毫米波组件的技术进展.docx
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1、毫米波组件的最新技术进展很久以来,毫米波组件与技术一直与辐射测量和安全的点到点通信有着紧密的 联系。但随着产生和检测频率在30GHz以上信号的方法变得越来越实用,毫米 波组件和子系统的使用正变得越来越广泛。电磁仿真软件工具的测量能力提高 和功能增强因此也有了保障。由于设计和测量方法变得愈加高效,毫米波设计 的成本效益越来越高,被许多人考虑作为各种应用的解决方案,覆盖了从汽车 巡航控制系统和机场威胁检测成像系统到高数据速率的个人区域网(PAN)通信 设备的广大范围。毫米波频率范围一般被认为从30GHz至300GHz,波长约Inini至lOmni.由于波长 很短,因此电路尺寸和结构相应的非常精细,
2、加工难度通常比较大。虽然同轴 电缆和连接器的生产已经有了很大的改进,同轴线可以支持毫米波范围的频率(一般约70GHz),但大多数更高毫米波频率选择的传输线是没导管,由于其 管道状的外观,波导管经常被人称为“管道系统”.波导管有许多种形式,包括 矩形和圆形,具体尺寸还与频率和波长有关,当频率提高到100GHz以上时尺寸 就非常微小了。尽管在加工(和测试)包括天线和波导管在内的毫米波组件时历来存在很大的 困难,但可用带宽对许多通信应用来说非常有吸引力。例如,随着最新无线通 信网络(包括使用长期演进(LTE)和WiMAX技术的第4代(4G)蜂窝系统)的 服务提供商努力迎合用户对传送大量数据的增长性需
3、求,他们在从一个蜂窝站 点到另一个蜂窝站点的回传连接中越来越多地面对临“数据阻塞”.这些连接中 有些还是用很长的电缆或光纤等传统方法来实现的。但微波射频,特别是在免许可的60GHz频段的微波射频是金属电缆或光纤的一 种极具吸引力的替代品。在美国,这个免许可频段范围从57GHz到64GHz,日 本则扩展为59GHz至66GHz,或5GHz的重叠频谱。这个带宽支持高达IGb/s的 数据速率。另外,许多毫米波频段(如60GHz)具有大气衰减特征,因此使用 这些频段进行通信几乎不可能被窃听,可以非常安全地传输敏感数据。还在几年前,使用这些频率进行视距范围的短距离通信在经济上还是不可行 的。但随着毫米波
4、频率构建模块集成电路(IO的发展,特别是基于硅的IC技 术(如硅错(SiGe)或硅CMOS器件)的成熟,开发出用于60GHz通信链路以及 用于汽车应用的77GHz自适应巡航控制系统、用于经许可的E频段点到点通信(71GHz至76GHz和81GHz至86GHz)、用于94GHz成像与数据通信系统的价格 合理的毫米波组件已经成为可能。例如,为了使射频设备的价格更加便宜,Vubiq公司采用IBM提供的硅错(SiGe)毫米波IC开发出了低成本、高数据速率、工作在60GHz的回传射频设 备。这家公司创建了一种独特的专利待批中的WR-15波导封装,其中集成了射 频器件、嵌入式时钟、中频(IF)电子组件和支
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