毫米波大气衰减
毫米波的传播特性(上)
毫米波的传播特性(上)钟旻【摘要】在本讲座中,叙述了毫米波在大气中和其他不利环境下的传播,其中包括降雨、树丛遮挡、障碍物和地面的影响等.【期刊名称】《数字通信世界》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】5页(P5-8,17)【关键词】毫米波;传播特性;大气吸收衰减;降雨损耗;视距;非视距【作者】钟旻【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TN928众所周知，无线电通信是通过空间电磁波传递信息的通信方式。
由于语音、图像、数据等基带信号的频谱，全都延伸到很低的频率范围，根据电波传播理论，无线电通信只能在高的频范围实现；它是通过调制，将基带信号“寄托”在某一高的频率（称为“射频”）上形成射频信号，以电磁波形式向空间辐射传播。
这些空间电磁波是一种传输介质，与无线电收、发信机、天线等组成通信信道。
按照波谱分析，能在空间进行传播的电磁波，可划分为长波、中波、短波、超短波、分米波厘米波、毫米波等，相应的频段为低频、中频、高频、甚高频、特高频、超高频、极高频等，为方便，常将波长为1m（对应频率为300MHz）至1mm（对应频率为300GHz）的频率范围称为微波频率，如图1所示。
图1 电磁频谱的划分从图1可见，频率越高，所拥有的频谱资源越丰富，就是说能支持更大的通信容量和传输能力。
国际电信联盟（ITU）于20世纪80年代确定用于国际移动通信（IMT）的频带为：450-470MHz；790-960MHz；1710-2025MHz；2110-2200MHz；2300-2400MHz；2500-2690MHz。
此外，按分区分配中国可使用的频带有610-790MHz和3400-3600MHz。
就地面蜂窝移动通信而言，上述频带已可满足1～4代的需要。
及至向5G 发展时，由于移动互联网的进一步扩大和物联网的加入，原有的频谱资源已远不能支持其发展的需要，于是开拓更高频段（厘米波和毫米波）已势在必行。
与微波低频段相比，厘米波和毫米波在传播和技术等方面有其自身特点，这里结合5G的应用作如下阐述。
5G传播损耗及链路预算
5G传播损耗及链路预算随着5G技术的不断发展和应用，其传播损耗及链路预算成为了人们关注的焦点之一。
在5G通信中，传播损耗是一个重要的参数，它直接影响了信号的传输质量和覆盖范围。
链路预算则是为了在一定的误码率下，保证通信链路的可靠性而进行的一项预算工作。
本文将就5G传播损耗及链路预算的相关内容展开讨论，希望能够为读者提供一些有益的信息。
一、5G传播损耗传播损耗是指信号在传输过程中由于各种原因引起的信号能量的衰减。
在5G通信中，传播损耗主要包括自由空间传输损耗、多径效应损耗、大气传播损耗、衰落和阴影损耗等。
1. 自由空间传输损耗自由空间传输损耗是指信号在自由空间中传输时由于信号能量的扩散和衰减导致的损耗。
根据自由空间传输损耗的公式，可以得知其与传输距离的平方成反比，因此在5G通信中需要注意控制传输距离，以降低自由空间传输损耗。
2. 多路径效应损耗多路径效应也是5G通信中常见的传播损耗之一。
当信号在传输过程中遇到多条不同路径时，会发生多径效应，导致信号的相位和幅度发生变化，从而造成传播损耗。
为了降低多路径效应损耗，5G通信中采用了智能天线技术和多天线技术，以提高信号的可靠性和稳定性。
3. 大气传播损耗大气传播损耗是由于大气介质对电磁波的吸收和散射导致的信号损耗。
在5G通信中，大气传播损耗主要集中在毫米波频段，因此需要采用波束赋形技术和干涉消除技术来降低大气传播损耗，提高信号的传输质量。
4. 衰落和阴影损耗衰落和阴影损耗是由于建筑物、树木、地形等物体对信号的阻挡和反射导致的信号损耗。
在5G通信中，采用了小基站和大规模天线阵技术来弥补衰落和阴影损耗，提高信号的覆盖范围和通信质量。
二、链路预算链路预算是为了保证通信链路在一定的误码率下能够达到可靠性要求而进行的一项预算工作。
通信链路的预算工作主要包括了信号传输功率预算、传播损耗预算、接收灵敏度预算等。
