毫米波與太赫茲技術(shù)
隨著對電磁波譜的不斷探索, 人類對電子學(xué)和光學(xué)獲得了充分的認(rèn)識, 并且通過對電子學(xué)和光學(xué)的研究, 研發(fā)了各種器件, 形成了兩大較為成熟的研究和應(yīng)用技術(shù). 一是微波毫米波技術(shù), 在雷達(dá)、射電天文、通信、成像、導(dǎo)航等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用, 另一個(gè)是光學(xué)技術(shù), 其應(yīng)用已滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷? 然而毫米波和光頻段之間, 還存在著豐富的未被充分開發(fā)的頻譜資源, 也就是太赫茲頻段. 傳統(tǒng)上, 微波頻段定義為300 MHz-26.5 GHz, 毫米波頻段為26.5-300 GHz, 而太赫茲頻段為300-10000 GHz (10 THz). 現(xiàn)在比較流行的一種說法是, 0.3-30 GHz 為微波頻段, 30-300 GHz 為毫米波頻段, 也有人將0.1-10 THz 稱作太赫茲頻段， 如圖所示：
由于毫米波器件的成本較高, 之前主要應(yīng)用于軍事. 然而隨著高速寬帶無線通信、汽車輔助駕駛、安檢、醫(yī)學(xué)檢測等應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展, 近年來毫米波在民用領(lǐng)域也得到了廣泛的研究和應(yīng)用. 目前,6 GHz 以下的黃金通信頻段, 已經(jīng)很難得到較寬的連續(xù)頻譜, 嚴(yán)重制約了通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展. 相比之下,毫米波頻段卻仍有大量潛在的未被充分利用的頻譜資源. 因此, 毫米波成為第5 代移動通信的研究熱點(diǎn). 2015 年在WRC2015 大會上確定了第5 代移動通信研究備選頻段: 24.25-27.5 GHz、37-40.5GHz、42.5-43.5 GHz、45.5-47 GHz、47.2-50.2 GHz、50.4-52.6 GHz、66-76 GHz 和81-86 GHz, 其中31.8-33.4 GHz、40.5-42.5 GHz 和47-47.2 GHz 在滿足特定使用條件下允許作為增選頻段. 各種毫米波的器件、芯片以及應(yīng)用都在如火如荼的開發(fā)著. 相對于微波頻段, 毫米波有其自身的特點(diǎn). 首先, 毫米波具有更短的工作波長, 可以有效減小器件及系統(tǒng)的尺寸; 其次, 毫米波有著豐富的頻譜資源,可以勝任未來超高速通信的需求. 此外, 由于波長短, 毫米波用在雷達(dá)、成像等方面有著更高的分辨率. 到目前為止, 人們對毫米波已開展了大量的研究, 各種毫米波系統(tǒng)已得到廣泛的應(yīng)用. 隨著第5 代移動通信、汽車自動駕駛、安檢等民用技術(shù)的快速發(fā)展, 毫米波將被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?