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毫米波器件:通信领域的革新力量

2023/06/30

随着科技的迅猛发展,毫米波器件正成为通信行业中的新宠。毫米波器件可以大致分为传统设备和新型设备两类。传统设备如调速器、回波管、磁控管和行波管等,在电子和慢相速度波同步方面发挥着重要作用,被称为慢波器件。而近年来新开发的设备如陀螺仪、Orotron、Peniotron和自由电子激光器(FEL)则属于快速通过装置,因其高频系统是快速相速波系统。

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在新型毫米波设备中,回旋管是其中较为成熟的一种。回旋管具有振荡型、行波放大型和后波振荡型的工作原理,它们与传统的微波管完全不同。此外,陀螺仪是另一种引人注目的设备,它通常需要高工作电压和超导材料来确保所需的高磁场。目前,回旋管的效率已经高达40%,连续功率在60GHz时可达到200Kw。然而,由于其需要高电压和磁场强度,对于中小功率移动系统而言仍具有挑战性。

回旋装置的雷达和制导系统已经在俄罗斯和美国得到广泛应用,对于反隐身技术的研究具有重要意义。毫米波设备正在成为无线链路中不可或缺的组成部分,为范围有限但带宽广的通信系统提供了全新的机遇。由于美国联邦通信委员会(FCC)和其他全球治理机构承诺在毫米波频率范围内分配带宽或提供免费接入点对点通信链路,许多系统级公司对高频链路越来越感兴趣。这为设备级公司提供了巨大的商机。

全球对高速语音、数据和音频互连的需求不断增长,这促使频率规划组织在毫米波范围内自由开放频谱。然而,并非所有的毫米波应用都适用于通信系统。例如,英国的Roke Manor Research最近发布了最新一代迷你雷达高度计(MRA),它可以帮助自动化无人机(UAV)执行军事、准军事、民用监视和测量任务

。该高度计具有紧凑的结构和轻巧的重量,采用带天线盖的集成天线,适用于低空测量、高精度高度定位和低截获概率(LPI)波形操作。

这些紧凑型MRA在76-77GHz频率范围内工作,可在离地面0.2到100m的高度范围内精确测量地面以上0.02m。与传统的雷达高度计相比,这些MRA具有更高的测量精度,符合RoHS和军用标准。它们与在低频率下运行的改进设备结合使用,为垂直起降和着陆应用、地球物理、波高监测、机载测绘、拖曳空中目标以及交通流量监测和防撞等领域带来了全新的解决方案。

毫米波器件的革新正在为通信行业带来无限的可能性。随着技术的不断进步和频谱资源的开放,我们将迎来更加高效、稳定和快速的通信体验。无论是在商业领域还是军事领域,毫米波器件都将扮演着至关重要的角色,引领着行业的发展潮流。