為什么是毫米波？

理論上來說，波長在1到10毫米的電磁波被稱為毫米波，它位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍，兼有兩種波譜的特點。該波段的頻率在30到300GHz，不過在實際應(yīng)用中，一般頻率在24GHz以上我們就認為它是毫米波。和傳統(tǒng)的無線通信頻段相比，毫米波的頻率更高，波長更短，根據(jù)通信原理，無線通信的最大信號帶寬大約是載波頻率的5%左右，因此載波頻率越高帶寬越大，毫米波的高帶寬優(yōu)勢很突出。帶寬越大意味著信道的容量越大，通信的速度也會越快。波束成形技術(shù)和多天線技術(shù)也是毫米波中經(jīng)常用到的技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用進一步提高了毫米波的傳輸速率和穩(wěn)定性。

另外，毫米波波長要比低頻率波波長短很多，而天線尺寸與電磁波波長成正比，因此毫米波天線的尺寸要比低頻率天線小很多。尺寸小，更容易集成，毫米波系統(tǒng)實現(xiàn)小型化也相對容易。不過需要注意的是，客觀上毫米波雷達天線尺寸小一些，但是不同的天線技術(shù)會直接影響到天線在板上損耗和效率，尤其是損耗這一方面，毫米波的路徑損耗本身就會比低頻率波大。波長短的另一個優(yōu)勢在于，毫米波用在雷達、成像等方面會有著更高的分辨率。有著突出優(yōu)勢的毫米波，在通信、傳輸、成像、檢測等諸多領(lǐng)域不斷開展的新應(yīng)用。

開拓毫米波應(yīng)用

無線通信技術(shù)是現(xiàn)在最火熱的幾個領(lǐng)域之一， 60GHz以下黃金通信頻段的頻譜已經(jīng)非常擁擠， 很難滿足未來無線高速通信的需求。截然不同的是，在毫米波頻段頻譜資源很豐富，但仍然尚未得到充分的開發(fā)利用。因為毫米波傳輸距離不遠，所以短距高速通信系統(tǒng)更契合其特點，60 GHz頻段的免費頻譜資源可用于短距離高速傳輸，且不會對周圍造成太多干擾，很多無線通信系統(tǒng)都在這些頻段上做文章。近年來，在毫米波各頻段上已發(fā)展了不少通信系統(tǒng)與標準。毫米波傳感的需要也是一直存在的其優(yōu)秀的感知能力與魯棒性注定了它會在智能感知上大顯身手，這種魯棒性使其在室內(nèi)和室外的應(yīng)用中都具有強大的性能。

24GHz、60GHz和77GHz是大多數(shù)毫米波傳感使用的頻段，考慮頻段帶寬和許可，60GHz以高精度、豐富的點云數(shù)據(jù)成為雷達傳感應(yīng)用的最合適的選擇。60GHz的中心頻帶更高，提供的速度分辨率大概是24GHz的2.5倍。毫米波的非接觸式連接近兩年也有著不少進展，電氣系統(tǒng)之間的互連此前幾乎都依賴于電纜和連接器，而現(xiàn)在毫米波非接觸式的互連已經(jīng)可以實現(xiàn)媲美有線連接。做到取代電子設(shè)備中的柔性電纜，消除電子系統(tǒng)中由于干擾和彎曲而受到機械應(yīng)力的電纜，解放旋轉(zhuǎn)設(shè)備里實體連接線束帶來的痛點，發(fā)展前景可期。

作為無線移動通信的研究熱點，各種毫米波的器件、芯片以及應(yīng)用都在如火如荼地推進著。近年來，毫米波器件性能的不斷提高，成本的不斷降低，有力促進了毫米波在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。