毫米波技术及芯片详解

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毫米波雷达芯片

毫米波雷达芯片

毫米波雷达芯片毫米波雷达芯片是一种用于测量目标物体距离、角度和速度的无线电频谱技术。

它的工作频率通常在30到300 GHz之间,因此被称为毫米波雷达。

与传统的雷达系统相比,毫米波雷达芯片具有更高的分辨率和精度。

首先,毫米波雷达芯片具有较高的频率特性,使其能够以更高的分辨率进行测量。

由于其工作频率较高,波长较短,相邻的目标物体可以被更好地区分。

这意味着毫米波雷达芯片可以提供更精确的距离测量,并能够检测到较小的目标物体。

其次,毫米波雷达芯片具有较高的角度分辨率。

由于波长较短,毫米波雷达芯片可以更准确地确定目标物体的方向。

这使其在目标定位和识别中非常有用。

例如,毫米波雷达芯片可以用于自动驾驶系统中的障碍物检测和避免碰撞。

此外,毫米波雷达芯片还具有较高的速度测量准确性。

毫米波雷达芯片可以精确地测量目标物体的运动速度,无论其是静止的还是移动的。

这使得毫米波雷达芯片在交通监控和安全检测领域具有广泛应用。

例如,它可以用于测量车辆的速度,并在需要时触发交通信号灯或安全警告。

毫米波雷达芯片还具有高频率传输的优势。

由于其工作在毫米波频段,毫米波雷达芯片可以传输更大量的数据,从而提高了数据传输速率。

这使得它在无线通信和移动网络中具有潜在的应用,例如用于高速数据传输或宽带无线接入。

然而,毫米波雷达芯片也面临一些挑战。

首先,毫米波波段的信号容易受到天气条件的影响,例如雨、雾和大气湿度。

这可能导致信号衰减和误差,进而影响雷达系统的性能。

其次,毫米波雷达芯片的成本相对较高,这可能限制了其在某些应用领域的普及和应用。

总而言之,毫米波雷达芯片是一种具有高分辨率、角度分辨率和速度测量准确性的无线电频谱技术。

它在许多领域具有广泛的应用潜力,如无线通信、自动驾驶和交通监控。

随着技术的进一步发展,毫米波雷达芯片有望实现更广泛的应用和更好的性能。

毫米波雷达分类和技术方案

毫米波雷达分类和技术方案

毫⽶波雷达分类和技术⽅案毫⽶波毫⽶波雷达雷达分类和技术⽅案分类和技术⽅案⼀.什么是毫⽶波?毫⽶波是⼀项可⽤于检测物体并提供物体的距离、速度和⾓度信息的传感技术。

这是⼀项⾮接触式技术,⼯作频谱范围为 30GHz ⾄300GHz 。

由于该技术使⽤较⼩的波长,因此可以提供亚毫⽶的距离精度,此外该技术还能够穿透塑料、墙板和⾐服等特定的材料,并且不受⾬、雾、灰尘和雪等环境条件的影响。

毫⽶波传感器使⽤毫⽶ (mm) 范围的波长发送信号。

这被视为电磁谱中的短波长,是该技术的优势之⼀。

处理毫⽶波信号所需的系统组件(如天线)的尺⼨确实很⼩。

短波长的另⼀项优势是⾼分辨率。

在 60-64GHz 和 76-81GHz 的频率下,将距离解析为波长的毫⽶波系统的精度可达到毫⽶级。

此外,在此频谱范围内运⾏使得毫⽶波传感器很有趣,原因是::能穿透材料:穿透塑料、墙板和⾐服。

⾼度定向:形成具有 1° 精度的紧凑波束。

与光类似:可以使⽤标准光学技术进⾏聚焦和转向。

较⼤的绝对带宽:能够区分两个靠近的物体。

⼆.接近感应解决⽅案发现很难选择合适的接近感应技术?阅读我们的信息图表,快速了解我们提供的每种技术(包括毫⽶波)的优缺点以及它如何帮助您的设计实现智能。

采⽤单芯⽚毫⽶波传感器实现前沿的智能⾃主发送信号可以采⽤不同类型的波形,包括脉冲、移频键控 (FSK)、连续波 (CW) 和调频连续波形 (FMCW)。

TI 毫⽶波传感器实现了快速FMCW,从⽽可以在密集场景中实现可靠运⾏、快速传感以及更低的模糊性。

快速 FMCW 还能够提供针对物体的距离和速度提供精确的测量,从⽽使毫⽶波传感器能够提供多维传感。

完整的毫⽶波雷达系统包括发送 (TX) 和接收 (RX) 射频 (RF) 组件,以及时钟等模拟组件和模数转换器 (ADC)、微控制器单元 (MCU) 和数字信号处理器 (DSP) 等数字组件。

