Миллиметровые волны

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Миллиметровые волны (ММВ; то же, что крайне высокие частоты, КВЧ, англ. extremely-high frequency, EHF) — частотный диапазон радиоволн с длиной волны в свободном пространстве от 1 до 10 мм, что соответствует радиочастотам от 30 до 300 ГГц. В диапазоне миллиметровых волн располагаются полосы частот радиолокационных диапазонов Ka (частично), V, W и mm.

График зависимости затухания в атмосфере от частоты в диапазоне КВЧ

Достоинством диапазона миллиметровых волн являются малые размеры антенн[1] (что позволяет уменьшить габаритные размеры системы в целом) и бо́льшая абсолютная полоса частот (что обеспечивает возможность совместного использования диапазона бо́льшим числом радиосистем). Однако, по сравнению с более низкочастотными диапазонами, радиоволны миллиметрового диапазона испытывают сильное затухание при распространении в земной атмосфере. Затухание вызвано резонансным поглощением энергии волн в атмосферных газах (преимущественно, в молекулах воды и кислорода, см. врезку; в частности, сильное поглощение в полосе 57—64 ГГц обусловлено взаимодействием с молекулами кислорода), а также в гидрометеорах (дождь, туман, снег и др.). Вследствие этого земные радиосистемы миллиметрового диапазона характеризуются малой дальностью действия (от десятков километров до нескольких сотен метров) и сильной зависимостью от погодных условий.

Применение[править | править вики-текст]

Научные исследования[править | править вики-текст]

В радиоастрономии этот диапазон используется для дистанционного зондирования земли. Зондирование со спутника на частоте около 60 ГГц может определить температуру в верхних слоях атмосферы.

Международный союз электросвязи, например, использует частоты 57—59,3 ГГц[2] для мониторинга атмосферы для метеорологических приложений и для наблюдений за климатом.

Телекоммуникации[править | править вики-текст]

В США диапазон 38,6—40,0 ГГц используется для микроволновой связи, а 60 ГГц используется для нелицензированной связи на короткие дистанции (1,7 км) с пропускной способностью до 2,5 Гбит/с. Обычно используется в местности с ровным рельефом.

Частоты 71—76, 81—86 и 92—95 ГГц используются для скоростных каналов точка-точка. В отличие от частот 60 ГГц они не поглощаются кислородом, но требуют лицензии Federal Communications Commission[3].

CableFree — беспрововодная связь в миллиметровом диапазоне.

Следующий стандарт WiFi IEEE 802.11ad, возможно, будет использовать диапазон 60 ГГц для передачи данных со скоростью 7 Гбит/с.

Существуют планы использования этого диапазона в телекоммуникационном стандарте связи нового поколения 5G.

Вооружение[править | править вики-текст]

Радары в миллиметровом диапазоне используются для систем управления огнём и в зенитно-артиллерийских комплексах на кораблях.

ВВС США разработали систему нелетального оружия Active Denial System, излучающую электромагнитные колебания в диапазоне миллиметровых волн 3 мм[4].

Сканер на миллиметровых волнах[править | править вики-текст]

Микроволновый сканер используется для получения изображения тела человека при помощи волн миллиметрового диапазона (30—90 ГГц, КВЧ). Применяется для обеспечения безопасности аэропортов.

Медицина[править | править вики-текст]

Миллиметроволновая терапия особенно популярна в странах бывшего СССР[5][6]. Она использует частоты 40—70 ГГц очень маленькой интенсивности (обычно менее 10 мВт/см²) для лечения многих болезней[6][7]. В большинстве случаев применяют фиксированные частоты 53,5 ГГц (длина волны 5,6 мм) и 42,2 ГГц (длина волны 7,1 мм). В последние годы разработаны и выпускаются аппараты, генерирующие частоту 61,2 ГГц (длина волны 4,9 мм)[8].

Полицейский радар[править | править вики-текст]

Полицейские радары предназначенны для измерения скорости автомобиля. Такие радары применяются правоохранительными органами для контроля скорости на дорогах, а также в некоторых видах спорта. В США и некоторых странах Европы они используют полосу 33,4—36,0 ГГц радиолокационного диапазона Ka наряду с диапазоном K[9].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. по сравнению с размерами антенн более низкочастотных диапазонов, прежде всего, диапазона СВЧ, при том же коэффициенте направленного действия
  2. www.acma.gov.au 60 GHz Band MILLIMETRE WAVE TECHNOLOGY
  3. Rfdesign.com, Multigigabit wireless technology at 70 GHz, 80 GHz and 90 GHz, RF Design, May 2006
  4. Slideshow: Say Hello to the Goodbye Weapon, Wired (5 December 2006). Проверено 16 августа 2016.
  5. M. Rojavin and M. Ziskin, Medical application of millimetre waves, QJM: An International Journal of Medicine, vol. 91, no. 1, p. 57, 1998, Qjmed.oxfordjournals.org
  6. 1 2 Pakhomov, A. G., Murphy, P. R., Low-intensity millimeter waves as a novel therapeutic modality, IEEE Transactions on Plasma Science, 2000, vol. 28, no. 1, DOI:10.1109/27.842821
  7. Betskii, O. V. , Devyatkov, N. D., Kislov, V., Low Intensity Millimeter Waves in Medicine and Biology, Critical Reviews in Biomedical Engineering, 2000, vol. 28 no. 1&2, p. 247—268 Begellhouse.com
  8. Миллиметроволновая терапия
  9. Radio and Radar Frequency Bands