毫米波應(yīng)用5G手機(jī)低介電絕緣透波散熱膜

毫米波 （millimeter wave ）：波長為1～10毫米的電磁波稱毫米波，它位于微波與遠(yuǎn)紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點(diǎn)。毫米波的理論和技術(shù)分別是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發(fā)展。毫米波具有更短的工作波長， 可以有效減小器件及系統(tǒng)的尺寸; 其次， 毫米波有著豐富的頻譜資源，可以勝任未來超高速通信的需求。由于波長短， 毫米波用在雷達(dá)、成像等方面有著更高的分辨率。到目前為止， 人們對(duì)毫米波已開展了大量的研究， 各種毫米波系統(tǒng)已得到廣泛的應(yīng)用。隨著第5代移動(dòng)通信、汽車自動(dòng)駕駛、安檢等民用技術(shù)的快速發(fā)展， 毫米波將被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。毫米波技術(shù)方面，結(jié)合目前一些熱門的毫米波頻段的系統(tǒng)應(yīng)用，如毫米波通信、毫米波成像以及毫米波雷達(dá)等。

毫米波應(yīng)用

近年來， 毫米波器件性能的不斷提高， 成本的不斷降低， 有力促進(jìn)了毫米波在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。目前基于毫米波頻段的應(yīng)用主要體現(xiàn)在毫米波通信、毫米波成像及毫米波雷達(dá)等方面。

毫米波通信

隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展， 6 GHz 以下黃金通信頻段的頻譜已經(jīng)非常擁擠， 很難滿足未來無線高速通信的需求。然而， 與此相反的是， 在毫米波頻段， 頻譜資源豐富但仍然沒有得到充分的開發(fā)利用。在移動(dòng)通信方面，探索了毫米波移動(dòng)通信系統(tǒng)場(chǎng)景、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及空中接口。在目前開展的第5 代移動(dòng)通信（5G） 研究中， 幾個(gè)毫米波頻段已經(jīng)成為5G 候選頻段。毫米波技術(shù)將會(huì)在5G的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。衛(wèi)星通信覆蓋范圍廣，是保障偏遠(yuǎn)地區(qū)和海上通信以及應(yīng)急通信的重要手段，目前其工作頻段主要集中在L、S、C、Ku 及Ka 波段。隨著衛(wèi)星通信研究的不斷深入，已在嘗試更高頻段。

此外， 毫米波光載無線通信（RoF） 系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展。光纖具有成本低、信道帶寬大、損耗小、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)， 成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)中不可或缺的部分。正如上文提到的， 毫米波具有傳輸容量大、體積小等優(yōu)點(diǎn)， 但也有空間傳輸損耗大等缺點(diǎn)。

毫米波RoF 系統(tǒng)結(jié)合了毫米波和光纖通信的優(yōu)點(diǎn)， 是實(shí)現(xiàn)寬帶毫米波通信遠(yuǎn)距離傳輸?shù)挠行侄?。自?990 年光載無線通信的概念被提出之后，這個(gè)領(lǐng)域目前在毫米波頻段成為了研究熱點(diǎn)，很多研究小組在不同的毫米波頻段進(jìn)行了研究， 比如60 GHz 、75-110 GHz、120 GHz 、220 GHz、250 GHz 等。

毫米波成像

利用毫米波穿透性、安全性等優(yōu)點(diǎn)， 毫米波成像可有效地對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行成像， 在國家安全、機(jī)場(chǎng)安檢、大氣遙感等方面得到了廣泛的研究， 根據(jù)成像機(jī)理分為被動(dòng)式成像和主動(dòng)式成像。毫米波被動(dòng)式成像是通過探測(cè)被測(cè)物自身的輻射能量， 并分辨不同物質(zhì)輻射強(qiáng)度的差異來實(shí)現(xiàn)成像。被動(dòng)式成像從機(jī)理上看是一種安全的成像方式， 不會(huì)對(duì)環(huán)境造成電磁干擾， 但對(duì)信號(hào)本身的強(qiáng)度以及接收機(jī)的靈敏度要求較高。國內(nèi)外對(duì)毫米波被動(dòng)式成像技術(shù)已開展了大量的研究。毫米波主動(dòng)式成像主要是通過毫米波源發(fā)射一定強(qiáng)度的毫米波信號(hào)， 通過接收被測(cè)物的反射波，檢測(cè)被測(cè)目標(biāo)與環(huán)境的差異，然后進(jìn)行反演成像。主動(dòng)式成像系統(tǒng)可以對(duì)包括塑料等非金屬物體進(jìn)行檢測(cè)， 其受環(huán)境影響較小， 獲得的信息量大， 可以有效地進(jìn)行三維成像。

