今天聊聊毫米波

什么是毫米波？

它是1～10毫米的電磁波，位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點。毫米波的理論和技術分別是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發展。

所以簡單的說

毫米波就是：

高配版微波

低配版光波

在很長一段歷史時期，毫米波一直處于無人問津的狀態。

嚴格意義上來講，毫米波對應的無線電頻譜是30GHz至300GHz。但是實際上，毫米波只是個約定俗成的名稱，20GHz—300GHz之間的電磁波都可以算毫米波。

一方面是在當時沒有商業需求，另一方面也是因為相關技術的發展不足，導致相關設備成本過高。

隨著科技水平的發展，30GHz之內的頻率資源幾乎被用完了。各國政府和國際標準化組織已經把所有的“好”頻率都分配完畢，但還是存在頻率短缺和頻率沖突。

而 5G 對超高速率和大容量通信的要求需要大帶寬的頻段資源，需要往 30GHz 以上未利用的頻段資源，毫米波頻段存在大量大帶寬的頻譜資源，可以被有效利用。

與此同時，生產出價廉物美的毫米波頻段集成電路元件的技術難題也迅速被攻克。通過一些列新材料的使用以及新的生產工藝，工作于毫米波段的芯片上已經集成了小至幾十甚至幾納米的晶體管，大大降低了成本。

于是毫米波突然從沒人疼愛的小白菜，變成炙手可熱的香餑餑。

毫米波頻段的另一個特性是在空氣中衰減較大，且繞射能力較弱。換句話說，用毫米波實現信號穿墻基本是不可能。另外，與微波相比， 毫米波信號在惡劣的氣候條件下，尤其是降雨時的衰減要大許多，嚴重影響傳播效果。

經過研究得出的結論是，毫米波信號降雨時衰減的大小與降雨的瞬時強度、距離長短和雨滴形狀密切相關。進一步的驗證表明： 通常情況下，降雨的瞬時強度越大、距離越遠、雨滴越大，所引起的衰減也就越嚴重。因此，對付降雨衰減最有效的辦法是在進行毫米波通信系統或通信線路設計時，留出足夠的電平衰減余量。

但是，毫米波對于沙塵和煙霧具有很強的穿透力，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生的較高強度散射的條件下， 即使出現衰落也是短期的，很快就會恢復。隨著離子的擴散和降落， 不會引起毫米波通信的嚴重中斷。

所以，毫米波在空氣中衰減以及降雨衰減的特點，也注定了毫米波技術不太適合使用在室外手機終端和基站距離很遠的場合。

各大廠商對5G頻段使用的規劃是在戶外開闊地帶使用較傳統的6GHz以下頻段以保證信號覆蓋率，而在室內則使用微型基站加上毫米波技術實現超高速數據傳輸。

毫米波的應用非常廣泛。包括毫米波成像（mm-wave imaging）、亞太赫茲（sub-THz）化學探測器，以及在天文學、化學、物理、醫學和安全方面的應用。人類對于5G的研究在接下來將會進入毫米波時期，讓我們期待毫米波能夠給我們帶來哪些更多的驚喜吧！