射頻微波天線pcb板未來(lái)發(fā)展會(huì)怎么樣

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相比之下，毫米波頻段卻仍有大量潛在的未被充分利用的頻譜資源。因此， 毫米波成為第5 代移動(dòng)通信的研究熱點(diǎn)。在WRC2015 大會(huì)上確定了第5 代移動(dòng)通信研究備選頻段：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 在滿足特定使用條件下允許作為增選頻段。

各種毫米波的器件、芯片以及應(yīng)用都在如火如荼的開(kāi)發(fā)著。相對(duì)于微波頻段， 毫米波有其自身的特點(diǎn)。首先， 毫米波具有更短的工作波長(zhǎng)， 可以有效減小器件及系統(tǒng)的尺寸; 其次， 毫米波有著豐富的頻譜資源，可以勝任未來(lái)超高速通信的需求。

此外， 由于波長(zhǎng)短， 毫米波用在雷達(dá)、成像等方面有著更高的分辨率。到目前為止， 人們對(duì)毫米波已開(kāi)展了大量的研究， 各種毫米波系統(tǒng)已得到廣泛的應(yīng)用。隨著第5代移動(dòng)通信、汽車(chē)自動(dòng)駕駛、安檢等民用技術(shù)的快速發(fā)展， 毫米波將被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗?/span>

 射頻微波通信

隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展， 6 GHz 以下黃金通信頻段的頻譜已經(jīng)非常擁擠， 很難滿足未來(lái)無(wú)線高速通信的需求。然而， 與此相反的是， 在毫米波頻段， 頻譜資源豐富但仍然沒(méi)有得到充分的開(kāi)發(fā)利用。

在移動(dòng)通信方面，探索了毫米波移動(dòng)通信系統(tǒng)場(chǎng)景、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及空中接口。在目前開(kāi)展的第5 代移動(dòng)通信（5G） 研究中， 幾個(gè)毫米波頻段已經(jīng)成為5G 候選頻段。毫米波技術(shù)將會(huì)在5G的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。

在短距高速通信系統(tǒng)中， 60 GHz 頻段得到了廣泛地研究和應(yīng)用。歐洲、美國(guó)、加拿大、韓國(guó)、日本、澳大利亞以及我國(guó)陸續(xù)開(kāi)放了這一頻段的免費(fèi)頻譜資源。60 GHz 頻段處于大氣衰減峰， 雖然不適合遠(yuǎn)距通信， 但可用于短距離傳輸， 且不會(huì)對(duì)周?chē)斐商喔蓴_。近年來(lái)， 在60 GHz 頻段已發(fā)展了高速Gbps 通信、WirelessHD、WiGig、近場(chǎng)通訊、IEEE 802.11ad 、IEEE802.15.3c等各種系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)內(nèi)東南大學(xué)提出了工作在45 GHz 頻段的超高速近遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸標(biāo)準(zhǔn)（Q-LINKPAN） ，其短距部分已成為IEEE 802.11aj 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。45 GHz 頻段的大氣衰減小于1 dB/km， 因此不僅可以像60 GHz 頻段一樣實(shí)現(xiàn)高速短距傳輸， 同時(shí)也適用于遠(yuǎn)距傳輸。目前實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在82 m 的傳輸距離上已實(shí)現(xiàn)2 Gbps 的傳輸速率， 并研制了相應(yīng)的支持Gbps 傳輸?shù)暮撩撞ㄐ酒?/span>

衛(wèi)星通信覆蓋范圍廣，是保障偏遠(yuǎn)地區(qū)和海上通信以及應(yīng)急通信的重要手段，目前其工作頻段主要集中在L、S、C、Ku 及Ka 波段。隨著衛(wèi)星通信研究的不斷深入，已在嘗試更高頻段。

因?yàn)楹撩撞l段可以提供更寬的帶寬， 因而可實(shí)現(xiàn)更高的通信速率。此外， 低功耗、小體積、抗干擾以及較高的空間分辨率都是其值得利用的特點(diǎn)。目前衛(wèi)星與地面通信的主要研究方向集中在兩個(gè)大氣衰減較小的窗口，Q 頻段和W 頻段， 而60 GHz 頻段被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)星間通信的重要頻段。

此外， 毫米波光載無(wú)線通信（RoF） 系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展。光纖具有成本低、信道帶寬大、損耗小、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)， 成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)中不可或缺的部分。正如上文提到的， 毫米波具有傳輸容量大、體積小等優(yōu)點(diǎn)， 但也有空間傳輸損耗大等缺點(diǎn)。

