毫米波(波长为1~10毫米的电磁波)
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更新时间:2023-05-16
基本信息
中文名 | 毫米波 |
外文名 | millimeter wave |
特点 | 兼有两种波谱 |
应用学科 | 物理学 光学 |
应用领域 | 光通信,电磁场与电磁波等 |
定义 | 波长为1~10毫米的电磁波 |
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简介说明
毫米波频段没有太过精确的定义,通常将30~300GHz的频域(波长为1~10毫米)的电磁波称毫米波,它位于微波与远红外波相交叠的波长范围,因而兼有两种波谱的特点。毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展。
特点说明
优点:
1)极宽的带宽。通常认为毫米波频率范围为26.5~300GHz,带宽高达273.5GHz。超过从直流到微波全部带宽的10倍。即使考虑大气吸收,在大气中传播时只能使用四个主要窗口,但这四个窗口的总带宽也可达135GHz,为微波以下各波段带宽之和的5倍。这在频率资源紧张的今天无疑极具吸引力。
2)波束窄。在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多。例如一个 12cm的天线,在9.4GHz时波束宽度为18度,而94GHz时波束宽度仅1.8度。因此可以分辨相距更近的小目标或者更为清晰地观察目标的细节。
3)与激光相比,毫米波的传播受气候的影响要小得多,可以认为具有全天候特性。
4)和微波相比,毫米波元器件的尺寸要小得多。因此毫米波系统更容易小型化。
缺点:
1)大气中传播衰减严重。
2)器件加工精度要求高。
传播特性
毫米波在通信、雷达、遥感和设点天文等领域有大量的应用。要想成功地设计并研制出性能优良的毫米波系统,必须了解毫米波在不同气象条件下的大气传播特性。影响毫米波传播特性的因素主要有:构成大气成分的分子吸收(氧气、水蒸气等)、降水(包括雨、雾、雪、雹、云等)、大气中的悬浮物(尘埃、烟雾等)、以及环境(包括植被、地面、障碍物等),这些因素的共同作用,会使毫米波信号受到衰减、散射、改变极化和传播路径,进而在毫米波系统中引进新的噪声,这诸多因素将对毫米波系统的工作造成极大影响,因此我们必须详细研究毫米波的传播特性。
毫米波雷达
20世纪80年代以来由于对毫米波雷达需求的日益增长,从而形成了开发毫米波雷达的热潮,这取决于毫米波雷达具有以下特性:
1)频带极宽,适用于各种宽带信号处理;
5)毫米波散射特性对目标形状的细节敏感,因而可提高多目标分辨对目标识别的能力与成像质量;
8)毫米波与激光和红外相比,虽然它没有后者的分辨率高,但它具有穿透烟、灰尘和雾的能力,可全天候工作。
毫米波天线
研发进程
参考资料
[1]
打破“缺芯少魂”,刘韵洁院士:我国5G毫米波芯片研发成功 · 澎湃网[引用日期2020-06-16]
[2]
中国5G推进组毫米波测试取得里程碑进展 · 中国新闻网[引用日期2021-05-22]
[3]
NEC等开发出应用于6G基站的毫米波无线设备|界面新闻 · 快讯 · 界面[引用日期2021-07-20]