Descripción general
onda milimétrica: Ondas electromagnéticas con una longitud de onda de 1 a 10 Los milímetros se llaman ondas milimétricas.. Están ubicados en el rango de longitud de onda donde se superponen las microondas y las ondas del infrarrojo lejano., por lo que tienen las características de ambos espectros. La teoría y la tecnología de las ondas milimétricas son la extensión de las microondas a alta frecuencia y el desarrollo de las ondas luminosas a baja frecuencia..
Introducción a mmWave
Definición
No existe una definición precisa de la banda de frecuencia de ondas milimétricas.. Generalmente, la onda electromagnética en el dominio de la frecuencia de 30300GHz (longitud de onda 110milímetros) se llama onda milimétrica. Se encuentra en el rango de longitud de onda donde las microondas y las ondas del infrarrojo lejano se superponen., entonces hay dos tipos de características del espectro. La teoría y la tecnología de las ondas milimétricas son la extensión de las microondas a alta frecuencia y el desarrollo de las ondas luminosas a baja frecuencia..
Desarrollo
en junio 15, 2020, Liu Yunjie, un académico de la Academia China de Ingeniería, Dijo que el Laboratorio Purple Mountain de Seguridad y Comunicación de Redes de Nanjing ha desarrollado un chip de matriz en fase de 4 canales totalmente integrado de onda milimétrica CMOS..
Características de las ondas milimétricas
Ventajas
- Ancho de banda extremadamente amplio: Generalmente se cree que el rango de frecuencia de onda milimétrica es de 26,5 a 300 GHz., y el ancho de banda es tan alto como 273,5 GHz. Más que 10 veces el ancho de banda completo desde CC a microondas. Incluso considerando la absorción atmosférica, sólo se pueden utilizar cuatro ventanas principales cuando se propaga en la atmósfera, pero el ancho de banda total de estas cuatro ventanas puede alcanzar los 135GHz, cual es 5 veces la suma de los anchos de banda de las bandas de microondas siguientes. Sin duda, esto es muy atractivo con los escasos recursos de frecuencia actuales..
- Haz estrecho: El haz de ondas milimétricas es mucho más estrecho que el haz de microondas bajo el mismo tamaño de antena.. Por ejemplo, una antena de 12 cm tiene un ancho de haz de 18 grados en 9.4 GHz, pero solo 1.8 grados en 94 GHz. Por lo tanto, es posible distinguir objetos pequeños que están más juntos u observar los detalles de los objetos con mayor claridad.
- Características para todo clima: Comparado con los láseres, La propagación de ondas milimétricas se ve mucho menos afectada por el clima..
- Fácil miniaturización: Comparado con los microondas, Los componentes de las ondas milimétricas son mucho más pequeños.. Entonces los sistemas mmWave son más fáciles de miniaturizar.
Deficiencias
- Atenuación de propagación en la atmósfera: La atenuación de la propagación es grave en la atmósfera..
- Alta precisión de procesamiento: La precisión de procesamiento del dispositivo es alta..
Características de propagación de ondas milimétricas
Las ondas milimétricas tienen un gran número de aplicaciones en los campos de la comunicación, Radar, teledetección, y astronomía. Para diseñar y desarrollar con éxito un sistema de ondas milimétricas con excelente rendimiento, Es necesario comprender las características de propagación atmosférica de las ondas milimétricas en diferentes condiciones meteorológicas.. Los factores que afectan las características de propagación de las ondas milimétricas incluyen principalmente: absorción molecular (oxígeno, vapor de agua, etc.), y el medio ambiente (incluyendo la vegetación, suelo, obstáculos, etc.). El efecto combinado de estos factores hará que la señal de onda milimétrica se atenúe, disperso, cambiar la polarización y la ruta de propagación, y luego introducir nuevo ruido en el sistema de ondas milimétricas. Estos factores afectarán en gran medida el funcionamiento de los sistemas mmWave., por lo que debemos estudiar las características de propagación de mmWave en detalle.
Descripción general del radar de ondas milimétricas
En los últimos años, con la creciente demanda de sistemas de ondas milimétricas, La tecnología de ondas milimétricas ha logrado importantes avances en el desarrollo de transmisores., receptores, antenas, y dispositivos de ondas milimétricas. Como resultado, El radar de ondas milimétricas ha entrado en una nueva etapa de diversas aplicaciones..
Características del radar de ondas milimétricas
Beneficios clave
- Banda de frecuencia extremadamente amplia: Adecuado para diversos procesamientos de señales de banda ancha.
- Haz estrecho con buena directividad: Proporciona una resolución espacial extremadamente alta y una alta precisión de seguimiento.
- Amplio ancho de banda Doppler: Ofrece buena resolución Doppler y precisión de medición de alta velocidad..
- Bajo impacto del desorden del suelo: Da como resultado un buen rendimiento de seguimiento a baja altitud.
- Características de dispersión sensibles: Mejora la discriminación de múltiples objetivos y las capacidades de reconocimiento de objetivos y la calidad de las imágenes..
- Difícil de interceptar: La emisión de haz estrecho dificulta que los enemigos intercepten las contramedidas electrónicas..
- Función anti-sigilo: Debido a la reflexión angular causada por partes irregulares de aviones furtivos, aumentando el área de reflexión efectiva.
- Capacidad de penetración: Comparado con el láser y el infrarrojo., La onda milimétrica puede atravesar el humo., polvo, y niebla, y operar las 24 horas.
Limitaciones
La desventaja del radar de ondas milimétricas se ve afectada principalmente por la atenuación y absorción atmosférica., limitando el rango operativo actual a mayormente dentro 10 kilómetros. Además, comparado con el radar de microondas, Los componentes y piezas del radar de ondas milimétricas se producen actualmente en masa con bajo rendimiento.. Muchos dispositivos también deben recubrirse con oro o plata en la banda de frecuencia de ondas milimétricas., aumentando el costo.
Antenas de onda milimétrica
Antena de bocina
Las antenas de bocina se forman agrandando y extendiendo gradualmente la abertura de una guía de ondas de metal.. Son ampliamente utilizados en bandas de microondas y ondas milimétricas debido a su estructura simple., banda de frecuencia ancha, fácil fabricación, y ajuste conveniente. Las antenas de bocina también se utilizan en equipos terapéuticos de ondas milimétricas..
Antena microcinta
Antenas microbanda, o antenas impresas, Primero se utilizaron ampliamente en la banda de ondas centimétricas y luego se extendieron a la banda de ondas milimétricas.. Esta ampliación no es una mera reducción proporcional sino que representa un nuevo concepto y desarrollo.. Sin embargo, Las antenas de microcinta de ondas milimétricas enfrentan dos problemas clave: Mayor pérdida en la línea de transmisión y estricta tolerancia dimensional..
Antena de onda con fugas
Este tipo de antena irradia energía debido a estructuras discontinuas cuando la onda electromagnética se transmite a lo largo de la estructura abierta..
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