毫米波雷達(dá)

毫米波雷達(dá)具有頻帶寬、波長短、波束窄、體積小、功耗低和穿透性強(qiáng)等特點(diǎn)。相比于激光紅外探測(cè)， 其穿透性強(qiáng)的特點(diǎn)可以保證雷達(dá)能夠工作在霧雨雪以及沙塵環(huán)境中， 受天氣的影響較小。相比于微波波段的雷達(dá)， 利用毫米波波長短的特點(diǎn)可以有效減小系統(tǒng)體積和重量，并提高分辨率。這些特點(diǎn)使得毫米波雷達(dá)在汽車防撞、直升機(jī)避障、云探測(cè)、導(dǎo)彈導(dǎo)引等方面具有重要的應(yīng)用。微波毫米波汽車防撞雷達(dá)主要集中在24 GHz和77 GHz 頻段上， 是未來智能駕駛或自動(dòng)駕駛的核心技術(shù)之一。在直升機(jī)毫米波防撞雷達(dá)的研究上， 人們特別關(guān)注毫米波雷達(dá)對(duì)電力線等的探測(cè)效果。

毫米波在大氣遙感方面也有很重要的應(yīng)用，其中代表性的有毫米波云雷達(dá)。毫米波云雷達(dá)主要針對(duì)降水云進(jìn)行探測(cè)，，用于探測(cè)云內(nèi)部宏觀和微觀參數(shù)，，反映大氣熱力及動(dòng)力過程。由于毫米波波長短，在云探測(cè)中表現(xiàn)出很高的測(cè)量精度和分辨率， 具有穿透含水較多的厚云層等優(yōu)勢(shì)。

導(dǎo)熱率，又稱導(dǎo)熱系數(shù)，反映物質(zhì)的熱傳導(dǎo)能力，按傅立葉定律，其定義為單位溫度梯度（在1m長度內(nèi)溫度降低1K）在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)單位導(dǎo)熱面所傳遞的熱量。熱導(dǎo)率大，表示物體是優(yōu)良的熱導(dǎo)體；而熱導(dǎo)率小的是熱的不良導(dǎo)體或?yàn)闊峤^緣體。

5G手機(jī)以及硬件終端產(chǎn)品的小型化、集成化和多功能化，毫米波穿透力差，電子設(shè)備和許多其他高功率系統(tǒng)的性能和可靠性受到散熱問題的嚴(yán)重威脅。要解決這個(gè)問題，散熱材料必須在導(dǎo)熱性、厚度、靈活性和堅(jiān)固性方面獲得更好的性能，以匹配散熱系統(tǒng)的復(fù)雜性和高度集成性。

隨著智能時(shí)代的來臨，人們對(duì)手機(jī)的需求越來越高，手機(jī)的硬件配置也隨之提高，CPU從單核到雙核在逐漸提升至四核、八核，屏幕大小和分辨率也不斷提升。伴隨著手機(jī)硬件和性能提升所帶來的則是手機(jī)發(fā)熱越來越嚴(yán)重的問題，如果熱量未能及時(shí)散發(fā)出去面臨的將是手機(jī)發(fā)燙、卡頓、死機(jī)甚至爆炸等問題。

目前手機(jī)中使用的散熱技術(shù)主要包括石墨散熱、金屬背板、邊框散熱、導(dǎo)熱凝膠散熱、熱管散熱、均溫板等等。隨著毫米波射頻通訊的應(yīng)用發(fā)展，低介電高導(dǎo)熱絕緣的透波散熱需求逐漸增加。