Überblick
Millimeterwelle: Elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge von 1 Zu 10 Millimeter werden Millimeterwellen genannt. Sie liegen im Wellenlängenbereich, in dem sich Mikrowellen und Ferninfrarotwellen überlappen, Sie haben also die Eigenschaften beider Spektren. Die Theorie und Technologie der Millimeterwelle besteht in der Erweiterung der Mikrowelle zur Hochfrequenz und der Entwicklung der Lichtwelle zur Niederfrequenz.
Einführung in mmWave
Definition
Es gibt keine genaue Definition des Millimeterwellen-Frequenzbandes. Normalerweise, die elektromagnetische Welle im Frequenzbereich von 30300GHz (Wellenlänge 110mm) heißt Millimeterwelle. Es liegt im Wellenlängenbereich, in dem sich Mikrowellen- und Ferninfrarotwellen überlappen, Es gibt also zwei Arten von Eigenschaften des Spektrums. Die Theorie und Technologie der Millimeterwelle besteht in der Erweiterung der Mikrowelle zur Hochfrequenz und der Entwicklung der Lichtwelle zur Niederfrequenz.
Entwicklung
Im Juni 15, 2020, Liu Yunjie, ein Akademiker der Chinesischen Akademie für Ingenieurwissenschaften, sagte, dass das Nanjing Network Communication and Security Purple Mountain Laboratory einen vollständig integrierten CMOS-Millimeterwellen-4-Kanal-Phased-Array-Chip entwickelt habe.
Millimeterwelleneigenschaften
Vorteile
- Extrem große Bandbreite: Es wird allgemein angenommen, dass der Millimeterwellen-Frequenzbereich 26,5–300 GHz beträgt, und die Bandbreite beträgt bis zu 273,5 GHz. Mehr als 10 mal die volle Bandbreite von Gleichstrom bis Mikrowelle. Auch unter Berücksichtigung der atmosphärischen Absorption, Bei der Ausbreitung in der Atmosphäre können nur vier Hauptfenster genutzt werden, aber die Gesamtbandbreite dieser vier Fenster kann 135 GHz erreichen, Welches ist 5 mal die Summe der Bandbreiten der unten aufgeführten Mikrowellenbänder. Dies ist angesichts der heutigen knappen Frequenzressourcen zweifellos sehr attraktiv.
- Schmaler Strahl: Der Millimeterwellenstrahl ist bei gleicher Antennengröße viel schmaler als der Mikrowellenstrahl. Zum Beispiel, Eine 12-cm-Antenne hat eine Strahlbreite von 18 Grad bei 9.4 GHz, aber nur 1.8 Grad bei 94 GHz. daher, Es ist möglich, kleine Objekte, die näher beieinander liegen, zu unterscheiden oder die Details von Objekten klarer zu betrachten.
- Allwettereigenschaften: Im Vergleich zu Lasern, Die Ausbreitung von Millimeterwellen wird viel weniger vom Klima beeinflusst.
- Einfache Miniaturisierung: Im Vergleich zu Mikrowellen, Millimeterwellenkomponenten sind viel kleiner. Daher lassen sich mmWave-Systeme einfacher miniaturisieren.
Mängel
- Ausbreitungsdämpfung in der Atmosphäre: Die Ausbreitungsdämpfung in der Atmosphäre ist schwerwiegend.
- Hohe Bearbeitungspräzision: Die Verarbeitungspräzision des Gerätes ist hoch.
Ausbreitungseigenschaften von Millimeterwellen
Millimeterwellen finden in der Kommunikation zahlreiche Anwendungen, Radar, Fernerkundung, und Astronomie. Um ein Millimeterwellensystem mit hervorragender Leistung erfolgreich zu entwerfen und zu entwickeln, Es ist notwendig, die atmosphärischen Ausbreitungseigenschaften von Millimeterwellen unter verschiedenen meteorologischen Bedingungen zu verstehen. Zu den Faktoren, die die Ausbreitungseigenschaften von Millimeterwellen beeinflussen, gehören hauptsächlich:: molekulare Absorption (Sauerstoff, Wasserdampf, usw.), und die Umwelt (einschließlich Vegetation, Boden, Hindernisse, usw.). Die kombinierte Wirkung dieser Faktoren führt zu einer Dämpfung des Millimeterwellensignals, verstreut, Ändern Sie die Polarisation und den Ausbreitungspfad, und dann neues Rauschen in das Millimeterwellensystem einführen. Diese Faktoren wirken sich stark auf den Betrieb von mmWave-Systemen aus, Daher müssen wir die Ausbreitungseigenschaften von mmWellen im Detail untersuchen.
