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毫米波雷达与人工智能的关系,毫米波高速通信

毫米波雷达与人工智能的关系,毫米波高速通信毫米波的应用。毫米波在雷达、通信、遥感技术、制导、射电天文学、临床医学等方面都有重要应用。如大容量的卫星--地面通信或地面中继通信,低仰角精密跟踪雷达和成像雷达,远程导弹或航天器的通信和制导,高分辨率的毫米波可用于气象参数的遥感,毫米波和亚毫米波可用于射电天文望远镜,探测来自于宇宙空间的电磁波谱,根据光谱分析推断星际物质的成分等。毫米波的物理特点。毫米波带宽极宽,通常认为毫米波频率范围为26.5--300GHz,带宽(在一定的时间内,传输资料的数量或者说传递数据的能力)高达273.5GHz,超过从直流到微波全部带宽的10倍,是极具吸引力的频率资源;毫米波波束窄,在相同尺寸天线条件下,毫米波波束比微波波束窄,波束窄可大幅度地提高分辨率,能更清晰地观察到相距更近的小目标和目标细节;毫米波传播具有全天候特性,受气候影响小;生成毫米波的元器件尺寸较小,硬件易小型化,但加工的精度要求高;毫米波不同于

了解毫米波之前,先得了解电磁波和电磁波谱。

电磁波是由振荡电路产生的电场与磁场以波的形式在空间中传播,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。

电磁波按照频率(或者波长)从低频率到高频率排列,就是电磁波谱,包括无线电波、微波、(远)红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等。人眼看见的可见光波长大约在380至780纳米之间。电磁波传播不需要介质,传播的速度等于光速c(3×10^8m/s),电磁波的波长λ、频率f、光速c三者之间的关系是c=λf,波速不变,波长和频率成反比。

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电磁波谱示意图

电磁波只有在同种均匀介质中才沿直线传播,不均匀的同种介质,电磁波与光一样也要发生折射而沿曲线传播,在不同的介质中,更会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的波长越长其衰减越少,越容易绕过障碍物继续传播。电磁波与所有的波一样具有波粒二象性,折射、反射属于粒子性,衍射、干涉是波动性。

毫米波:波长为1--10毫米的电磁波称毫米波,在电磁波谱中,位于微波与远红外波相交叠的波长范围,因此,兼有这两种波谱的特点且具有上述的电磁波特性。

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毫米波矩阵

毫米波的物理特点。毫米波带宽极宽,通常认为毫米波频率范围为26.5--300GHz,带宽(在一定的时间内,传输资料的数量或者说传递数据的能力)高达273.5GHz,超过从直流到微波全部带宽的10倍,是极具吸引力的频率资源;毫米波波束窄,在相同尺寸天线条件下,毫米波波束比微波波束窄,波束窄可大幅度地提高分辨率,能更清晰地观察到相距更近的小目标和目标细节;毫米波传播具有全天候特性,受气候影响小;生成毫米波的元器件尺寸较小,硬件易小型化,但加工的精度要求高;毫米波不同于可见光和微波,生成的难度较大。

毫米波的应用。毫米波在雷达、通信、遥感技术、制导、射电天文学、临床医学等方面都有重要应用。如大容量的卫星--地面通信或地面中继通信,低仰角精密跟踪雷达和成像雷达,远程导弹或航天器的通信和制导,高分辨率的毫米波可用于气象参数的遥感,毫米波和亚毫米波可用于射电天文望远镜,探测来自于宇宙空间的电磁波谱,根据光谱分析推断星际物质的成分等。

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毫米波雷达

最近消息显示,毫米波为治疗癌症的放射疗法提供了新途径。2013年3月,以色列阿里埃勒大学的科研人员发现,用毫米波照射癌细胞会阻止其再生又不破坏身体细胞。科学家们正在对毫米波治癌开展进一步实验和研究。

无人驾驶技术主要应用毫米波雷达。毫米波雷达,按照频率可分为用于短距离范围、车道保持、盲点监测、自动停车等场景的24GHz和测距范围在100-250 米的自适应巡航、前碰撞预警、紧急自动刹车等场景中的77GHz的毫米波雷达。

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气象观测车

毫米波雷达芯片是毫米波雷达的核心。随着汽车智能化发展,汽车搭载的摄像头和传感器数量在大幅增加,车载雷达是高级辅助驾驶、无人驾驶核心传感器之一。自动驾驶的高速增长将带来对雷达传感器的需求快速上升,促进了毫米波雷达芯片的需求量上升和更新换代。

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无人驾驶

我国在毫米波雷达芯片研究领域有着深厚的基础,建有毫米波国家重点实验室,杭州某企业专门从事77GHz CMOS毫米波雷达单芯片IC设计、研发及销售。杭州电子科技大学 90后26岁的张志维博士团队,成功地研制出了毫米波通信芯片,通讯范围可达到10km,在速率上可满足现在的5G甚至是未来的6G需求。该芯片如果应用于手机,会极大地提高通话清晰度和上网速度。

毫米波研究历史已超过百年,但主要应用于军事、射电天文等领域,自2000年以来的5G发展,毫米波才成为5G 核心技术之一,未来,为了支持移动用户高接入速率,电气和电子工程师协会802.11(路由器)标准组打算使用毫米波解决。

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