这些问题解决了,并设计了集成这些组件且基于 CMOS 的毫⽶波雷达器件。

毫米波雷达级联芯片重叠相位

毫米波雷达级联芯片重叠相位

毫米波雷达级联芯片重叠相位毫米波雷达是一种利用毫米波频段进行探测和测距的技术。

在毫米波雷达系统中,为了提高测距的分辨率和精度,常常会采用级联芯片重叠相位技术。

这种技术能够有效地减小雷达测距误差,提高雷达的性能。

我们来了解什么是毫米波雷达级联芯片。

毫米波雷达级联芯片是指将多个芯片级联使用的一种技术。

在毫米波雷达系统中,为了实现高分辨率和高精度的目标检测和测距,需要利用多个芯片级联工作。

级联芯片可以提高雷达系统的性能,使得雷达能够更准确地探测到目标并测量其距离。

而重叠相位技术是一种常用的测距技术,通过测量接收信号的相位差来计算目标与雷达之间的距离。

在毫米波雷达系统中,为了提高测距的准确性,常采用重叠相位技术。

该技术通过将多个级联芯片的接收信号进行叠加,可以减小测距误差,提高测距的精度。

具体来说,级联芯片重叠相位技术的实现包括两个步骤:相位校准和相位叠加。

首先,在级联芯片中,需要进行相位校准,即校准每个芯片的相位延迟,使得各个芯片的相位延迟一致。

这样可以确保多个芯片接收到的信号具有一致的相位信息。

然后,在接收到的信号上进行相位叠加,将多个芯片接收到的信号进行叠加,得到一个叠加后的信号。

通过对叠加后的信号进行相位计算,可以得到目标与雷达之间的准确距离。

级联芯片重叠相位技术的优点在于能够提高雷达系统的测距分辨率和测距精度。

通过将多个芯片级联使用,可以有效地减小雷达测距误差,提高雷达的性能。

此外,级联芯片重叠相位技术还可以提高雷达系统的抗干扰能力和工作稳定性。

然而,级联芯片重叠相位技术也存在一些挑战和限制。

首先,相位校准是技术实现中的一个关键环节,需要精确地校准每个芯片的相位延迟,这对于芯片设计和制造来说是一个挑战。

其次,相位叠加需要对接收到的信号进行精确的处理和计算,这对算法和计算能力要求较高。

此外,级联芯片重叠相位技术还会增加系统的复杂度和成本。

总结起来,毫米波雷达级联芯片重叠相位技术是一种提高雷达系统性能的重要技术。

微波毫米波芯片

微波毫米波芯片

微波毫米波芯片
微波毫米波芯片是一种专门用于高频通信和雷达系统中的集成电路芯片。

它能够实现高速、高精度的信号处理和传输,广泛应用于5G通信、汽车雷达、无人机导航等领域。

微波毫米波芯片的工作频率通常在1GHz至100GHz之间,比传统的
射频芯片更高。

它采用了半导体材料如GaAs和InP等,具有较高的
截止频率和噪声系数,能够实现更快速、更精确的信号处理。

与传统射频芯片相比,微波毫米波芯片具有以下优点:
1. 高速:微波毫米波芯片能够实现更快速的信号处理和传输,适合于
高速数据传输应用。

2. 高精度:由于工作频率较高,微波毫米波芯片能够实现更精确的信
号处理和控制。

3. 小型化:微波毫米波芯片采用了集成电路技术,可以将多个功能模
块集成到一个小型化的芯片上,从而节省空间和成本。

4. 低功耗:由于采用半导体材料,微波毫米波芯片具有较低的功耗和
热损耗,能够实现更高效的能源利用。

目前,微波毫米波芯片已经广泛应用于5G通信、汽车雷达、无人机导航等领域。

随着技术的不断进步,微波毫米波芯片将会越来越小型化、高速化和智能化,为人们的生活带来更多便利和创新。

微波毫米波芯片

微波毫米波芯片

