毫米波是指波長為1毫米到10毫米的電磁波。從聲音到光之間,真實地存在著一大段人類平常感覺不到的頻譜,這段頻譜中有一段屬于毫米波。波動越快,頻率越高。從頻率范圍來看,毫米波是指30 GHz到300 GHz之間的電磁波。毫米波是5G的重要組成部分,5G標(biāo)準(zhǔn)同時定義了Sub-6 GHz(6 GHz以下頻段)和毫米波的設(shè)計。 [1]全球超過150家運營商正在投資毫米波技術(shù):意大利、日本、新加坡和美國已經(jīng)部署毫米波商用網(wǎng)絡(luò),中國也于2020年啟動了毫米波技術(shù)部署的相關(guān)準(zhǔn)備和測試工作。 [4]當(dāng)前的毫米波通信系統(tǒng)主要包括地球上的點對點通信和通過衛(wèi)星的通信或廣播系統(tǒng)。張家港智能化毫米波通信報價
2)微帶天線微帶天線或印刷天線在**早是在厘米波段得到廣泛應(yīng)用,隨后擴展到毫米波段。這類擴展并不是按波長成比例的縮尺,不是完全的仿效,而是有著新的概念和新發(fā)展。但是毫米波微帶天線有兩個關(guān)鍵問題,一是傳輸線的損耗變大,二是尺寸公差變得很嚴(yán)格。3)漏波天線這類天線是電磁波沿著開放式結(jié)構(gòu)傳輸時由于一些不連續(xù)結(jié)構(gòu)而輻射能量的,所以叫漏波天線。2020年6月15日,中國工程院院士劉韻潔表示,南京網(wǎng)絡(luò)通訊與安全紫金山實驗室已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控陣芯片,并完成了芯片封裝和測試,。同時,他們封裝集成1024通道天線單元的毫米波大規(guī)模有源天線陣列。芯片與天線陣列力爭2022年規(guī)模商用于5G系統(tǒng)。 [2]昆山智能化毫米波通信優(yōu)勢毫米波雷達在汽車、航空等領(lǐng)域中用于探測和測距。
窄波束與高方向性毫米波波長極短,在相同天線尺寸下波束寬度*為微波的1/10(如12cm天線在9.4GHz時波束寬度為18度,而在94GHz時*1.8度)。這種特性使其具備精細定向傳輸能力,***降低干擾,并允許超密集小區(qū)部署(微基站間距可縮至10-100米),提升網(wǎng)絡(luò)容量密度。高分辨率與抗干擾毫米波的寬帶特性可抑制多徑效應(yīng)和雜亂回波,同時通過多普勒頻移提高對低速運動物體或振動物體的探測能力。此外,其波束窄、副瓣低,結(jié)合大氣吸收衰減(如60GHz頻段在地面?zhèn)鞑ニp極大),天然具備物理層安全優(yōu)勢,降低被截獲和干擾的風(fēng)險。
毫米波衛(wèi)星通信由于豐富的頻率資源,在衛(wèi)星通信中毫米波通信得到了迅速發(fā)展。例如,在星際通信時一般使用5mm(60GHz)波段,因為在此頻率處大氣損耗極大,地面無法對星際通信內(nèi)容進行偵聽。而在星際由于大氣極為稀薄,不會造成信號的衰落。美國的“戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略和中繼衛(wèi)星系統(tǒng)”就是一個例子。該系統(tǒng)由五顆衛(wèi)星組成,上行頻率為44GHz,下行頻率為20GHz,帶寬為2GHz,星際通信頻率為60GHz。 [4]與其他通信方式相比,衛(wèi)星通信的主要優(yōu)點是:a)通信距離遠,建站成本與通信距離無關(guān)。b)以廣播方式工作,便于實現(xiàn)多址連接。毫米波的波束很窄,且副瓣低,這又進一步降低了其被截獲的概率。
大氣激光和紅外對沙塵和煙霧的穿透力很差,而毫米波在這點上具有明顯優(yōu)勢。大量現(xiàn)場試驗結(jié)果表明,毫米波對于沙塵和煙霧具有很強的穿透力,幾乎能無衰減地通過沙塵和煙霧。甚至在由和金屬箔條產(chǎn)生的較**度散射的條件下,即使出現(xiàn)衰落也是短期的,很快就會恢復(fù)。隨著離子的擴散和降落,不會引起毫米波通信的嚴(yán)重中斷。 [4]1)極寬的帶寬 [4]通常認為毫米波頻率范圍為26.5~300GHz,帶寬高達273.5GHz。超過從直流到微波全部帶寬的10倍。即使考慮大氣吸收,在大氣中傳播時只能使用四個主要窗口,但這四個窗口的總帶寬也可達135GHz,為微波以下各波段帶寬之和的5倍。這在頻率資源緊張的情況下無疑極具吸引力。毫米波頻段提供了豐富的頻譜資源,可以支持高速數(shù)據(jù)傳輸,適合大容量數(shù)據(jù)的傳輸需求。昆山智能化毫米波通信優(yōu)勢
通信頻段集中在幾個“大氣窗口”頻率和三個“衰減峰”頻率上。張家港智能化毫米波通信報價
抗干擾性:電磁場完全限制在波導(dǎo)管內(nèi),受外部電磁環(huán)境影響小于自由空間傳播系統(tǒng) [2]安全性:輻射泄漏量較無線電通信降低60dB,適用于***保密通信場景衛(wèi)星通信系統(tǒng)波導(dǎo)傳輸鏈路可替代傳統(tǒng)射頻電纜,解決星載設(shè)備間高頻信號傳輸損耗問題 [2]日本ETS-VIII衛(wèi)星采用毫米波波導(dǎo)饋電系統(tǒng),實現(xiàn)Ka波段相控陣天線的高效饋電 [1]水下通信網(wǎng)絡(luò)潛艇使用耐壓波導(dǎo)管構(gòu)建隱蔽通信系統(tǒng),工作水深可達600米 [2]2022年美國海軍測試的AN/BYG-1系統(tǒng),通過波導(dǎo)傳輸實現(xiàn)聲吶數(shù)據(jù)實時回傳張家港智能化毫米波通信報價
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