Übersicht über Millimeterwellenradar
In den letzten Jahren, mit der steigenden Nachfrage nach Millimeterwellensystemen, Die Millimeterwellentechnologie hat bei der Entwicklung von Sendern große Durchbrüche erzielt, Empfänger, Antennen, und Millimeterwellengeräte. Infolge, Millimeterwellenradar ist in eine neue Phase verschiedener Anwendungen eingetreten.
Eigenschaften des Millimeterwellenradars
Hauptvorteile
- Extrem breites Frequenzband: Geeignet für verschiedene Breitbandsignalverarbeitung.
- Schmaler Strahl mit guter Richtwirkung: Bietet eine extrem hohe räumliche Auflösung und hohe Tracking-Genauigkeit.
- Große Doppler-Bandbreite: Bietet eine gute Doppler-Auflösung und hohe Messgenauigkeit.
- Geringe Auswirkungen durch Bodenechos: Erzielt eine gute Verfolgungsleistung in geringer Höhe.
- Empfindliche Streueigenschaften: Verbessert die Fähigkeit zur Unterscheidung mehrerer Ziele und zur Zielerkennung sowie die Bildqualität.
- Schwer abzufangen: Die schmale Strahlemission macht es für Feinde schwierig, elektronische Gegenmaßnahmen abzufangen.
- Anti-Stealth-Funktion: Aufgrund der Winkelreflexion, die durch unebene Teile von Stealth-Flugzeugen verursacht wird, Vergrößerung der effektiven Reflexionsfläche.
- Durchdringungsfähigkeit: Im Vergleich zu Laser und Infrarot, Millimeterwellen können Rauch durchdringen, Staub, und Nebel, und rund um die Uhr im Einsatz.
Einschränkungen
Der Nachteil des Millimeterwellenradars liegt hauptsächlich in der atmosphärischen Dämpfung und Absorption, Begrenzung des aktuellen Betriebsbereichs auf größtenteils innerhalb 10 Kilometer. Zusätzlich, im Vergleich zum Mikrowellenradar, Die Komponenten und Teile des Millimeterwellenradars werden derzeit mit geringer Ausbeute in Massenproduktion hergestellt. Viele Geräte müssen im Millimeterwellen-Frequenzband auch mit Gold oder Silber beschichtet werden, die Kosten erhöhen.
Millimeterwellenantennen
Hornantenne
Hornantennen entstehen durch schrittweises Vergrößern und Erweitern der Öffnung eines Metallwellenleiters. Aufgrund ihrer einfachen Struktur werden sie häufig im Mikrowellen- und Millimeterwellenbereich eingesetzt, breites Frequenzband, einfache Herstellung, und bequeme Einstellung. Hornantennen werden auch in Millimeterwellen-Therapiegeräten eingesetzt.
Mikrostreifenantenne
Microstrip -Antennen, oder gedruckte Antennen, wurden zunächst im Zentimeterwellenband weit verbreitet und später auf das Millimeterwellenband ausgeweitet. Diese Erweiterung stellt keine bloße proportionale Reduzierung dar, sondern stellt ein neues Konzept und eine Neuentwicklung dar. Jedoch, Millimeterwellen-Mikrostreifenantennen stehen vor zwei Hauptproblemen: erhöhter Übertragungsleitungsverlust und strenge Maßtoleranz.
Leckwellenantenne
Dieser Antennentyp strahlt aufgrund diskontinuierlicher Strukturen Energie ab, wenn die elektromagnetische Welle entlang der offenen Struktur übertragen wird.
UGPCB -Dienste
XWR6843 mmWave-Sensorgerät-Leiterplattenbaugruppe
UGPCB bietet Leiterplattenbestückungsdienste für XWR6843 mmWave-Sensorgeräte an. Als PCBA-Montagefabrik aus einer Hand mit langjähriger Branchenerfahrung, Anfragen sind willkommen.