微波毫米波芯片微波毫米波芯片是一种在无线通信领域中广泛应用的关键元器件。

它可以实现对微波和毫米波信号的调制、放大、滤波、混频等功能,是无线通信系统中的重要组成部分。

微波毫米波芯片在5G通信中具有重要作用。

随着5G技术的发展,对于更高频率的微波和毫米波信号的处理需求越来越大。

微波毫米波芯片可以实现对这些高频信号的精确控制和处理,从而实现更快速、更稳定的数据传输。

它可以帮助5G通信系统实现更高的数据传输速率和更低的时延,为用户提供更好的通信体验。

微波毫米波芯片在雷达系统中也扮演着重要角色。

雷达系统需要对回波信号进行精确的处理和分析,以实现目标检测、跟踪、成像等功能。

微波毫米波芯片可以实现雷达系统中的信号发射、接收、处理等功能,为雷达系统的性能提升提供技术支持。

在军事、航空航天、气象等领域,微波毫米波芯片的应用也日益广泛。

微波毫米波芯片在射频识别(RFID)系统中也有着重要的应用。

RFID技术通过无线电波实现对物品的识别和跟踪,广泛应用于物流管理、仓储管理、智能交通等领域。

微波毫米波芯片可以实现RFID 系统中标签的通信、识别、数据存储等功能,提高系统的稳定性和可靠性。

在智能物联网时代,RFID技术的应用将更加广泛,微波毫米波芯片将扮演越来越重要的角色。

微波毫米波芯片作为无线通信领域的关键技术之一,具有着广泛的应用前景和重要的意义。

随着通信技术的不断发展和应用场景的不断拓展,微波毫米波芯片将发挥越来越重要的作用,为无线通信系统的性能提升和功能拓展提供技术支持。

相信随着技术的不断进步和创新,微波毫米波芯片将在未来发展中展现出更加广阔的应用前景,为人类社会的发展进步贡献力量。

毫米波射频芯片 相关标准

毫米波射频芯片 相关标准

毫米波射频芯片相关标准以下是一些与毫米波射频芯片相关的标准:1. IEEE 802.11ad: 这个标准定义了Wi-Fi的毫米波无线通信技术。

它使用60 GHz频段进行高速无线数据传输,适用于近距离的大容量数据传输应用。

2. IEEE 802.15.3c: 这个标准定义了基于毫米波的无线个人局域网(WPAN)技术,使用60 GHz频段。

它支持高速数据传输,适用于消费电子设备之间的无线连接。

3. 3GPP Release 15和16: 3GPP(第三代合作伙伴计划)定义了5G移动通信标准,其中包括了毫米波频段的使用。

Release 15和16中的5G NR(New Radio)标准,包括了毫米波频段的射频要求和空中接口规范。

4. IEEE 802.15.3d: 这个标准是对IEEE 802.15.3c的扩展,定义了更高速的毫米波无线个人局域网(WPAN)技术。

它支持超高密度场景下的大容量数据传输。

5. FCC Part 27: 这个标准是美国联邦通信委员会(FCC)制定的,定义了在频段27中使用的射频设备的规范和限制。

该频段包括了28 GHz和39 GHz的毫米波频段,用于5G移动通信。

6. ETSI EN 302 567: 这个标准是由欧洲电信标准协会(ETSI)制定的,定义了使用24.25 GHz至27.5 GHz频段的毫米波射频设备的规范。

该频段主要用于移动通信应用。

以上是一些与毫米波射频芯片相关的标准示例,这些标准提供了对该技术的规范和指导,以确保设备的互操作性和性能。

请注意,这只是一小部分与毫米波射频芯片相关的标准,实际上还有其他一些国家、地区和组织制定的标准。

