ملخص
موجة ملليمتر: موجات كهرومغناطيسية يبلغ طولها الموجي 1 ل 10 تسمى ملليمترات موجات ملليمتر. وهي تقع في نطاق الطول الموجي حيث تتداخل موجات الميكروويف وموجات الأشعة تحت الحمراء البعيدة, لذلك لديهم خصائص كلا الطيفين. نظرية وتقنية الموجة المليمترية هي امتداد الموجات الميكروية إلى التردد العالي وتطوير موجة الضوء إلى التردد المنخفض.
مقدمة إلى mmWave
تعريف
لا يوجد تعريف دقيق لنطاق تردد الموجة المليمترية. عادة, الموجات الكهرومغناطيسية في مجال التردد 30300GHz (الطول الموجي 110مم) تسمى موجة ملليمتر. وهي تقع في نطاق الطول الموجي حيث تتداخل موجات الميكروويف والأشعة تحت الحمراء البعيدة, لذلك هناك نوعان من خصائص الطيف. نظرية وتقنية الموجة المليمترية هي امتداد الموجات الميكروية إلى التردد العالي وتطوير موجة الضوء إلى التردد المنخفض.
تطوير
في يونيو 15, 2020, ليو يونجي, أكاديمي في الأكاديمية الصينية للهندسة, قال إن مختبر بيربل ماونتن للاتصالات والأمن في نانجينغ قام بتطوير موجة ملليمترية CMOS متكاملة تمامًا ذات 4 قنوات من شريحة الصفيف المرحلي.
خصائص الموجة المليمترية
المزايا
- عرض النطاق الترددي واسع للغاية: من المعتقد عمومًا أن نطاق تردد الموجة المليمترية هو 26.5-300 جيجا هرتز, وعرض النطاق الترددي يصل إلى 273.5 جيجا هرتز. أكثر من 10 مرات عرض النطاق الترددي الكامل من العاصمة إلى الميكروويف. حتى النظر في امتصاص الغلاف الجوي, يمكن استخدام أربع نوافذ رئيسية فقط عند الانتشار في الغلاف الجوي, لكن إجمالي عرض النطاق الترددي لهذه النوافذ الأربعة يمكن أن يصل إلى 135 جيجا هرتز, وهو 5 أضعاف مجموع عروض النطاق الترددي لنطاقات الموجات الدقيقة أدناه. وهذا بلا شك جذاب للغاية في موارد التردد الضيقة اليوم.
- شعاع ضيق: إن شعاع الموجة المليمترية أضيق بكثير من شعاع الميكروويف تحت نفس حجم الهوائي. على سبيل المثال, هوائي مقاس 12 سم يبلغ عرض شعاعه 18 درجات عند 9.4 GHz, ولكن فقط 1.8 درجات عند 94 GHz. لذلك, فمن الممكن التمييز بين الأشياء الصغيرة المتقاربة أو ملاحظة تفاصيل الأشياء بشكل أكثر وضوحًا.
- خصائص جميع الأحوال الجوية: بالمقارنة مع الليزر, إن انتشار الموجات المليمترية أقل تأثراً بالمناخ.
- التصغير السهل: بالمقارنة مع أفران الميكروويف, مكونات الموجة المليمترية أصغر بكثير في الحجم. لذا فإن أنظمة mmWave أسهل في التصغير.
أوجه القصور
- توهين الانتشار في الغلاف الجوي: ويعتبر توهين الانتشار خطيراً في الغلاف الجوي.
- دقة معالجة عالية: دقة المعالجة للجهاز عالية.
خصائص انتشار الموجات المليمترية
للموجات المليمترية عدد كبير من التطبيقات في مجالات الاتصالات, رادار, الاستشعار عن بعد, وعلم الفلك. من أجل تصميم وتطوير نظام الموجات المليمترية بأداء ممتاز بنجاح, من الضروري فهم خصائص الانتشار الجوي للموجة المليمترية في ظل ظروف الأرصاد الجوية المختلفة. العوامل التي تؤثر على خصائص انتشار الموجات المليمترية تشمل بشكل رئيسي: الامتصاص الجزيئي (الأكسجين, بخار الماء, إلخ.), والبيئة (بما في ذلك الغطاء النباتي, أرضي, عوائق, إلخ.). سيؤدي التأثير المشترك لهذه العوامل إلى إضعاف إشارة الموجة المليمترية, متناثرة, تغيير مسار الاستقطاب والانتشار, ومن ثم إدخال ضوضاء جديدة في نظام الموجات المليمترية. ستؤثر هذه العوامل بشكل كبير على تشغيل أنظمة mmWave, لذلك يجب علينا دراسة خصائص انتشار mmWave بالتفصيل.
