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毫米波的特点及毫米波器件的发展动态_图文_百度文库

毫米波的特点及毫米波器件的发展动态

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  毫​米​波​的​特​点​及​毫​米​波​器​件​的​发​展​动​态


年第期宇航计测技术 总第期毫米波的特点及毫米波器件的发展动态叶德培航空航天部无线电计量测试研究所文 摘本文叙述 了毫米波的特点,并介绍了毫米波传输线和毫米波器件的发展趋势。毫米波固态器件及光控毫米波器件将有很大的发展。主题词毫米波,毫米波部件,毫米波电子器件一、概述毫米波及亚毫米波介于微波与红外之间,它具有特有的大气传输特性,可利用的频带宽以及毫米波天线波束窄三大特点,在武器的精确制导、目标识别和检测、雷达、通讯、气象、遥感、射电天文等领域正在被人们开发应用。而毫米波元器件的发展为毫米波技术进入实用阶段打下了技术基础。二、毫米波波段的划分通 常按电磁 频谱,认 为由一范围波长为一的电磁波称为毫米波。但在某些情 况下也将以上的频率包括在毫米波内。频率为一范围的电磁波称为亚毫米波久一群。由于毫米波与亚毫米波在使用方法 上无本质的区别,所以许多场合是相提并论的。毫米波又可分若干波段,波段代号及其频率范围见表。啊率卜,波长波段 无线电波卜微波件不二二二二二鹰工延二二二二’一卜赓术波下红外 叮见光拜-紫外价必图电磁频谱表毫米波的波段划分波波段段   代代号号号号号号号号号号号号号号频频率率一一  一一一一 一一 一一  一   !  高级工程师一一三、毫米波的特点天线的波束宽度窄孔径天线或阵列天线的波束宽度都是与天线的直径及工作的频率成反比的。例如圆形孔径天线的波束宽度可用下式表示波束宽度度要刀一个直径为的天线工作在时具有。的波束宽度,而同样尺寸的天线工作到时则波束宽度就要达。 。所以毫米波天线具有较高的角分辨率。可利用的频带宽在毫米波段具有很宽的频率资源,目前在整个以下的频率范围内拥挤着大量的用户,但它对于频率来说仅占的带宽。又如 电视频段占用了以为中心的的带宽,如果使用,则只需占用的带宽。我们并不是要用毫米波去替代现有的设施,但是可以看出毫米波提供了大带宽服务的可能性,例如可用于高清晰度的电视及数据与视频信号的数字传输等方面。大气对毫米波传输的影响当电磁波通过地球大气时,大气会吸收并发射各种波长的射线。在频率较低时这种影响是很小的,但到毫米波段这种现象就比较明显,并随频率而变化。在有的频率上大气衰减很严重,而有的频率则较小。出现这种现象的原因是当某个频率的电磁波人射到气体分子上时,由于谐振而使能量转移,当分子回到其原来状态时以同样的频率释放出能量,这种释放的能量是以随机的形式辐射出来的。其结果就形成了对电磁波的吸收衰减及噪声贡献。各种大气气体在毫米波频谱中都具有谐振现象,但是只有氧气和水蒸汽具有明显的吸收特性。氧气具有磁偶极矩,在附近有多根谐振谱线,并在上有一根谐振谱线。水蒸汽具有电偶极矩,在大约、 具有谐振谱线以及在整个亚毫米频段部分有根以上的谐振线。这些离散的谐振线形成了毫米波和亚毫米波的吸收特性。图为电磁波在海面上以水平方向传输时氧气和水蒸汽的吸收特性。由此可见,根据大气衰减的情况可以将整个毫米波段划分为传输波段又称传输窗口及吸收波段。传输波段的频率范围及其大气衰减列于表。以为典型值的八毫米波段及以为典型值的三毫米波段是目前雷达及武器系统普遍采用的传输窗口。表传输波段及其大气衰减传传输波段段一   一一 大大气衰减减一一  一一一

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