5G网络下的毫米波通信技术研究

5G网络下的毫米波通信技术研究

5G网络下的毫米波通信技术研究随着数字化时代的不断发展,人们的通信需求也不断增加。

在这样一个时代背景下,各种通信技术也在不断更新完善,目前,5G网络已经逐渐成为通信领域的热点,作为一种全新的通信技术,其优势不言而喻。

而其中毫米波技术更是5G网络中备受关注的领域之一。

一、毫米波技术的介绍毫米波是指波长在1毫米以下的微波,其波长更短,频率更高,因此具备更大的信息传输容量和速率。

毫米波技术是一种全新的无线通信技术,与传统的无线通信技术相比,其具有更高的传输速率、更高的带宽和更广泛的频率范围。

毫米波技术的应用范围非常广泛,可以应用于5G通信、航天、半导体、雷达等领域。

在5G通信中毫米波技术具有率高的可靠性、高的频谱效率、更低的能耗、可实现宽带通信等优点,也正是因为这些优点,毫米波技术才成为了5G网络中非常重要的一个组成部分。

二、毫米波技术在5G 网络中的应用毫米波技术在5G网络中的应用场景非常广泛,可以应用于激光雷达、物联网、超高清视频、实时协同办公等领域。

在5G通信中毫米波技术可以实现Gb/s级别的传输速率,大大提高了网络的带宽和容量,也让更多的消费者可以享受更加快速和稳定的网络服务。

在物联网领域中,毫米波技术可以实现更加智能和高效的数据传输,支持实时的数据交换、控制和监测。

同时,基于毫米波技术的物联网设备具有体积小、功耗低、成本低等优点,可以大大降低设备的使用成本和能耗,也可以更好地实现设备的智能化。

在实时协同办公方面,毫米波技术可以实现更快的信息传输和更好的通信质量,可以帮助人们更好地实现实时协同办公。

而在超高清视频方面,毫米波技术可以实现更加清晰的画质和更好的视觉体验。

三、毫米波技术的优势和挑战毫米波技术在5G网络中具有很多优势,在实际生产和应用中也得到广泛的应用。

首先,毫米波技术的带宽比较宽,可以满足更广泛的应用需求。

其次,毫米波技术的传输速率比其他的无线通信技术更快,可以提高通信的效率和速率。

毫米波波束赋形芯片

毫米波波束赋形芯片

毫米波波束赋形芯片(最新版)目录1.毫米波波束赋形芯片的概述2.毫米波波束赋形芯片的原理与应用3.毫米波波束赋形芯片的优势与挑战4.我国在毫米波波束赋形芯片领域的发展5.毫米波波束赋形芯片的未来展望正文1.毫米波波束赋形芯片的概述毫米波波束赋形芯片,是一种应用于毫米波通信系统的关键技术。

它能够实现波束的电子扫描,以动态调整天线波束的方向和形状,从而提高通信系统的信道容量、信号传输质量和覆盖范围。

在 5G 及未来 6G 通信技术中,毫米波波束赋形芯片将发挥举足轻重的作用。

2.毫米波波束赋形芯片的原理与应用毫米波波束赋形芯片主要通过控制天线阵列中的相位和幅度,实现对波束形状的调整。

这种技术可以实现更窄的波束宽度,减少信号间的干扰,提高系统容量。

此外,毫米波波束赋形芯片还可以通过动态调整波束指向,实现对移动用户的跟踪,从而提高信号传输质量。

在实际应用中,毫米波波束赋形芯片可广泛应用于无线通信、雷达、遥感等领域。

3.毫米波波束赋形芯片的优势与挑战毫米波波束赋形芯片具有以下优势:首先,毫米波具有更高的频谱资源,可以实现更高的通信速率;其次,毫米波波束赋形技术可以提高系统容量和信号传输质量;最后,毫米波波束赋形芯片可以实现对移动用户的跟踪,提高用户体验。