1. 信号传输功率预算信号传输功率预算是为了确定发送端需要的信号传输功率，以满足接收端的接收灵敏度要求。
外场毫米波RCS测量中的无源标校法
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详细简介 什么是毫米波雷达 毫米波雷达分类及系统构成是怎么的
详细简介什么是毫米波雷达毫米波雷达分类及系统构成是怎么的毫米波雷达，是工作在毫米波波段(millimeter wave )探测的雷达。
通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的。
毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。
同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。
与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。
另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。
毫米波雷达能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标;具有成像能力，体积小、机动性和隐蔽性好，在战场上生存能力强。
发展简况毫米波雷达的研制是从上世纪40年代开始的。
50年代出现了用于机场交通管制和船用导航的毫米波雷达(工作波长约为8毫米)，显示出高分辨力、高精度、小天线口径等优越性。
但是，由于技术上的困难，毫米波雷达的发展一度受到限制。
这些技术上的困难主要是：随着工作频率的提高，功率源输出功率和效率降低，接收机混频器和传输线损失增大。
上世纪70年代中期以后，毫米波技术有了很大的进展,研制成功一些较好的功率源:固态器件如雪崩管(见雪崩二极管)和耿氏振荡器(见电子转移器件);热离子器件如磁控管、行波管、速调管、扩展的相互作用振荡器、返波管振荡器和回旋管等。
脉冲工作的固态功率源多采用雪崩管,其峰值功率可达5～15瓦(95吉赫)。
磁控管可用作高功率的脉冲功率源，峰值功率可达1～6千瓦(95吉赫)或1千瓦(140吉赫)，效率约为10%。
回旋管是一种新型微波和毫米波振荡器或放大器，在毫米波波段可提供兆瓦级的峰值功率。
在低噪声混频器方面，肖特基二极管(见晶体二极管、肖特基结)混频器在毫米波段已得到应用，在100吉赫范围，低噪声混频器噪声温度可低至500K(未致冷)或100K(致冷)。
此外，在高增益天线、集成电路和鳍线波导等方面的技术也有所发展。
毫米波雷达成像技术及应用
毫米波雷达成像技术及应用毫米波雷达成像技术是一种利用毫米波频段进行雷达成像的技术。
毫米波频段在30 GHz至300 GHz之间，具有较高的频率和短波长，因此具有很多优势和应用前景。
毫米波雷达成像技术主要通过对目标物体反射的毫米波信号进行探测和分析，得到目标物体的形状、距离、速度等信息。
首先，毫米波雷达成像技术具有较高的分辨率。
由于毫米波的波长较短，能够更精细地探测目标物体的细节信息，对于微小目标的检测具有较高的准确性。
这使得毫米波雷达成像技术在安全监测、医疗影像等领域具有广泛的应用潜力。
比如，可以用于安全领域的人体检测、姿势识别、行为分析等，或者用于医疗领域的乳腺癌早期检测、皮肤病变识别等。
其次，毫米波雷达成像技术具有较强的穿透性。
由于毫米波在大气中的衰减较小，可以更好地穿透到障碍物之后进行探测。
这使得毫米波雷达成像技术在隐蔽目标检测、遥感探测等领域具有优势。
例如，可以用于地质勘探中的地下油气储层探测、隐蔽武器或精密设备的检测等。
此外，毫米波雷达成像技术具有较好的抗干扰性能。
由于毫米波频段的使用较少，受到干扰的概率相对较小，可以减少误报率。
这对于一些对误报率要求较高的场景非常重要，比如在机场安检中，可以利用毫米波雷达成像技术进行人体检测，准确检测出可能藏匿在身体上的违禁物品。
此外，毫米波雷达成像技术还具有较强的适应性。
由于毫米波信号的特性，可以适应各种不同的环境条件。