نظرة عامة على رادار الموجات المليمترية
في السنوات الأخيرة, مع تزايد الطلب على أنظمة الموجات المليمترية, حققت تكنولوجيا الموجات المليمترية اختراقات كبيرة في تطوير أجهزة الإرسال, أجهزة الاستقبال, هوائيات, وأجهزة الموجات المليمترية. نتيجة ل, دخل رادار الموجة المليمترية مرحلة جديدة من التطبيقات المختلفة.
خصائص رادار الموجات المليمترية
الفوائد الرئيسية
- نطاق ترددي واسع للغاية: مناسبة لمختلف معالجة إشارات النطاق العريض.
- شعاع ضيق مع توجيه جيد: يوفر دقة مكانية عالية للغاية ودقة تتبع عالية.
- عرض النطاق الترددي دوبلر واسعة: يوفر دقة دوبلر جيدة ودقة قياس عالية السرعة.
- تأثير منخفض من الفوضى الأرضية: يؤدي إلى أداء جيد للتتبع على ارتفاعات منخفضة.
- خصائص التشتت الحساسة: يحسن التمييز متعدد الأهداف وقدرات التعرف على الأهداف وجودة التصوير.
- من الصعب اعتراضها: يجعل انبعاث الشعاع الضيق من الصعب على الأعداء اعتراضه في الإجراءات الإلكترونية المضادة.
- وظيفة مكافحة الشبح: بسبب الانعكاس الزاوي الناتج عن الأجزاء غير المستوية للطائرة الشبح, زيادة منطقة الانعكاس الفعالة.
- القدرة على الاختراق: مقارنة بالليزر والأشعة تحت الحمراء, موجة ملليمتر يمكن أن تخترق الدخان, تراب, والضباب, وتعمل على مدار الساعة.
القيود
يتأثر عيب رادار الموجات المليمترية بشكل رئيسي بالتوهين والامتصاص الجوي, الحد من نطاق التشغيل الحالي في الغالب في الداخل 10 كيلومترات. بالإضافة إلى ذلك, مقارنة برادار الميكروويف, يتم حاليًا إنتاج مكونات وأجزاء رادار الموجات المليمترية بكميات كبيرة بإنتاجية منخفضة. تحتاج العديد من الأجهزة أيضًا إلى طلاءها بالذهب أو الفضة في نطاق تردد الموجة المليمترية, زيادة التكلفة.
هوائيات الموجات المليمترية
هوائي القرن
يتم تشكيل هوائيات البوق عن طريق توسيع وتوسيع فتحة الدليل الموجي المعدني تدريجيًا. يتم استخدامها على نطاق واسع في نطاقات الموجات الميكروية والمليمترية نظرًا لبنيتها البسيطة, نطاق تردد واسع, تصنيع سهل, والتعديل المريح. تُستخدم هوائيات البوق أيضًا في المعدات العلاجية ذات الموجات المليمترية.
هوائي ميكروستريب
هوائيات ميكروستريب, أو الهوائيات المطبوعة, تم استخدامها لأول مرة على نطاق واسع في نطاق الموجة السنتيمترية ثم امتدت لاحقًا إلى نطاق الموجة المليمترية. وهذا التوسع ليس مجرد تخفيض نسبي، بل يمثل مفهوما جديدا وتطورا. لكن, تواجه هوائيات الشرائح الدقيقة ذات الموجات المليمترية مشكلتين رئيسيتين: زيادة فقدان خط النقل والتسامح الصارم للأبعاد.
هوائي الموجة المتسربة
يشع هذا النوع من الهوائيات الطاقة بسبب الهياكل المتقطعة عندما تنتقل الموجة الكهرومغناطيسية على طول الهيكل المفتوح.
خدمات UGPCB
XWR6843 mmWave Sensing Device PCB Assembly
يوفر UGPCB خدمات تجميع PCB لجهاز استشعار الموجات XWR6843 mmWave. كمصنع تجميع شامل لـ PCBA يتمتع بخبرة صناعية كبيرة, الاستفسارات هي موضع ترحيب.
