毫米波

　　物理特點

　　與光波相比，毫米波利用大氣窗口（毫米波與亞毫米波在大氣中傳播時，由于氣體分子諧振吸收所致的某些衰減為極小值的頻率）傳播時的衰減小，受自然光和熱輻射源影響小。

　　優(yōu)點

　　1、極寬的帶寬。通常認(rèn)為毫米波頻率范圍為26.5～300GHz，帶寬高達273.5GHz。超過從直流到微波全部帶寬的10倍。即使考慮大氣吸收，在大氣中傳播時只能使用四個主要窗口，但這四個窗口的總帶寬也可達135GHz，為微波以下各波段帶寬之和的5倍。這在頻率資源緊張的今天無疑極具吸引力。

　　2、波束窄。在相同天線尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多。例如一個 12cm的天線，在9.4GHz時波束寬度為18度，而94GHz時波速寬度僅1.8度。因此可以分辨相距更近的小目標(biāo)或者更為清晰地觀察目標(biāo)的細(xì)節(jié)。

　　3、與激光相比，毫米波的傳播受氣候的影響要小得多，可以認(rèn)為具有全天候特性。

　　4、和微波相比，毫米波元器件的尺寸要小得多。因此毫米波系統(tǒng)更容易小型化。

　　缺點是：

　?、俅髿庵袀鞑ニp嚴(yán)重。

　?、谄骷庸ぞ纫蟾?。

　　與光波相比，它們利用大氣窗口（毫米波與亞毫米波在大氣中傳播時，由于氣體分子諧振吸收所致的某些衰減為極小值的頻率）傳播時的衰減小，受自然光和熱輻射源影響小。

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　毫米波在通信、雷達、制導(dǎo)、遙感技術(shù)、射電天文學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和波譜學(xué)方面都有重大的意義。利用大氣窗口的毫米波頻率可實現(xiàn)大容量的衛(wèi)星-地面通信或地面中繼通信。利用毫米波天線的窄波束和低旁瓣性能可實現(xiàn)低仰角精密跟蹤雷達和成像雷達。在遠程導(dǎo)彈或航天器重返大氣層時，需采用能順利穿透等離子體的毫米波實現(xiàn)通信和制導(dǎo)。高分辨率的毫米波輻射計適用于氣象參數(shù)的遙感。用毫米波和亞毫米波的射電天文望遠鏡探測宇宙空間的輻射波譜可以推斷星際物質(zhì)的成分。

　　應(yīng)用進展

　　放射治癌

　　突破介紹

　　2013年3月，在特拉維夫剛剛結(jié)束的第三屆國際IEEE微波、通訊、天線和電子系統(tǒng)會議上，來自以色列阿里埃勒大學(xué)的科研人員宣布發(fā)現(xiàn)用毫米波照射癌細(xì)胞將阻止其再生，而又不破壞細(xì)胞本身，這一發(fā)現(xiàn)為治癌放射療法提供了新途徑。

　　阿里埃勒大學(xué)的亞哈羅姆教授表示，他們用毫米波照射肺癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞失去了再生能力，而健康細(xì)胞并不受影響，“這對治癌放射療法無疑是巨大的喜訊，雖然其中的奧秘還有待進一步揭示”。

　　治癌機理

　　人類治癌所用的輻射為電離輻射，它既能殺死癌細(xì)胞也會破壞其它的細(xì)胞，“我們選擇的是非電離的毫米波輻射，它只破壞細(xì)胞的某些功能而不是細(xì)胞本身”。毫米波不同于可見光和微波，其生成有一定難度，但隨著科技的進步，其難度正在降低。作為該大學(xué)自由電子激光實驗室用戶中心的主任，亞哈羅姆教授和其他人一起用特殊的磁結(jié)構(gòu)和加速電子的方法獲得了這種毫米波，這種毫米波不同于此前俄羅斯等國開發(fā)的用于安檢探測的輻射源。

　　發(fā)展現(xiàn)狀

　　毫米波治癌尚屬首創(chuàng)，還需要進行必要的檢查，以色列和丹麥大學(xué)的科研團隊得到了丹麥伊娃亨利基金會的資助，正在對毫米波治癌開展進一步實驗和研究。

　　軍用通信

　　中國國防科技信息網(wǎng)報道，美國國防先期研究計劃局（DARPA）與L-3通信公司簽訂了價值1630萬美元的合同，繼續(xù)推進移動熱點項目。

　　移動熱點項目旨在解決作戰(zhàn)前線的遠程數(shù)據(jù)傳輸問題。該項目將通過開發(fā)移動毫米波通信架構(gòu)，用以連接戰(zhàn)場士兵和前線基地、戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)中心以及情報監(jiān)視偵察設(shè)施。

　　美軍軍事系統(tǒng)由于其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小、無線通信覆蓋范圍近，導(dǎo)致無法支撐偏遠地區(qū)的移動作戰(zhàn)。移動熱點項目的最終目標(biāo)就是在無地面基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，實現(xiàn)手機信號塔一樣的性能。

　　合同內(nèi)容覆蓋了移動熱點項目第二階段和可選的第三階段。在第二階段，L-3公司將開發(fā)無線路由吊艙和移動熱點子系統(tǒng)，并安裝至“影子”無人機。該吊艙是無人機載移動熱點的關(guān)鍵。按照計劃，第二階段將于2015年3月12日結(jié)束。

　　使用無人機是移動熱點項目愿景中的一部分，該愿景還包含使用空中、移動、固定設(shè)施為士兵提供千兆每秒的通信能力。

　　為實現(xiàn)目標(biāo)，DARPA將研發(fā)先進定位、采集和跟蹤技術(shù)，使小型無人機具備飛行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的功能。其他待研發(fā)技術(shù)還包括，可控天線、高效毫米波功率放大器，以及動態(tài)網(wǎng)絡(luò)。整個數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)大概率將采用商用通信協(xié)議，如WiFi、WiMax，或者LTE。其他方面也將部分采用符合軍方要求的商用現(xiàn)貨。

　　DARPA項目經(jīng)理迪克瑞奇威表示，“雖然項目可以使用一些先進的商用毫米波組件，但是作戰(zhàn)前線的基礎(chǔ)設(shè)施和地形提出了更復(fù)雜的技術(shù)挑戰(zhàn)。”