毫米波通信设备haomibo tongxin shebeimillimeter-wave communication equipment
利用毫米波空间直线传播特性实现视距无线通信的通信设施。毫米波是波长为10~1mm的电磁波,其对应频率范围是30~300GHz。由于毫米波介于微波和光波之间,因此毫米波通信设备具有如下特点:
❶大气对毫米波的吸收有明显的选择性,在35、94、140和220GHz附近大气吸收的损耗低,被称为大气窗口。相反,在60、120和180GHz附近存在大气吸收峰值区。因此,出于不同的通信目的,毫米波通信设备可选用不同的工作频率。例如,常在60GHz实现有限距离上的保密通信;
❷相对微波而言,在同样天线增益/波束宽度要求下,因毫米波波长短,天线尺寸大大减小(如:直径500mm的3mm波天线增益可达50dB),所以毫米波通信设备轻小可靠,便于移动,装撤方便;
❸毫米波天线波束窄,定向性好,抗地/海杂波和多径效应,抗电磁干扰,所以毫米波通信不易被截获和干扰;
❹毫米波通信频带宽,仅3mm波段可利用带宽就接近整个微波频段。预计未来毫米波通信设备传输的速率可高达1兆比特/秒以上,亦可同时传输数十路电视;
❺在城市,微波通信日益增多,频率资源日趋匮乏。毫米波通信不仅容量大,而且频率复用距离最短(仅数百米),所以毫米波通信设备是解决城区通信密集和线路相互干扰的有效手段;
❻与激光和红外相比,毫米波穿透烟雾和尘埃的能力强。
美国在1976年首先研制出38.5GHz的毫米波全双工电台,用于陆军指挥所对野战部队的指挥。随后研制出短程视距AN/GRC-209型毫米波电台,其中3800系列于1981年投产,交付美军各部队使用已超过150套。俄罗斯、法国、西德、美国和奥地利等都开发出军用毫米波设备。除了点对点通信设备外,1990年英国在Sax-mundham建立了一套毫米波多点多信道图像分发系统(M3VDS),开始了毫米波通信网的实验研究。
中国从1985年开始有目的地进行毫米波通信技术研究,先后在8mm、5mm和3mm波段开展工作。1987年8mm通信设备研制成功,可在10~15km距离上对传一路彩色电视信号和数路模拟载波电话。1991年第一套3mm通信设备问世,目前已可传输120路数字电话或双向模拟传输一路彩色电视信号与勤务电话,无雨天气下的通信距离接近15km。另外,1992年还研制成功5mm单向彩色电视传输系统的原型样机。
毫米波通信设备主要应用于:野战部队之间的应急和保密通信,军事基地内的保密通信,恶劣电磁环境下的抗干扰通信,特殊地形地貌(如海岛之间和海岛与海岸之间,以及跨越江、河、湖或峡谷等)的通信,微波和光纤通信干线的上、下分支及现有通信网的扩充和延伸,城区中政务金融部门内的保密通信,重要地段的场面监视,电视采访和有线电话传送等。