毫米波器件性能提升成本下降，发展多样应用

电子发烧友网报道（文/李宁远）无线电技术标准中，毫米波频率可以用来提高吞吐量，现在很多应用中都可以看到毫米波应用的身影。毫米波通信、毫米波成像、毫米波雷达等应用都是很有发展前景的方向。
 
为什么是毫米波？
 
理论上来说，波长在1到10毫米的电磁波被称为毫米波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，兼有两种波谱的特点。该波段的频率在30到300GHz，不过在实际应用中，一般频率在24GHz以上我们就认为它是毫米波。
 
和传统的无线通信频段相比，毫米波的频率更高，波长更短，根据通信原理，无线通信的最大信号带宽大约是载波频率的5%左右，因此载波频率越高带宽越大，毫米波的高带宽优势很突出。带宽越大意味着信道的容量越大，通信的速度也会越快。
 
波束成形技术和多天线技术也是毫米波中经常用到的技术，这些技术的应用进一步提高了毫米波的传输速率和稳定性。
 
另外，毫米波波长要比低频率波波长短很多，而天线尺寸与电磁波波长成正比，因此毫米波天线的尺寸要比低频率天线小很多。尺寸小，更容易集成，毫米波系统实现小型化也相对容易。不过需要注意的是，客观上毫米波雷达天线尺寸小一些，但是不同的天线技术会直接影响到天线在板上损耗和效率，尤其是损耗这一方面，毫米波的路径损耗本身就会比低频率波大。
 
波长短的另一个优势在于，毫米波用在雷达、成像等方面会有着更高的分辨率。有着突出优势的毫米波，在通信、传输、成像、检测等诸多领域不断开展的新应用。
 
开拓毫米波应用
 
无线通信技术是现在最火热的几个领域之一， 60GHz以下黄金通信频段的频谱已经非常拥挤， 很难满足未来无线高速通信的需求。截然不同的是，在毫米波频段频谱资源很丰富，但仍然尚未得到充分的开发利用。
 
因为毫米波传输距离不远，所以短距高速通信系统更契合其特点，60 GHz频段的免费频谱资源可用于短距离高速传输，且不会对周围造成太多干扰，很多无线通信系统都在这些频段上做文章。近年来，在毫米波各频段上已发展了不少通信系统与标准。
 
毫米波传感的需要也是一直存在的其优秀的感知能力与鲁棒性注定了它会在智能感知上大显身手，这种鲁棒性使其在室内和室外的应用中都具有强大的性能。24GHz、60GHz和77GHz是大多数毫米波传感使用的频段，考虑频段带宽和许可，60GHz以高精度、丰富的点云数据成为雷达传感应用的最合适的选择。60GHz的中心频带更高，提供的速度分辨率大概是24GHz的2.5倍。
 
毫米波的非接触式连接近两年也有着不少进展，电气系统之间的互连此前几乎都依赖于电缆和连接器，而现在毫米波非接触式的互连已经可以实现媲美有线连接。做到取代电子设备中的柔性电缆，消除电子系统中由于干扰和弯曲而受到机械应力的电缆，解放旋转设备里实体连接线束带来的痛点，发展前景可期。
 
小结
 
作为无线移动通信的研究热点，各种毫米波的器件、芯片以及应用都在如火如荼地推进着。近年来，毫米波器件性能的不断提高，成本的不断降低，有力促进了毫米波在各个领域的应用。