毫米波RoF 系統(tǒng)結(jié)合了毫米波和光纖通信的優(yōu)點(diǎn)， 是實(shí)現(xiàn)寬帶毫米波通信遠(yuǎn)距離傳輸?shù)挠行侄?。自?990 年光載無(wú)線通信的概念被提出之后，這個(gè)領(lǐng)域目前在毫米波頻段成為了研究熱點(diǎn)，很多研究小組在不同的毫米波頻段進(jìn)行了研究， 比如60 GHz 、75-110 GHz、120 GHz 、220 GHz、250 GHz 等。

射頻微波成像

利用毫米波穿透性、安全性等優(yōu)點(diǎn)， 毫米波成像可有效地對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行成像， 在國(guó)家安全、機(jī)場(chǎng)安檢、大氣遙感等方面得到了廣泛的研究， 根據(jù)成像機(jī)理分為被動(dòng)式成像和主動(dòng)式成像。

毫米波被動(dòng)式成像是通過(guò)探測(cè)被測(cè)物自身的輻射能量， 并分辨不同物質(zhì)輻射強(qiáng)度的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)成像。被動(dòng)式成像從機(jī)理上看是一種安全的成像方式， 不會(huì)對(duì)環(huán)境造成電磁干擾， 但對(duì)信號(hào)本身的強(qiáng)度以及接收機(jī)的靈敏度要求較高。國(guó)內(nèi)外對(duì)毫米波被動(dòng)式成像技術(shù)已開(kāi)展了大量的研究。

毫米波主動(dòng)式成像主要是通過(guò)毫米波源****一定強(qiáng)度的毫米波信號(hào)， 通過(guò)接收被測(cè)物的反射波，檢測(cè)被測(cè)目標(biāo)與環(huán)境的差異，然后進(jìn)行反演成像。主動(dòng)式成像系統(tǒng)可以對(duì)包括塑料等非金屬物體進(jìn)行檢測(cè)， 其受環(huán)境影響較小， 獲得的信息量大， 可以有效地進(jìn)行三維成像。

常用的主動(dòng)式成像系統(tǒng)主要包括焦平面成像以及合成孔徑成像。毫米波成像系統(tǒng)已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外許多機(jī)場(chǎng)的安檢。國(guó)內(nèi)上海微系統(tǒng)所孫曉瑋團(tuán)隊(duì)研發(fā)成功了毫米波成像安檢系統(tǒng)， 電子科技大學(xué)樊勇團(tuán)隊(duì)研制成功了毫米波動(dòng)態(tài)成像系統(tǒng)。

 射頻微波雷達(dá)

毫米波雷達(dá)具有頻帶寬、波長(zhǎng)短、波束窄、體積小、功耗低和穿透性強(qiáng)等特點(diǎn)。相比于激光紅外探測(cè)， 其穿透性強(qiáng)的特點(diǎn)可以保證雷達(dá)能夠工作在霧雨雪以及沙塵環(huán)境中， 受天氣的影響較小。相比于微波波段的雷達(dá)， 利用毫米波波長(zhǎng)短的特點(diǎn)可以有效減小系統(tǒng)體積和重量，并提高分辨率。這些特點(diǎn)使得毫米波雷達(dá)在汽車(chē)防撞、直升機(jī)避障、云探測(cè)、導(dǎo)彈導(dǎo)引等方面具有重要的應(yīng)用。

微波毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)主要集中在24 GHz和77 GHz 頻段上， 是未來(lái)智能駕駛或自動(dòng)駕駛的核心技術(shù)之一。在直升機(jī)毫米波防撞雷達(dá)的研究上， 人們特別關(guān)注毫米波雷達(dá)對(duì)電力線等的探測(cè)效果。

毫米波在大氣遙感方面也有很重要的應(yīng)用，其中代表性的有毫米波云雷達(dá)。毫米波云雷達(dá)主要針對(duì)降水云進(jìn)行探測(cè)，，用于探測(cè)云內(nèi)部宏觀和微觀參數(shù)，，反映大氣熱力及動(dòng)力過(guò)程。

由于毫米波波長(zhǎng)短，在云探測(cè)中表現(xiàn)出很高的測(cè)量精度和分辨率， 具有穿透含水較多的厚云層等優(yōu)勢(shì)。南京信息工程大學(xué)葛俊祥團(tuán)隊(duì)研制了W 波段云雷達(dá)， 北京理工大學(xué)呂昕團(tuán)隊(duì)正在研制94/340 GHz 雙頻段云雷達(dá)。

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