एक इकाई स्थान में उत्पन्न होने वाले बिंदु बादलों की संख्या को सीमित करती है, जिससे मिलीमीटर तरंग राडार के लिए लिडार जैसे घने लेजर बीम स्कैनिंग के माध्यम से विस्तृत तीन - आयामी मॉडल बनाना असंभव हो जाता है।
