毫米波組件技術(shù)的發(fā)展過(guò)程和目前狀況如何

　　很久以來(lái)，毫米波組件與技術(shù)一直與輻射測(cè)量和安全的點(diǎn)到點(diǎn)通信有著緊密的聯(lián)系。但隨著產(chǎn)生和檢測(cè)頻率在30GHz以上信號(hào)的方法變得越來(lái)越實(shí)用，毫米波組件和子系統(tǒng)的使用正變得越來(lái)越廣泛。電磁仿真軟件工具的測(cè)量能力提高和功能增強(qiáng)因此也有了保障。由于設(shè)計(jì)和測(cè)量方法變得愈加高效，毫米波設(shè)計(jì)的成本效益越來(lái)越高，被許多人考慮作為各種應(yīng)用的解決方案，覆蓋了從汽車巡航控制系統(tǒng)和機(jī)場(chǎng)威脅檢測(cè)成像系統(tǒng)到高數(shù)據(jù)速率的個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（PAN）通信設(shè)備的廣大范圍。毫米波頻率范圍一般被認(rèn)為從30GHz至300GHz，波長(zhǎng)約1mm至10mm.由于波長(zhǎng)很短，因此電路尺寸和結(jié)構(gòu)相應(yīng)的非常精細(xì)，加工難度通常比較大。雖然同軸電纜和連接器的生產(chǎn)已經(jīng)有了很大的改進(jìn)，同軸線可以支持毫米波范圍的頻率（一般約 70GHz），但大多數(shù)更高毫米波頻率選擇的傳輸線是波導(dǎo)管，由于其管道狀的外觀，波導(dǎo)管經(jīng)常被人稱為“管道系統(tǒng)”。波導(dǎo)管有許多種形式，包括矩形和圓形，具體尺寸還與頻率和波長(zhǎng)有關(guān)，當(dāng)頻率提高到100GHz以上時(shí)尺寸就非常微小了。盡管在加工（和測(cè)試）包括天線和波導(dǎo)管在內(nèi)的毫米波組件時(shí)歷來(lái)存在很大的困難，但可用帶寬對(duì)許多通信應(yīng)用來(lái)說(shuō)非常有吸引力。例如，隨著最新無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（包括使用長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）和WiMAX技術(shù)的第4代（4G）蜂窩系統(tǒng)）的服務(wù)提供商努力迎合用戶對(duì)傳送大量數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)性需求，他們?cè)趶囊粋€(gè)蜂窩站點(diǎn)到另一個(gè)蜂窩站點(diǎn)的回傳連接中越來(lái)越多地面對(duì)臨“數(shù)據(jù)阻塞”。這些連接中有些還是用很長(zhǎng)的電纜或光纖等傳統(tǒng)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但微波射頻，特別是在免許可的60GHz頻段的微波射頻是金屬電纜或光纖的一種極具吸引力的替代品。在美國(guó)，這個(gè)免許可頻段范圍從57GHz到64GHz，日本則擴(kuò)展為59GHz至66GHz，或5GHz的重疊頻譜。這個(gè)帶寬支持高達(dá)1Gb/s的數(shù)據(jù)速率。另外，許多毫米波頻段（如60GHz）具有大氣衰減特征，因此使用這些頻段進(jìn)行通信幾乎不可能被竊聽(tīng)，可以非常安全地傳輸敏感數(shù)據(jù)。還在幾年前，使用這些頻率進(jìn)行視距范圍的短距離通信在經(jīng)濟(jì)上還是不可行的。但隨著毫米波頻率構(gòu)建模塊集成電路（IC）的發(fā)展，特別是基于硅的IC技術(shù)（如硅鍺（SiGe）或硅CMOS器件）的成熟，開(kāi)發(fā)出用于60GHz通信鏈路以及用于汽車應(yīng)用的 77GHz自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、用于經(jīng)許可的E頻段點(diǎn)到點(diǎn)通信（71GHz至76GHz和81GHz至86GHz）、用于94GHz成像與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的價(jià)格合理的毫米波組件已經(jīng)成為可能。