比如，在恶劣的天气条件下，比如雨、雪等，毫米波雷达成像技术也能够比较好地工作，不受天气影响。
因此，毫米波雷达成像技术可以应用于气象预测、空中交通管理等领域，提供准确的信息支持。
总结来说，毫米波雷达成像技术以其高分辨率、强穿透性、抗干扰性和适应性等特点，具有广泛的应用前景。
它在安全监测、医疗影像、地质勘探、隐蔽目标检测、违禁品检测、气象预测等领域都有重要的应用价值。
随着技术的不断发展，毫米波雷达成像技术将逐渐成为各个领域中不可或缺的技术手段之一。
211290087_脚踢开启后备箱技术方案研究
Value Engineering图2天线电容信号变化曲线示意图2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20050010001500200025003000时间/ms天线1天线20引言“一脚踢”开启后备箱又名无接触式车辆后备箱自动开启装置，是通过人的抬腿动作或脚踏动作来实现控制后备箱开启操作的一种自动化系统装置。
结合无钥匙进入系统实现了无需用手接触的智能后备箱开启。
基于电容感应原理的技术方案，是最早批量应用在汽车领域的方案，随着新能源汽车的日益普及，电容感应原理的技术方案在电磁兼容方面的干扰日渐明显，甚至在某些品牌电动车车型上出现功能失效的现象；随着汽车行业竞争不断加剧，对于汽车零部件成本的压缩也愈发显著，追求更低成本的技术方案实现“一脚踢”功能是汽车行业从业人员一直努力的方向；同时，电容感应原理的技术方案也收到了市场用户的一些负面反馈，例如：踢不开、踢不准等。
因此，在电容感应原理技术方案之后，行业中也探索出了诸多新的技术方案，其中比较有代表性的分别是：基于超声波雷达感应式，基于毫米波雷达感应式，基于红外光影感应式。
而这几种技术方案在性能表现、应用场景、材料成本、用户感受方面均有不同的表现。
1技术原理1.1基于电容感应式的技术原理该技术方案包括一个控制器，以及两根同轴电缆天线。
两根同轴电缆天线为该方案的探头部分，分别负责识别腿部靠近和完整踢腿动作，控制器为该方案的控制部分，负责信号处理及软件算法实现。
控制器及天线均布置在车辆后保险杠内侧，如图1所示。
该技术方案的实现是基于电容体容量变化原理。
两根天线分别与大地之间构成两个电容体，依据电容定义公式：C=εS/4πkd ，其中，ε：相对介电常数，S ：两个极板正对面积，d ：两个极板间距，k ：静电力常量。
当操作人员的腿或脚伸入到这两个电容体之间时，由于导体的介入，会增大相对介电常数ε，使电容器容量增加。
当操作人员的腿或脚从这两个电容体之间移开时，由于导体的移除，会减小相对介电常数ε，使电容器容量减小。
毫米波雷达盲区和量程-概述说明以及解释
毫米波雷达盲区和量程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下角度展开讨论：毫米波雷达是一种基于毫米波频段的无线电波雷达技术，其具有较高的频率和较短的波长，能够提供更高的精确度和分辨率。
随着科技的不断进步，毫米波雷达被广泛应用于无人驾驶、安防监控、天气预报等领域。
然而，毫米波雷达在使用过程中也会面临一些问题，其中之一就是毫米波雷达盲区。
盲区是指雷达无法探测到的区域，这种现象会导致雷达在某些情况下无法准确地获取影响因素的数据，从而影响其正常工作。
毫米波雷达的盲区形成原因主要有以下几点：一是由于雷达波束的特性，波束在传播过程中会发生辐射衰减，导致接收端接收不到足够的信号；二是由于障碍物的存在，比如高楼、大型建筑物等会对雷达信号进行反射、衍射或遮挡，从而导致盲区的产生。
与盲区问题相伴而来的是毫米波雷达的量程问题。
量程是指雷达能够探测到的距离范围，也是雷达的有效探测距离。
在毫米波雷达中，量程的定义是指雷达能够探测到的最大距离。
然而，量程不仅受到毫米波雷达本身性能的影响，还受到环境因素、目标特性以及其他外部因素的影响。
影响毫米波雷达量程的因素主要包括：雷达的发射功率和接收灵敏度，即雷达信号的强弱；信号的传播损耗和衰减，如自由空间损耗、多径效应等；目标的散射特性，如目标的反射截面、形状、角度等。
综上所述，毫米波雷达的盲区问题和量程问题是其在应用中需要解决的重要问题。
