Открыть главное меню

Миллиметро́вые во́лны (ММВ) или крайне высокие частоты (КВЧ) — диапазон радиоволн с длиной волны от 10 мм до 1 мм, что соответствует частоте от 30 ГГц до 300 ГГц[1].

Содержание

ОсобенностиПравить

 
График зависимости затухания в атмосфере от частоты в диапазоне КВЧ

Достоинством диапазона миллиметровых волн являются малые размеры антенн[2] (что позволяет уменьшить габаритные размеры радиосистемы в целом) и бо́льшая абсолютная полоса частот (что обеспечивает возможность совместного использования диапазона бо́льшим числом радиосистем). Однако, по сравнению с более низкочастотными диапазонами, радиоволны миллиметрового диапазона испытывают сильное затухание при распространении в земной атмосфере. Затухание вызвано резонансным поглощением энергии волн в атмосферных газах (преимущественно, в молекулах воды и кислорода, см. врезку; в частности, сильное поглощение в полосе 57—64 ГГц обусловлено взаимодействием с молекулами кислорода), а также в гидрометеорах (дождь, туман, снег и др.). Вследствие этого земные радиосистемы миллиметрового диапазона характеризуются малой дальностью действия (от десятков километров до нескольких сотен метров) и сильной зависимостью от погодных условий.

ПрименениеПравить

Научные исследованияПравить

В радиоастрономии этот диапазон используется для дистанционного зондирования земли. Зондирование со спутника на частоте около 60 ГГц может определить температуру в верхних слоях атмосферы.

Международный союз электросвязи, например, использует частоты 57—59,3 ГГц[3] для мониторинга атмосферы для метеорологических приложений и для наблюдений за климатом.

ТелекоммуникацииПравить

В США диапазон 38,6—40,0 ГГц используется для микроволновой связи, а 60 ГГц используется для нелицензированной связи на небольшие расстояния (1,7 км) с пропускной способностью до 2,5 Гбит/с. Обычно используется в местности с ровным рельефом.

Частоты 71—76, 81—86 и 92—95 ГГц используются для скоростных каналов точка-точка. В отличие от частот 60 ГГц они не поглощаются кислородом, но требуют лицензии Federal Communications Commission[4].

 
CableFree — беспроводная связь в миллиметровом диапазоне.

Следующий стандарт WiFi IEEE 802.11ad, возможно, будет использовать диапазон 60 ГГц для передачи данных со скоростью 7 Гбит/с.

Существуют планы использования этого диапазона в стандарте связи нового поколения 5G.

ВооружениеПравить

В диапазоне миллиметровых волн располагаются полосы частот радиолокационных диапазонов Ka (частично), V, W и mm. Радары в миллиметровом диапазоне используются для систем управления огнём и в зенитно-артиллерийских комплексах на кораблях.

ВВС США разработали систему несмертельного оружия Active Denial System, излучающую электромагнитные колебания в диапазоне миллиметровых волн 3 мм[5].

Сканер на миллиметровых волнахПравить

Микроволновый сканер используется для получения изображения тела человека при помощи волн миллиметрового диапазона (30—90 ГГц, КВЧ). Применяется для обеспечения безопасности аэропортов.

МедицинаПравить

КВЧ-терапия особенно популярна в странах бывшего СССР[6][7]. Она использует частоты 40—70 ГГц очень маленькой интенсивности (обычно менее 10 мВт/см²) для лечения многих болезней[7][8]. В большинстве случаев применяют фиксированные частоты 53,5 ГГц (длина волны 5,6 мм) и 42,2 ГГц (длина волны 7,1 мм). В последние годы разработаны и выпускаются аппараты, генерирующие частоту 61,2 ГГц (длина волны 4,9 мм)[9].

Полицейский радарПравить

Полицейские радары предназначены для измерения скорости автомобиля. Такие радары применяются правоохранительными органами для контроля скорости на дорогах, а также в некоторых видах спорта. В США и некоторых странах Европы они используют полосу 33,4—36,0 ГГц радиолокационного диапазона Ka наряду с диапазоном K[10].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения
  2. по сравнению с размерами антенн более низкочастотных диапазонов, прежде всего, диапазона СВЧ, при том же коэффициенте направленного действия
  3. www.acma.gov.au Архивная копия от 25 марта 2012 на Wayback Machine 60 GHz Band MILLIMETRE WAVE TECHNOLOGY
  4. Rfdesign.com Архивная копия от 16 июля 2012 на Wayback Machine, Multigigabit wireless technology at 70 GHz, 80 GHz and 90 GHz, RF Design, May 2006
  5. Slideshow: Say Hello to the Goodbye Weapon, Wired (5 December 2006). Дата обращения 16 августа 2016.
  6. M. Rojavin and M. Ziskin, Medical application of millimetre waves, QJM: An International Journal of Medicine, vol. 91, no. 1, p. 57, 1998, Qjmed.oxfordjournals.org
  7. 1 2 Pakhomov, A. G., Murphy, P. R., Low-intensity millimeter waves as a novel therapeutic modality, IEEE Transactions on Plasma Science, 2000, vol. 28, no. 1, DOI:10.1109/27.842821
  8. Betskii, O. V. , Devyatkov, N. D., Kislov, V., Low Intensity Millimeter Waves in Medicine and Biology, Critical Reviews in Biomedical Engineering, 2000, vol. 28 no. 1&2, p. 247—268 Begellhouse.com
  9. Миллиметроволновая терапия
  10. Radio and Radar Frequency Bands