然而,毫米波波束赋形芯片也面临一些挑战,如:高功耗、高成本、技术成熟度较低等问题。

此外,在毫米波频段,波长较短,天线尺寸较小,如何实现高精度的波束赋形和波束控制也是一大挑战。

4.我国在毫米波波束赋形芯片领域的发展近年来,我国在毫米波波束赋形芯片领域取得了显著进展。

我国政府高度重视新一代通信技术的研发,加大了对毫米波波束赋形芯片等关键技术的投入。

此外,我国企业和科研机构在毫米波波束赋形芯片的设计、制造和封装等方面也取得了重要突破。

尽管我国在该领域仍面临一些挑战,但整体上已具备了一定的竞争力。

5.毫米波波束赋形芯片的未来展望随着 5G 通信技术的普及和 6G 通信技术的研发,毫米波波束赋形芯片将迎来更广阔的市场空间。

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毫米波技术及芯片详解[导读]毫米波技术方面,结合目前一些热门的毫米波频段的系统应用,如毫米波通信、毫米波成像以及毫米波雷达等,对毫米波芯片发展做了重点介绍。

由于毫米波器件的成本较高,之前主要应用于军事。

然而随着高速宽带无线通信、汽车辅助驾驶、安检、医学检测等应用领域的快速发展,近年来毫米波在民用领域也得到了广泛的研究和应用。

目前,6 GHz 以下的黄金通信频段,已经很难得到较宽的连续频谱,严重制约了通信产业的发展。

相比之下,毫米波频段却仍有大量潜在的未被充分利用的频谱资源。

因此,毫米波成为第5 代移动通信的研究热点。

2015 年在WRC2015 大会上确定了第5 代移动通信研究备选频段:24.25-27.5 GHz、37-40.5GHz、42.5-43.5 GHz、45.5-47 GHz、47.2-50.2 GHz、50.4-52.6 GHz、66-76 GHz 和81-86 GHz,其中31.8-33.4 GHz、40.5-42.5 GHz 和47-47.2 GHz 在满足特定使用条件下允许作为增选频段。

各种毫米波的器件、芯片以及应用都在如火如荼的开发着。

相对于微波频段,毫米波有其自身的特点。

首先,毫米波具有更短的工作波长,可以有效减小器件及系统的尺寸; 其次,毫米波有着丰富的频谱资源,可以胜任未来超高速通信的需求。

此外,由于波长短,毫米波用在雷达、成像等方面有着更高的分辨率。

到目前为止,人们对毫米波已开展了大量的研究,各种毫米波系统已得到广泛的应用。

随着第5 代移动通信、汽车自动驾驶、安检等民用技术的快速发展,毫米波将被广泛应用于人们日常生活的方方面面。

毫米波技术方面,结合目前一些热门的毫米波频段的系统应用,如毫米波通信、毫米波成像以及毫米波雷达等,对毫米波芯片发展做了重点介绍。

1、毫米波芯片传统的毫米波单片集成电路主要采用化合物半导体工艺,如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP) 等,其在毫米波频段具有良好的性能,是该频段的主流集成电路工艺。

另一方面,近十几年来硅基(CMOS、SiGe等) 毫米波亚毫米波集成电路也取得了巨大进展。

此外,基于氮化镓(GaN) 工艺的大功率高频器件也迅速拓展至毫米波频段。

下面将分别进行介绍。

1.1 GaAs 和InP 毫米波芯片近十几年来,GaAs 和InP 工艺和器件得到了长足的进步。

基于该类工艺的毫米波器件类型主要有高电子迁移率晶体管(HEMT)、改性高电子迁移率晶体管(mHEMT) 和异质结双极性晶体管(HBT)等。

目前GaAs 、mHEMT、InP、HEMT 和InP HBT 的截止频率(ft) 均超过500 GHz,最大振荡频率(fmax) 均超过1THz. 2015 年美国Northrop Grumman 公司报道了工作于0.85 THz的InP HEMT放大器,2013 年美国Teledyne 公司与加州理工大学喷气推进实验室报道了工作至0.67 THz 的InP HBT 放大器,2012 年和2014 年德国弗朗霍夫应用固体物理研究所报道了工作频率超过0.6 THz 的mHEMT 放大器。

