毫米波技术及其应用
毫米波，顾名思义就是指波长为1毫米到10毫米的电磁波。根据波长公式，波长=波速/频率，电磁波的波速与光速相同，都是3*m/s，所以毫米波的波动频率为30-300GHz（1GHz=毛刷制作
Hz即10亿Hz）。 过去一百多年，电磁波带给世界的改变是颠覆性的。从1887年德国物理学家赫兹首次证明了电磁波的存在，到1899年“无线电之父”马可尼用他的仪器证明了电磁波确实可以远距离传输、进而发明无线电通讯技术，到1973年世界上第一台1G移动电话、只有半小时通话时间价格高达26,000多人民币的DynaTAC问世，再到后来的2G、3G、4G,以及今天的5G甚至6G，电磁波的使用频段从最初超长波的3-30kHz，到后来长波的30-300kHz、中波的300kHz-3MHz、短波的3-30MHz、超短波的30-300MHz、分米波的300MHz-3GHz，发展到今天已经广泛使用厘米波3-30GHz、毫米波30-300GHz。下面这张表可以看到不同频段电磁波的波长、频率和应用范围。
从这张表大家可以看到，电磁波的波长越短，频率范围越大，而且每一级的增长量级都达
到了10倍。比如超长波3-30kHz，它的频率范围只有27kHz，长波30-300kHz的频率范围是270kHz。电磁波技术发展到今天，低频段的资源基本被占用殆尽，但是高频段特别是超高频段还有大量资源可供使用，其中毫米波的频率资源是之前所有频率资源总和的9倍。并且，频率越高，能使用的频率资源越丰富，相同时间内传输的信息也越多，能实现的传输速率就越高。这也就是为什么2G、3G、4G、5G的数据传输速度越来越快。台历架
二、毫米波的优缺点
不同频段的电磁波存在不同的传播特性。比如，频率越高，传输速度越快，但是传输衰减也越大，穿墙能力也就越差。现在家用WiFi路由器很多都是双频的，大家可以明显感受到5G信号的穿墙能力弱于2.4G信号。下面，我再简单介绍一些毫米波的其它特性。 合金加工1.优点方面：
①极宽的带宽。频率范围为30～300GHz，带宽高达270GHz。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时波速宽度仅1.8度。因此毫米波能分辨相距更近的小目标或更为清晰地观察目标的细节。
③探测能力强。可以利用宽带广谱能力来抑制多径效应和杂乱回波。有大量频率可供使用，有效地消除相互干扰。在目标径向速度下可以获得较大的多谱勒频移，从而提高对低速运动物体或振动物体的探测和识别能力。
染料废水④安全保密好。由于毫米波在大气中传播受氧气、水汽和降雨的吸收衰减很大，点对点直通距离很短，超过这个距离信号就会变得十分微弱，大大增加了敌方进行窃听和干扰的难度。毫米波的波束很窄，且副瓣低，这又进一步降低了其被截获的概率。
⑤传输质量高。由于频段高毫米波通信基本上没有什么干扰源，电磁频谱极为干净，因此，毫米波信道非常稳定可靠，可与光缆的传输质量相媲美。
⑥全天候通信。毫米波对降雨、沙尘、烟雾和等离子的穿透能力要比大气激光和红外强得多。这就使得毫米波通信具有较好的全天候通信能力，保证持续可靠工作。
⑦元件尺寸小。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、集成化。
制作候车亭2.缺点方面：
①传输距离短、覆盖成本高。毫米波的传输距离有限，要用在大规模覆盖上难度不小，高密度部署的话成本非常高。在理想的自由空间传播条件下，一个70GHz的毫米波传播10米之后损耗高达89dB;而在非理想的传播条件下，传播损耗更是大的多。因此，毫米波系统必须通过提高发射功率、提高天线增益、提高接受灵敏度等各种方法来补偿这么大的传播损耗，这将大大提高覆盖成本。
②降雨时衰减严重。与微波相比，毫米波信号在恶劣的气候条件下，尤其是降雨时的衰减要大许多，严重影响传播效果。经过研究得出的结论是，毫米波信号降雨时衰减的大小与降雨的瞬时强度、距离长短和雨滴形状密切相关。进一步的验证表明:通常情况下，降雨的瞬时强度越大、距离越远、雨滴越大，所引起的衰减也就越严重。
三、毫米波的应用
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毫米波最重要的应用在通信领域。以目前的5G通信技术为例，主要有两个技术方向：一个是Sub-6，就是利用6GHz以下的带宽资源来发展5G，属于厘米波范围；另外一个就是高频毫米波。中国目前在5G通信技术处于世界领先地位，三大运营商普遍采用Sub-6技术，所使用的5G频段对应的都是厘米波。美国之所以落后了，是因为他们的厘米波频段资源主要被军方把持，迫于无奈，只能把发展方向放在毫米波上，要大规模应用的话数量要比厘米波多好几倍，覆盖成本大大提高。但使用厘米波的话，缺点就是比起4G（三大运营商4G频率最高在2.6GHz左右）来传输速度提升有限，所以大家普遍感觉使用5G的话速度提升不是很明显。而且由于毫米波的传输质量更高，拥有超大带宽、超低时延、超大用户容量三大特性，长远来看，未来5G时代应该是毫米波和厘米波并存，比如可能会出现更多的“室内毫米波”，相当于一个个“超级Wi-Fi热点”，可为一定区域内的大量密集人提供超高速、低时延、高可靠的移动网络，以往在万人体育场观看演出时手机没信号、经常断网的情况将成为历史。
除5G通信外，毫米波还被广泛用于卫星通信和军事用途。由于丰富的频率资源，毫米波通信在卫星通信中得到了迅速发展。例如，在星际通信时一般使用5mm（60GHz）波段，因为在此频率处大气损耗极大，地面无法对星际通信内容进行侦听。而且在星际由于大气极
为稀薄，不会造成信号的衰落。美国的“战术、战略和中继卫星系统”就是一个例子。该系统由五颗卫星组成，上行频率为44GHz，下行频率为20GHz，带宽为2GHz，星际通信频率为60GHz。军事上的需要是推动毫米波系统发展的重要因素。现代战争除去强火力和高密度外，一个重要的特点就是整个战斗是在激烈的电子对抗中进行的。因此，要求通信设备必须具有很强的抗干扰能力，而毫米波在这方面表现出明显优势。例如，选择60GHz、120GHz、200GHz三个“衰减峰”频段上的舰对舰的毫米波通信，利用这些频段上信号严重衰减的特点，可极大提高舰对舰之间通信的抗干扰和抗截获能力。此外，据报道美国的电子对抗设备中部分雷达侦察设备频率可达到110GHz，正在向300GHz发展。北约正研制一种车载毫米波告警设备，频段为40GHz～140GHz。除了应用于电子对抗领域外，军用毫米波通信的应用还包括远（外空间）近（大气层）距保密通信、快速应急通信、对潜通信、卫星通信、星际通信、微波干线上下山的走线和电缆中断抢通设备等。
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