第五代挪动通讯系统 （5th generation mobile networks，简称5G）离正式商用（2020年）愈来愈接近。5G在传输速度上该当实现比4G快十倍以上，即5G的传输速度可实现1Gb/s。无线传输增添传输速度年夜体上有两种方式，其一是增添频谱操纵率，其二是增添频谱带宽。相对提高频谱操纵率，增添频谱带宽的方式显得更简单间接。此刻经常使用的5GHz以下的频段已很是拥堵，为了寻觅新的频谱资本，各年夜厂商 想到的方式就是利用毫米波手艺。

毫米波的界说

微波波段包罗：分米波，厘米波，毫米波和亚毫米波。此中，毫米波（millimeterwave），凡是指频段在30~300GHz，响应波长为1~10mm的电磁波，它的工作频次介在微波与远红外波之间，是以兼有两种波谱的特点。毫米波的理论和手艺别离是微波向高频的延长和光波向低频的成长。

毫米波的成长

自1873年Maxwell颁发《电磁学通论》以来，人们充实操纵电磁资本在拓宽平铺方面作了年夜量的工作。对毫米波的研究，早在1889年就已提出，至今已有一个世纪的漫长岁月。毫米波的成长一向时起时落，但对毫米波的研究老是吸引着良多的学者，从而取得了年夜量的根基常识。研究毫米波必需有响应的手艺作为支持，所以此范畴的研究一向比力迟缓，能够说一波三折。但跟着响应手艺的成长和在一些主要场所下红外和可见光手艺不克不及供给最好处理方案的时辰，毫米波因为其区分在通俗微波的特点，其潜伏的研究和利用价值日趋凸起。

直至20世纪70年月，因为毫米波集成电路和毫米波固体器件的研制成功并取得批量出产，使出产本钱日益降落，毫米波通讯才如同枯木逢春，兴旺成长开来。能够估计，跟着科技的前进，毫米波通讯势必显现出广漠的利用前景。

毫米波的传布特征

凡是毫米波频段是指 30GHz～300GHz， 响应波长为 1mm～10mm。毫米波通讯就是指以毫米波作为传输消息的载体而进行的通讯。今朝绝年夜大都的利用研究集中在几个“年夜气窗口”频次和三个“衰减峰”频次上。

1、是一种典型的视距传输体例

毫米波属在甚高频段， 它以直射波的体例在空间进行传布，波束很窄，具有杰出的标的目的性。一方面，因为毫米波受年夜气接收和降雨式微影响严峻，所以单跳通讯距离较短;另外一方面，因为频段高，干扰源很少，所以传布不变靠得住。是以，毫米波通讯是一种典型的具有高质量、恒定参数的无线传输信道的通讯手艺。

2、具有“年夜气窗口”和“衰减峰”

“年夜气窗口”是指 35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、 220GHz 频段， 在这些非凡频段四周， 毫米波传布遭到的衰减较小。一般说来，“年夜气窗口”频段比力合用在点对点通讯，已被低空空位导弹和地基雷达所采取。而在 60GHz、 120GHz、 180GHz 频段四周的衰减呈现极年夜值，约高达 15dB / km 以上， 被称作“衰减峰”。凡是这些“衰减峰”频段被多路分集的隐藏收集和系统优先选用，用以知足收集平安系数的要求。

3、降雨时衰减严峻

与微波比拟， 毫米波旌旗灯号在卑劣的天气前提下，特别是降雨时的衰减要年夜很多，严峻影响传布结果。颠末研究得出的结论是，毫米波旌旗灯号降雨时衰减的巨细与降雨的瞬时强度、距离长短和雨滴外形紧密亲密相干。进一步的验证注解： 凡是环境下，降雨的瞬时强度越年夜、距离越远、雨滴越年夜，所引发的衰减也就越严峻。是以，对于降雨衰减最有用的法子是在进行毫米波通讯系统或通讯线路设想时，留出足够的电平衰减余量。

4、对沙尘和烟雾具有很强的穿透能力

年夜气激光和红外对沙尘和烟雾的穿透力很差，而毫米波在这点上具有较着劣势。年夜量现场实验成果注解， 毫米波对沙尘和烟雾具有很强的穿透力，几近能无衰减地经由过程沙尘和烟雾。乃至在由爆炸和金属箔条发生的较高强度散射的前提下， 即便呈现式微也是短时间的，很快就会恢复。跟着离子的分散和下降， 不会引发毫米波通讯的严峻中止。

毫米波通讯的长处

1�����APP、极宽的带宽

凡是认为毫米波频次规模为26.5～300GHz，带宽高达273.5GHz。跨越从直流到微波全数带宽的10倍。即便斟酌年夜气接收，在年夜气中传布时只能利用四个首要窗口，但这四个窗口的总带宽也可达135GHz，为微波以下各波段带宽之和的5倍。这在频次资本重要的今天无疑极具吸引力。

2、波束窄

在不异天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄很多。例如一个12cm的天线，在9.4GHz时波束宽度为18度，而94GHz时波速宽度仅1.8度。是以能分辩相距更近的小方针或更加清楚地不雅察方针的细节。

3、探测能力强

能够操纵宽带广谱能力来按捺多径效应和混乱回波。有年夜量频次可供利用，有用的消弭彼此干扰。在方针径向速度下能够取得较年夜的多谱勒频移，从而提高对低速活动物体或振动物体的探测和辨认能力。

4、平安保密好

毫米波通讯的这个长处来自两个方面： a）因为毫米波在年夜气中传布受氧、水气和降雨的接收衰减很年夜， 点对点的纵贯距离很短， 跨越这个距离旌旗灯号就会变得十分微弱， 这就增添了敌方进行窃听和干扰的难度。b）毫米波的波束很窄， 且副瓣低， 这又进一步下降了其被截获的几率。

5、传输质量高

因为频段高毫米波通讯根基上没有甚么干扰源，电磁频谱极其清洁，是以，毫米波信道很是不变靠得住，其误码率可长时候连结在 10- 12 量级，可与光缆的传输质量相媲美。

6、全天候通讯

毫米波对降雨、沙尘、烟雾和等离子的穿透能力却要比年夜气激光和红外强很多。这就使得毫米波通讯具有较好的全天候通讯能力，包管延续靠得住工作。

7、元件尺寸小

和微波比拟，毫米波元器件的尺寸要小很多。是以毫米波系统更轻易小型化。

毫米波的怪异利用

毫米波的潜伏利用，包罗毫米波成像（mm-wave imaging）、亚太赫兹（sub-THz）化学探测器，和在天文学、化学、物理、医学和平安方面的利用。

主要频次包罗90GHz、140GHz，和300GHz以上或叫做THz区域。60GHz频带因为氧气的接收，使得它合适在短距离收集利用。而其他的频带，如90GHz是长距离成像的抱负选择。

1、汽车雷达

成像范畴的一个很主要的利用是工作在24GHz和77GHz的汽车雷达。今天唯一很是豪侈的汽车设备了毫米波雷达手艺。该手艺能够在低能见度环境下帮忙汽车驾驶，特别是年夜雾的气候，和主动巡航节制和乃至将来高速公路的主动驾驶。

2、用在医学利用的毫米波成像

毫米波手艺的另外一个潜伏利用是无源毫米波成像（passivemm-wave imaging）。仅经由过程检测物体在毫米波频带的热量辐射，物体的图象便可以像光学系同一样显现出来。需要或是一组领受机或是挪动的终端天线来不断地扫描感爱好的区域。