Millimetervågor

Millimetervågor (MMW) eller extremt höga frekvenser ( EHF ) - ett område av radiovågor med en våglängd på 10 mm till 1 mm, vilket motsvarar en frekvens på 30 GHz till 300 GHz [1] .

Funktioner

Fördelen med millimetervågområdet är den lilla storleken på antennerna [2] (vilket minskar de övergripande dimensionerna av radiosystemet som helhet) och ett större absolut frekvensband (vilket gör det möjligt att dela räckvidden med ett större antal av radiosystem). Men jämfört med de lägre frekvensbanden upplever millimetervågsradiovågor kraftig dämpning när de fortplantar sig genom jordens atmosfär. Dämpningen orsakas av resonansabsorption av vågenergi i atmosfäriska gaser (främst i vatten- och syremolekyler, se sidofältet; i synnerhet beror stark absorption i 57-64 GHz-bandet på interaktion med syremolekyler ), såväl som i hydrometeorer (regn, dimma, snö och etc.). Som ett resultat kännetecknas markbundna millimetervågsradiosystem av en kort räckvidd (från tiotals kilometer till flera hundra meter) och ett starkt beroende av väderförhållanden.

Applikation

Vetenskaplig forskning

Inom radioastronomi används detta band för jordfjärranalys . Satellitljud vid en frekvens på cirka 60 GHz kan bestämma temperaturen i den övre atmosfären.

International Telecommunication Union , till exempel, använder frekvenserna 57-59,3 GHz [3] för atmosfärisk övervakning för meteorologiska tillämpningar och för klimatobservationer.

Kraftfulla millimetervågsgeneratorer används för att värma plasma i magnetfällor som en del av kontrollerade termonukleär fusionsexperiment .

Telekommunikation

I USA används 38,6-40,0 GHz-bandet för mikrovågskommunikation, medan 60 GHz används för olicensierad kommunikation över korta avstånd (1,7 km) med en genomströmning på upp till 2,5 Gbps. Används vanligtvis i platt terräng.

Frekvenserna 71-76, 81-86 och 92-95 GHz används för höghastighetspunkt- till-punkt- länkar . Till skillnad från 60 GHz-frekvenser absorberas de inte av syre, utan kräver en licens från Federal Communications Commission [4] .

Nästa WiFi -standard, IEEE 802.11ad , kommer förmodligen att använda 60 GHz-bandet för dataöverföring med 7 Gbps.

Det finns planer på att använda detta band i den nya generationens 5G- kommunikationsstandard .

Beväpning

I millimetervågområdet är radarområdenas frekvensband Ka ( delvis ), V, W och mm. Radarer i millimeterområdet används för eldledningssystem och i luftvärnsartillerisystem på fartyg.

Det amerikanska flygvapnet har utvecklat Active Denial System , ett icke-dödligt vapensystem som avger elektromagnetiska vågor i 3 mm millimeters vågområde [5] .

Millimetervågskanner

En mikrovågsskanner används för att få en bild av människokroppen med hjälp av millimetervågor (30-90 GHz, EHF). Används för flygplatssäkerhet.

Medicin

EHF-terapi är särskilt populär i länderna i före detta Sovjetunionen [6] [7] . Den använder frekvenser på 40-70 GHz vid mycket låg intensitet (vanligtvis mindre än 10 mW/cm²) för att behandla många sjukdomar [7] [8] . I de flesta fall används fasta frekvenser på 53,5 GHz (våglängd 5,6 mm) och 42,2 GHz (våglängd 7,1 mm). På senare år har enheter utvecklats och producerats som genererar en frekvens på 61,2 GHz (våglängd 4,9 mm) [9] .

Polisradar

Polisens radar är utformad för att mäta fordonshastighet. Sådana radarer används av brottsbekämpande myndigheter för att kontrollera hastigheten på vägarna, såväl som i vissa sporter. I USA och vissa europeiska länder använder de 33,4-36,0 GHz-bandet i Ka- radarbandet tillsammans med K-bandet [ 10] .

Se även

Anteckningar

  1. GOST 24375-80. Radiokommunikation. Termer och definitioner . Hämtad 24 oktober 2017. Arkiverad från originalet 5 september 2016.
  2. i jämförelse med dimensionerna på antenner med lägre frekvensområden, i första hand mikrovågsområdet , med samma riktningsförmåga
  3. www.acma.gov.au Arkiverad 25 mars 2012 på Wayback Machine 60 GHz-bandet MILLIMETER WAVE TECHNOLOGY
  4. Rfdesign.com Arkiverad 16 juli 2012 på Wayback Machine , Multigigabit trådlös teknologi vid 70 GHz, 80 GHz och 90 GHz, RF Design , maj 2006
  5. Bildspel: Säg hej till Goodbye Weapon , Wired  (5 december 2006). Arkiverad från originalet den 11 maj 2017. Hämtad 16 augusti 2016.
  6. M. Rojavin och M. Ziskin, Medicinsk tillämpning av millimetervågor, QJM: An International Journal of Medicine, vol. 91, nr. 1, sid. 57, 1998, Qjmed.oxfordjournals.org
  7. 1 2 Pakhomov, AG, Murphy, PR, Lågintensitets millimetervågor som en ny terapeutisk modalitet, IEEE Transactions on Plasma Science, 2000, vol. 28, nr. 1, doi : 10.1109/27.842821
  8. Betskii, OV, Devyatkov, ND, Kislov, V., Low Intensity Millimeter Waves in Medicine and Biology, Critical Reviews in Biomedical Engineering, 2000, vol. 28 nr. 1&2, sid. 247-268 Begellhouse.com Arkiverad 26 januari 2013 på Wayback Machine
  9. Millimetervågterapi . Hämtad 5 oktober 2016. Arkiverad från originalet 5 oktober 2016.
  10. Radio- och radarfrekvensband . Hämtad 5 oktober 2016. Arkiverad från originalet 16 december 2014.