毫米波連接器發(fā)展前景

當(dāng)前的毫米波通信系統(tǒng)主要包括地球上的點(diǎn)對點(diǎn)通信和通過衛(wèi)星的通信或廣播系統(tǒng)。地球上的點(diǎn)對點(diǎn)毫米波通信一般用于對保密要求較高的接力通信中。毫米波本身就具有很強(qiáng)的隱蔽性和抗干擾性，同時(shí)由于毫米波在大氣中的衰減和使用小口徑天線就可以獲得極窄的波束和很小的旁瓣，所以對毫米波通信的截獲和干擾變得非常困難。

毫米波通信毫米波地面通信

毫米波地面通信系統(tǒng)的傳統(tǒng)應(yīng)用是接力（中繼）通信。毫米波傳播的大量試驗(yàn)表明，利用多跳的毫米波接力（中繼）通信是可行的。為了減少風(fēng)險(xiǎn)，首先從毫米波頻段的低端和厘米波頻段的高端入手。在開發(fā)高頻段大容量通信系統(tǒng)的同時(shí)，更高頻段的中、低容量短程毫米波通信設(shè)備也相繼出臺。

到20世紀(jì)90年代，迎來了全球信息化的浪潮。因特網(wǎng)迅猛發(fā)展，交互多媒體業(yè)務(wù)、寬帶視頻業(yè)務(wù)以及專用網(wǎng)絡(luò)和無線電通信的業(yè)務(wù)量的急劇增長，迫切需要提高傳輸速率、傳輸帶寬和傳輸質(zhì)量。用戶對寬帶接入的需求日益強(qiáng)烈，推動了各種寬帶接入網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的研發(fā)，利用毫米波的無線寬帶接入技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

毫米波通信毫米波衛(wèi)星通信

由于豐富的頻率資源，在衛(wèi)星通信中毫米波通信得到了迅速發(fā)展。例如，在星際通信時(shí)一般使用5mm（60GHz）波段，因?yàn)樵诖祟l率處大氣損耗極大，地面無法對星際通信內(nèi)容進(jìn)行偵聽。而在星際由于大氣極為稀薄，不會造成信號的衰落。美國的“戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略和中繼衛(wèi)星系統(tǒng)”就是一個(gè)例子。該系統(tǒng)由五顆衛(wèi)星組成，上行頻率為44GHz，下行頻率為20GHz，帶寬為2GHz，星際通信頻率為60GHz。

與其他通信方式相比，衛(wèi)星通信的主要優(yōu)點(diǎn)是：a）通信距離遠(yuǎn)，建站成本與通信距離無關(guān)。b）以廣播方式工作，便于實(shí)現(xiàn)多址連接。c）通信容量大，能傳送的業(yè)務(wù)類型多。d）可以自發(fā)、自收、監(jiān)測等。20世紀(jì)70～80年代，衛(wèi)星通信大多是利用對地靜止軌道（又稱同步軌道）進(jìn)行的。到20世紀(jì)90年代以后，利用中、低軌道的衛(wèi)星通信系統(tǒng)紛至沓來。但是在大容量通信服務(wù)方面，利用對地靜止軌道的衛(wèi)星通信系統(tǒng)仍然是唱主角的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)90年代的10年間，發(fā)射送入同步軌道上的通信衛(wèi)星多達(dá)200顆，其中C波段的最多，Ku波段的次之。由此帶來的衛(wèi)星通信頻譜擁擠問題也日益突出，向更高頻段推進(jìn)已成為必然趨勢。

實(shí)際上早在20世紀(jì)70年代初，就已經(jīng)開始了毫米波衛(wèi)星通信的實(shí)驗(yàn)研究。此領(lǐng)域大部分開發(fā)工作在美國、前蘇聯(lián)和日本進(jìn)行。到20世紀(jì)80年代末至90年代，除了推出繼續(xù)用于范圍更廣、內(nèi)容更多的毫米波頻段實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星外，開始出現(xiàn)了實(shí)用化的Ka波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)。需要指出的是，其中許多衛(wèi)星采用了一系列先進(jìn)的技術(shù)，包括多波束天線、星上交換、星上處理和高速傳輸?shù)取?/p>

通常毫米波頻段是指30GHz～300GHz，相應(yīng)波長為1mm～10mm。毫米波通信就是指以毫米波作為傳輸信息的載體而進(jìn)行的通信。絕大多數(shù)的應(yīng)用研究集中在幾個(gè)“大氣窗口”頻率和三個(gè)“衰減峰”頻率上。

1）是一種典型的視距傳輸方式

毫米波屬于極高頻段，它以直射波的方式在空間進(jìn)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(yán)重，所以單跳通信距離較短;另一方面，由于頻段高，干擾源很少，所以傳播穩(wěn)定可靠。因此，毫米波通信是一種典型的具有高質(zhì)量、恒定參數(shù)的無線傳輸信道的通信技術(shù)。

2）具有“大氣窗口”和“衰減峰”

“大氣窗口”是指35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、220GHz頻段，在這些特殊頻段附近，毫米波傳播受到的衰減較小。一般說來，“大氣窗口”頻段比較適用于點(diǎn)對點(diǎn)通信，已經(jīng)被低空空地導(dǎo)彈和地基雷達(dá)所采用。而在60GHz、120GHz、180GHz頻段附近的衰減出現(xiàn)極大值，約高達(dá)15dB/km以上，被稱作“衰減峰”。通常這些“衰減峰”頻段被多路分集的隱蔽網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)優(yōu)先選用，用以滿足網(wǎng)絡(luò)安全系數(shù)的要求。

3）降雨時(shí)衰減嚴(yán)重

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(shí)的衰減要大許多，嚴(yán)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(shí)衰減的大小與降雨的瞬時(shí)強(qiáng)度、距離長短和雨滴形狀密切相關(guān)。進(jìn)一步的驗(yàn)證表明:通常情況下，降雨的瞬時(shí)強(qiáng)度越大、距離越遠(yuǎn)、雨滴越大，所引起的衰減也就越嚴(yán)重。因此，應(yīng)對降雨衰減最有效的辦法是在進(jìn)行毫米波通信系統(tǒng)或通信線路設(shè)計(jì)時(shí)，留出足夠的電平衰減余量。

4）對沙塵和煙霧具有很強(qiáng)的穿透能力

大氣激光和紅外對沙塵和煙霧的穿透力很差，而毫米波在這點(diǎn)上具有明顯優(yōu)勢。大量現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，毫米波對于沙塵和煙霧具有很強(qiáng)的穿透力，幾乎能無衰減地通過沙塵和煙霧。甚至在由爆炸和金屬箔條產(chǎn)生的較高強(qiáng)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(fù)。隨著離子的擴(kuò)散和降落，不會引起毫米波通信的嚴(yán)重中斷。

毫米波通信技術(shù)是一個(gè)典型的軍民兩用技術(shù)。在軍事領(lǐng)域中可以應(yīng)用于星際間通信或中繼、毫米波頻段的保密通信和毫米波敵我識別系統(tǒng)等；而在民用領(lǐng)域可以應(yīng)用于寬帶多媒體移動通信系統(tǒng)、測量雷達(dá)、車船防撞、地形測繪、射電天文、以交互式大容量電視廣播及衛(wèi)星的毫米波鏈路系統(tǒng)等諸多方面，并將進(jìn)一步擴(kuò)大其市場?？傊?，國內(nèi)外在毫米波通信領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究工作，內(nèi)容涉及了從基礎(chǔ)傳播理論到實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用的方方面面，這些都充分說明了毫米波通信是一種很有發(fā)展前景的無線通信技術(shù)。