通过深入研究和探索，采用合适的方法和技术手段，可以有效地解决这些问题，提高毫米波雷达的准确性和可靠性，进一步拓展其应用领域。
1.2 文章结构本文将分为三个部分来讨论毫米波雷达盲区和量程的问题。
首先，在引言部分我们将概述毫米波雷达的基本概念和应用领域，并介绍本文的目的。
然后，在正文部分，我们将分别探讨毫米波雷达盲区和量程的相关内容。
在2.1节中，我们将介绍毫米波雷达的盲区概念，并讨论盲区形成的原因。
随后，在2.2节中，我们将定义毫米波雷达的量程，并探讨影响量程的因素。
电磁波在传播中的大气气体吸收衰减薛成斌
电磁波在传播中的大气气体吸收衰减薛成斌发布时间：2023-06-24T01:52:34.717Z 来源：《中国科技信息》2023年7期作者：薛成斌[导读] 电磁波在传播过程中会受到大气气体吸收衰减的影响，这是由于大气分子中的自由电子和极化效应导致的。
大气气体的吸收率与电磁波的频率相关，高频电磁波比低频电磁波更易被大气气体吸收。
在可见光范围内，大气气体主要吸收紫外线和红外线，而对于无线电信号等高频电磁波来说，水汽、氧气和二氧化碳是吸收的主要因素。
其中，水汽对微波信号的吸收最强，尤其是在雨天或雾天时，会严重影响无线电信号的传输距离和质量。
而在较高频率的毫米波段，氧气和二氧化碳则是主要的吸收因素。
这也是为什么毫米波通信需要更密集的基站布设以保证信号的稳定性和可靠性。
针对大气气体吸收衰减的影响，在实际的通信应用中可以采取一些措施，例如选择合适的频段、增加信号功率、优化天线设计等。
同时，也可以通过使用通信卫星等技术来规避大气气体吸收衰减对信号传输的影响。
中国电子科技集团公司第二十二研究所重庆 404100摘要：电磁波在传播过程中会受到大气气体吸收衰减的影响，这是由于大气分子中的自由电子和极化效应导致的。
大气气体的吸收率与电磁波的频率相关，高频电磁波比低频电磁波更易被大气气体吸收。
在可见光范围内，大气气体主要吸收紫外线和红外线，而对于无线电信号等高频电磁波来说，水汽、氧气和二氧化碳是吸收的主要因素。
其中，水汽对微波信号的吸收最强，尤其是在雨天或雾天时，会严重影响无线电信号的传输距离和质量。
而在较高频率的毫米波段，氧气和二氧化碳则是主要的吸收因素。
这也是为什么毫米波通信需要更密集的基站布设以保证信号的稳定性和可靠性。
针对大气气体吸收衰减的影响，在实际的通信应用中可以采取一些措施，例如选择合适的频段、增加信号功率、优化天线设计等。
同时，也可以通过使用通信卫星等技术来规避大气气体吸收衰减对信号传输的影响。
关键词：电磁波；传播；大气；气体一、引言电磁波是一种具有波动性质和电磁性质的物理现象，其在自由空间中传播时会受到各种因素的影响。
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毫米波大气衰减
毫米波是一种高频率的电磁波，具有较高的穿透力和高速数据传输能力，因此在通信、雷达等领域应用广泛。
然而，毫米波在大气中的传播受到了较强的衰减作用，这对毫米波通信和雷达探测的可靠性和精度带来了挑战。
毫米波在大气中的衰减主要受到三个因素的影响：大气气体吸收、气溶胶散射和云层散射。
其中，大气气体吸收是最主要的原因。
大气中的气体分子对毫米波的吸收作用与频率成正比，因此在毫米波波段，大气气体的吸收非常强烈。
例如，在60 GHz频段，大气气体的衰减
系数可达到1000 dB/km以上。
气溶胶散射和云层散射对毫米波的衰减也是不可忽视的。
气溶胶是悬浮在大气中的微小颗粒，其大小与波长相当，会对毫米波产生散射作用。
云层散射则是由于云层内水滴、冰晶等微粒对毫米波的反射和散射作用导致的。
为了克服毫米波在大气中的衰减，研究人员采取了一系列措施。
例如，在通信中使用高增益天线、引入信号处理技术等；在雷达探测中采用多波束技术、差分处理等。
此外，还有一些新的技术被广泛研究，例如大气补偿技术、多径传播模型等。
这些技术的应用可以有效降低毫米波在大气中的衰减，提高通信和雷达探测的性能。
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