毫米波以直射波的方式在空間進行傳播，波束很窄，具有良好的方向性。一方面，由于毫米波受大氣吸收和降雨衰落影響嚴重; 另一方面，由于頻段高，干擾源很少，所以傳播穩(wěn)定可靠。
影響毫米波傳播的主要氣體是氧分子和水蒸氣，這些氣體的諧振將會對毫米波頻率產(chǎn)生選擇性吸收與散射。由氧分子諧振引起的吸收峰出現(xiàn)在60和120GHz附近，而由水蒸氣諧振引起的吸收峰出現(xiàn)在22和183GHz附近，在整個毫米波頻段有四個傳播衰減相對較小的大氣“窗口”，它們的中心頻率在35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、 220GHz附近，這些“窗口”對應的帶寬分別是16GHz、23GHz、26GHz、70GHz。在這些特殊頻段附近, 毫米波傳播受到的衰減較小，比較適用于點對點通信。
與微波相比, 毫米波信號在惡劣的氣候條件下，尤其是降雨時的衰減要大許多，嚴重影響傳播效果。經(jīng)過研究得出的結(jié)論是，毫米波信號降雨時衰減的大小與降雨的瞬時強度、 距離長短和雨滴形狀密切相關。進一步的驗證表明: 通常情況下，降雨的瞬時強度越大、距離越遠、雨滴越大，所引起的衰減也就越嚴重。因此，對付降雨衰減最有效的辦法是在進行毫米波通信系統(tǒng)或通信線路設計時，留出足夠的電平衰減余量。
激光和紅外對沙塵和煙霧的穿透力很差,而毫米波在這點上具有明顯優(yōu)勢。大量現(xiàn)場試驗結(jié)果表明, 毫米波對于沙塵和煙霧具有很強的穿透力，幾乎能無衰減地通過沙塵和煙霧。甚至在有爆炸和金屬箔條產(chǎn)生的較高強度散射的條件下, 即使出現(xiàn)衰落也是短期的, 很快就會恢復。隨著離子的擴散和降落, 不會引起毫米波信號的嚴重中斷。
毫米波的傳播特性：
毫米波在通信、雷達、遙感和設點天文等領域有大量的應用。要想成功地設計并研制出性能優(yōu)良的毫米波系統(tǒng)，必須了解毫米波在不同氣象條件下的大氣傳播特性。影響毫米波傳播特性的因素主要有：構成大氣成分的分子吸收（氧氣、水蒸氣等）、降水（包括雨、霧、雪、雹、云等）、大氣中的懸浮物（塵埃、煙霧等）、以及環(huán)境（包括植被、地面、障礙物等），這些因素的共同作用，會使毫米波信號受到衰減、散射、改變極化和傳播路徑，進而在毫米波系統(tǒng)中引進新的噪聲，這諸多因素將對毫米波系統(tǒng)的工作造成極大影響，因此我們必須詳細研究毫米波的傳播特性。通常認為毫米波頻率范圍為26.5～300GHz，帶寬高達273.5GHz。超過從直流到微波全部帶寬的10倍。即使考慮大氣吸收，在大氣中傳播時只能使用四個主要窗口，但這四個窗口的總帶寬也可達135GHz，為微波以下各波段帶寬之和的5 倍。這在頻率資源緊張的今天無疑極具吸引力。
在相同天線尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多。例如一個12cm的天線，在9.4GHz時波束寬度為18度，而94GHz時波速寬度僅1.8度。因此能分辨相距更近的小目標或更為清晰地觀察目標的細節(jié)。
可以利用寬帶廣譜能力來抑制多徑效應和雜亂回波。有大量頻率可供使用，有效的消除相互干擾。在目標徑向速度下可以獲得較大的多譜勒頻移，從而提高對低速運動物體或振動物體的探測和識別能力。
毫米波通信的這個優(yōu)點來自兩個方面: a)由于毫米波在大氣中傳播受氧、 水氣和降雨的吸收衰減很大, 點對點的直通距離很短, 超過這個距離信號就會變得十分微弱, 這就增加了敵方進行竊聽和干擾的難度。b)毫米波的波束很窄, 且副瓣低, 這又進一步降低了其被截獲的概率。
由于頻段高毫米波通信基本上沒有什么干擾源，電磁頻譜極為干凈，因此，毫米波信道非常穩(wěn)定可靠，其誤碼率可長時間保持在 10- 12 量級，可與光纜的傳輸質(zhì)量相媲美。
毫米波對降雨、沙塵、煙霧和等離子的穿透能力卻要比大氣激光和紅外強得多。這就使得毫米波通信具有較好的全天候通信能力，保證持續(xù)可靠工作。
和微波相比，毫米波元器件的尺寸要小得多。因此毫米波系統(tǒng)更容易小型化，降低產(chǎn)品的重量。
隨著信息技術的不斷發(fā)展，我國城市的面貌發(fā)生了巨大的變化。將毫米波頻段運用到5G移動通信中，是當前智慧城市的寬帶中國戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。筆者對毫米波頻段在5G移動通信中的應用展開分析，涉及5G網(wǎng)絡技術特點及無線網(wǎng)絡規(guī)劃，提出積極地加強毫米波頻段在5G移動通信中的應用是具有發(fā)展前景的。
在智能駕駛傳感器領域，和激光雷達(LiDAR)相比，毫米波雷達(Millimeter-Wave Radar)更接地氣，在技術上已非常成熟，而且其市場出貨量相當可觀，以中國市場為例，2015年車載毫米波雷達銷量為180萬顆，大概平均每12臺車搭載1顆毫米波雷達。此外，毫米波雷達在歐洲的普及率非常高。
△毫米波雷達發(fā)展歷程
毫米波不僅在通訊和雷達領域具有舉足輕重的作用，同時在制導、遙感技術、射電天文學、臨床醫(yī)學和波譜學方面都有重大的意義。利用大氣窗口的毫米波頻率可實現(xiàn)大容量的衛(wèi)星-地面通信或地面中繼通信。利用毫米波天線的窄波束和低旁瓣性能可實現(xiàn)低仰角精密跟蹤雷達和成像雷達。在遠程導彈或航天器重返大氣層時，需采用能順利穿透等離子體的毫米波實現(xiàn)通信和制導。高分辨率的毫米波輻射計適用于氣象參數(shù)的遙感。用毫米波和亞毫米波的射電天文望遠鏡探測宇宙空間的輻射波譜可以推斷星際物質(zhì)的成分。
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