1.2 GaN 毫米波芯片GaN 作为第3 代宽禁带化合物半导体,具有大的禁带宽度、高的电子迁移率和击穿场强等优点,器件功率密度是GaAs 功率密度的5 倍以上,可显著地提升输出功率,减小体积和成本。

随着20 世纪90 年代GaN 材料制备技术的逐渐成熟,GaN 器件和电路已成为化合物半导体电路研制领域的热点方向,美国、日本、欧洲等国家将GaN 作为微波毫米波器件和电路的发展重点。

近十年来,GaN 的低成本衬底材料碳化硅(SiC) 也逐渐成熟,其晶格结构与GaN 相匹配,导热性好,大大加快了GaN 器件和电路的发展。

近年来GaN 功率器件在毫米波领域飞速发展,日本Eudyna 公司报道了0.15 m 栅长的器件,在30 GHz 功率输出密度达13.7 W/mm. 美国HRL 报道了多款E波段、W 波段与G 波段的GaN 基器件,W 波段功率密度超过2 W/mm,在180 GHz 上功率密度达到296 mW/mm.国内在微波频段的GaN 功率器件已基本成熟,到W 波段的GaN 功率器件也取得进展。

南京电子器件研究所研制的Ka 波段GaN 功率MMIC 在3436 GHz 频带内脉冲输出功率达到15W,附加效率30%,功率增益大于20 dB。

1.3 硅基毫米波芯片硅基工艺传统上以数字电路应用为主。

随着深亚微米和纳米工艺的不断发展,硅基工艺特征尺寸不断减小,栅长的缩短弥补了电子迁移率的不足,从而使得晶体管的截止频率和最大振荡频率不断提高,这使得硅工艺在毫米波甚至太赫兹频段的应用成为可能。

国际半导体蓝图协会(InternaTIonalTechnology Roadmap for Semiconductors) 预测到2030 年CMOS 工艺的特征尺寸将减小到5 nm,而截止频率ft 将超过700 GHz. 德国IHP 研究所的SiGe 工艺晶体管的截止频率ft 和最大振荡频率fmax都已经分别达到了300 GHz 和500 GHz,相应的硅基工艺电路工作频率可扩展到200 GHz 以上。

由于硅工艺在成本和集成度方面的巨大优势,硅基毫米波亚毫米波集成电路的研究已成为当前的研究热点之一。

美国佛罗里达大学设计了410 GHz CMOS 振荡器,加拿大多伦多大学研制了基于SiGe HBT 工艺的170 GHz 放大器、160 GHz 混频器和基于CMOS 工艺的140 GHz 变频器,美国加州大学圣芭芭拉分校等基于CMOS 工艺研制了150 GHz 放大器等,美国康奈尔大学基于CMOS 工艺研制了480 GHz 倍频器。

在系统集成方面,加拿大多伦多大学设计了140 GHz CMOS接收机芯片和165 GHz SiGe 的片上收发系统,美国加州大学柏克莱分校首次将60 GHz 频段硅基模拟收发电路与数字基带处理电路集成在一块CMOS 芯片上,新加坡微电子研究院也实现了包括在片天线的60 GHz CMOS 收发信机芯片,美国加州大学洛杉矶分校报道了0.54 THz 的频率综合器,德国乌帕塔尔综合大学研制了820 GHz 硅基SiGe 有源成像系统,加州大学伯克利分校采用SiGe 工艺成功研制了380 GHz 的雷达系统。

日本NICT 等基于CMOS 工艺实现了300 GHz的收发芯片并实现了超过10 Gbps 的传输速率,但由于没有功率放大和低噪声电路,其传输距离非常短。

通过采用硅基技术,包含数字电路在内的所有电路均可集成在单一芯片上,因此有望大幅度降低毫米波通信系统的成本。

在毫米波亚毫米波硅基集成电路方面我国大陆起步稍晚,但在国家973 计划、863 计划和自然科学基金等的支持下,已快速开展研究并取得进展。

东南大学毫米波国家重点实验室基于90 nm CMOS 工艺成功设计了Q、V 和W 频段放大器、混频器、VCO 等器件和W 波段接收机、Q波段多通道收发信机等,以及到200 GHz 的CMOS 倍频器和到520 GHz 的SiGe 振荡器等。

