毫米波：波長為1～10毫米的電磁波稱為毫米波。 它們位于微波和遠紅外波重疊的波長范圍內，因此具有兩種光譜的特性。 毫米波的理論和技術是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發展。

2020年6月15日，中國工程院院士劉云杰表示，南京網絡通信與安全紫金山實驗室研制出CMOS毫米波全集成4通道相控陣芯片。

毫米波簡介

毫米波頻段沒有準確的定義。 通常將頻率范圍為30~300GHz（波長1~10mm）的電磁波稱為毫米波。 它位于微波和遠紅外波重疊的波長范圍內，因此具有兩種光譜特征。 毫米波的理論和技術是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發展。

毫米波特性

與光波相比，毫米波在通過大氣窗口傳播時衰減較小（毫米波和亞毫米波在大氣中傳播時，由于氣體分子的共振吸收而產生的一些衰減微乎其微），并且受自然光和 的影響 熱輻射源小。

優勢：

• 極寬的帶寬。 一般認為，毫米波頻率范圍為26.5-300GHz，帶寬高達273.5GHz。 從 DC 到微波的全帶寬的 10 倍以上。 即使考慮大氣吸收，在大氣中傳播時也只能使用四個主窗，但這四個窗的總帶寬可以達到135GHz，是下方微波頻段帶寬總和的5倍。 這在頻率資源緊張的今天，無疑是非常有吸引力的。

• 光束很窄。 在相同天線尺寸下，毫米波波束比微波波束窄得多。 例如，一個 12cm 的天線在 9.4 GHz 時波束寬度為 18 度，但在 94 GHz 時波束寬度僅為 1.8 度。 因此，可以區分距離較近的小物體或更清楚地觀察物體的細節。

• 與激光相比，毫米波的傳播受氣候的影響要小得多，可以認為具有全天候的特性。

• 與微波相比，毫米波元件的體積要小得多。 因此，毫米波系統更容易小型化。

缺點：

①在大氣中傳播衰減嚴重。

②設備加工精度高。

毫米波傳播特性

毫米波在通信、雷達、遙感和天文學等領域有大量應用。 為了成功設計和研制性能優良的毫米波系統，需要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：分子吸收（氧氣、水汽等），以及環境（包括植被、地面、障礙物等），這些因素的綜合作用會導致毫米波信號 被衰減、散射、改變極化和傳播路徑，進而在毫米波系統中引入新的噪聲。 因素會極大地影響毫米波系統的運行，因此我們必須詳細研究毫米波的傳播特性。

毫米波雷達

近年來，隨著對毫米波系統需求的不斷增加，毫米波技術在發射機、接收機、天線和毫米波器件的發展上取得了重大突破，毫米波雷達進入了多種多樣的新階段。 應用程序。

20世紀80年代以來，由于對毫米波雷達的需求不斷增加，掀起了開發毫米波雷達的熱潮，這取決于毫米波雷達的以下特點：

①極寬的頻帶，適用于各種寬帶信號處理；

②小天線孔徑下可獲得窄波束，方向性好，空間分辨率極高，跟蹤精度高；

③多普勒帶寬寬，多普勒效應明顯，多普勒分辨率好，速度測量精度高；

④地雜波和多徑效應影響小，低空跟蹤性能好；

⑤毫米波散射特性對目標形狀細節敏感，因此可以提高多目標辨別和目標識別的能力和成像質量；

⑥由于毫米波雷達發射波束較窄，在電子對抗中敵方難以攔截；

⑦目前隱身飛機等目標設計的隱身頻率范圍限制在1~20GHz，而且由于機體等不平整部位比毫米波更明顯，這些不平整會造成角反射，從而增加有效反射面積 ，因此毫米波雷達具有一定的反隱身功能；

⑧與激光和紅外相比，毫米波沒有后者的高分辨率，但具有穿透煙塵霧的能力，可以全天候工作。

毫米波雷達的劣勢主要是受大氣衰減和吸收的影響，目前的作用范圍大多局限于10公里以內。 此外，與微波雷達相比，毫米波雷達的元器件目前處于批量生產階段，良品率較低。 另外，很多器件在毫米波頻段需要鍍金或者鍍銀，所以器件的成本比較高。

毫米波天線

①喇叭天線

錐形喇叭的一般開口波導可以輻射電磁波，但由于孔徑小，輻射效率和增益較低。 如果將金屬波導的開口逐漸擴大和延伸，就形成了喇叭天線。 喇叭天線以其結構簡單、頻段寬、制造容易、調整方便等優點，在微波和毫米波波段得到廣泛應用。 也廣泛應用于毫米波治療儀。

②微帶天線

微帶天線或印制天線首先廣泛應用于厘米波段，隨后擴展到毫米波段。 這種擴大不是按波長按比例縮小，不是完全模仿，而是一種新的概念和新的發展。

然而，毫米波微帶天線有兩個關鍵問題。 一是傳輸線的損耗變大，二是尺寸公差變得非常嚴格。

③漏波天線

這種天線在電磁波沿開放結構傳播時，由于一些不連續的結構而輻射能量，因此稱為漏波天線。

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