毫米波应用及发展现状
2015-08-05
作者:向日葵工作室
毫米波 (millimeter wave ):波长为1~10毫米的电磁波称毫米波,它位于微波与远红外波相交叠的波长范围,因而兼有两种波谱的特点。毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展。
毫米波的优点
带宽极宽、波束窄、全天候特性、更易小型化。
毫米波的应用
毫米波在通信、雷达、制导、遥感技术、射电天文学、临床医学和波谱学方面都有重大的意义。
1、毫米波雷达
优点:角分辨率高、频带宽。缺点:大作用距离时所需发射功率及天线增益比微波系统高。
典型的应用实例:空间目标识别雷达、汽车防撞雷达、直升飞机防控雷达、精密跟踪雷达、炮弹弹道测量雷达。
2、导弹的末制导系统
毫米波制导兼有微波制导和红外制导的优点。旁瓣低、敌方难于截获,增加了集团干扰的难度。
典型的应用实例:美国的“黄蜂”、“灰背隼”、“STAFF’,英国的“长剑”,前苏联的“SA-10”等导弹。
3、毫米波电子对抗
现代战争的胜利是属于能够驾驭电磁频谱的一方。
由于毫米波雷达和制导系统的发展,相应的电子对抗手段也发展起来了。目前最常用的是投放非谐振的毫米波箔片和气溶胶,对敌方毫米波雷达波束进行散射。
4、毫米波通信系统
毫米波通信系统可以分为地球上的点对点通信和通过卫星的通信或广播。
毫米波具有很强的隐蔽性和抗干扰性,因此现在地球上的点对点毫米波通信基本上只用于对保密要求较高的接力(中继)通信中。卫星通信中则由于毫米波段频率资源丰富而得了迅速发展。
5、激光光谱学中的应用
利用毫米波对激光进行调制,可以得到比微波更宽的频率变化范围,因此逐渐取代微波被用于激光光谱仪中。
毫米波元器件
毫米波元器件要求:小型、轻便、低功耗、高可靠、低成本。
半导体器件:混频器、低噪声放大器、倍频器、功率放大器及振荡器
真空器件:传统器件、相对论器件
人们一直在寻找适合毫米波使用的新型元件。现在比较成熟的有槽波导和介质波导两种。
我国建立国家毫米波功率基准
我国计量科学研究院科研人员日前成功建立了一系列频段的中国国家毫米波功率基准。该基准在全频段内达到千分之六的世界最高水平,解决了应用领域单位的关键测量溯源问题。