2、毫米波电真空器件毫米波集成电路具有体积小、成本低等很多优点,但功率受限。

为了获得更高的输出功率,可以采用电真空器件,如加拿大CPI 公司研制的速调管(Klystron) 在W 波段上获得了超过2000 W 的脉冲输出功率,北京真空电子研究所研制的行波管(TWT) 放大器在W 波段的脉冲输出功率超过了100 W,电子科技大学在W 波段上也成功设计了TWT 功率放大器,中国科学院合肥物质科学研究院研制的迴旋管(Gyrotron) 在140 GHz 上获得了0.9 MW 的脉冲输出功率,与国外水平相当。

3、毫米波应用近年来,毫米波器件性能的不断提高,成本的不断降低,有力促进了毫米波在各个领域的应用。

目前基于毫米波频段的应用主要体现在毫米波通信、毫米波成像及毫米波雷达等方面。

3.1 毫米波通信随着无线通信技术的飞速发展,6 GHz 以下黄金通信频段的频谱已经非常拥挤,很难满足未来无线高速通信的需求。

然而,与此相反的是,在毫米波频段,频谱资源丰富但仍然没有得到充分的开发利用。

在移动通信方面,探索了毫米波移动通信系统场景、网络结构及空中接口。

在目前开展的第5 代移动通信(5G) 研究中,几个毫米波频段已经成为5G 候选频段。

毫米波技术将会在5G的发展中起着举足轻重的作用。

在短距高速通信系统中,60 GHz 频段得到了广泛地研究和应用。

欧洲、美国、加拿大、韩国、日本、澳大利亚以及我国陆续开放了这一频段的免费频谱资源。

60 GHz 频段处于大气衰减峰,虽然不适合远距通信,但可用于短距离传输,且不会对周围造成太多干扰。

近年来,在60 GHz 频段已发展了高速Gbps 通信、WirelessHD、WiGig、近场通讯、IEEE 802.11ad 、IEEE802.15.3c 等各种系统与标准。

国内东南大学提出了工作在45 GHz 频段的超高速近远程无线传输标准(Q-LINKPAN) ,其短距部分已成为IEEE 802.11aj 国际标准。

45 GHz 频段的大气衰减小于1 dB/km,因此不仅可以像60 GHz 频段一样实现高速短距传输,同时也适用于远距传输。

目前实验系统在82 m 的传输距离上已实现2 Gbps 的传输速率,并研制了相应的支持Gbps 传输的毫米波芯片。

卫星通信覆盖范围广,是保障偏远地区和海上通信以及应急通信的重要手段,目前其工作频段主要集中在L、S、C、Ku 及Ka 波段。

随着卫星通信研究的不断深入,已在尝试更高频段。

因为毫米波频段可以提供更宽的带宽,因而可实现更高的通信速率。

此外,低功耗、小体积、抗干扰以及较高的空间分辨率都是其值得利用的特点。

目前卫星与地面通信的主要研究方向集中在两个大气衰减较小的窗口,Q 频段和W 频段,而60 GHz 频段被认为是实现星间通信的重要频段。

此外,毫米波光载无线通信(RoF) 系统也得到了迅速的发展。

光纤具有成本低、信道带宽大、损耗小、抗干扰能力强等优点,成为现代通信系统中不可或缺的部分。

正如上文提到的,毫米波具有传输容量大、体积小等优点,但也有空间传输损耗大等缺点。

毫米波RoF 系统结合了毫米波和光纤通信的优点,是实现宽带毫米波通信远距离传输的有效手段。

自从1990 年光载无线通信的概念被提出之后,这个领域目前在毫米波频段成为了研究热点,很多研究小组在不同的毫米波频段进行了研究,比如60 GHz 、75-110 GHz、120 GHz 、220 GHz、250 GHz 等。

3.2 毫米波成像利用毫米波穿透性、安全性等优点,毫米波成像可有效地对被检测物体进行成像,在国家安全、机场安检、大气遥感等方面得到了广泛的研究,根据成像机理分为被动式成像和主动式成像。

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