毫米波技术应用及其进展

神奇的医术：毫米波一、毫米波技术的原理和特点毫米波是电磁波谱中的一种，波长在1毫米至10毫米之间。

毫米波具有穿透力强、对生物组织的损伤小、对水分子的吸收率高等特点，在医学领域具有广阔的应用前景。

毫米波技术的原理是利用毫米波在人体组织中的穿透和反射特性，通过对毫米波的传播和反射信号进行分析，可以获取组织的结构和物理参数，实现对组织的成像和诊断。

毫米波技术在医学领域的应用可以实现对人体组织的无损检测和诊断，为医生提供更多更准确的信息，为患者提供更好更及时的治疗。

毫米波技术具有成像速度快、分辨率高、辐射损伤小等特点，可以实现对各种组织和器官的成像和诊断，具有广泛的应用前景。

毫米波技术可以用于乳腺癌的早期筛查、糖尿病的诊断、皮肤病的检测等多个领域，为医学诊断和治疗提供了新的技术手段。

二、毫米波技术在医学领域的应用1. 乳腺癌的早期筛查乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤，早期诊断和治疗对患者的生存率有着重要的影响。

毫米波技术可以通过对乳腺组织的扫描和成像，实现对乳腺组织结构和异常的检测，可以发现一些传统方法难以发现的微小病变，为乳腺癌的早期筛查和诊断提供了更多更准确的信息，有助于提高乳腺癌的诊断率和治疗效果。

2. 糖尿病的诊断3. 皮肤病的检测皮肤病是常见的临床疾病，传统的诊断方法往往需要进行皮肤活检，而毫米波技术可以通过对皮肤组织的扫描和成像，实现对皮肤病变的检测和诊断，可以提供更准确更安全的皮肤病检测方法，为患者提供更好的诊疗体验。

三、毫米波技术的发展趋势和挑战1. 技术的成熟度目前毫米波技术在医学领域的应用还处于起步阶段，技术的成熟度和稳定性有待提高。

毫米波技术在成像和诊断方面还需要更多的临床验证和应用实践，以提高其在医学领域的准确性和可靠性。

2. 安全性和规范性毫米波技术在医学应用中需要考虑其对人体的辐射影响和安全性问题，需要建立相关的安全规范和标准，以确保患者和医护人员的安全。

3. 经济和实际应用毫米波技术在医学领域的应用需要考虑其成本和实际效益，需要进一步降低设备和技术的成本，以提高其在医学领域的推广应用。

毫米波波束毫米波波束是一种新型的通信技术，采用了毫米波频段来传输数据，并采用波束形成和调制技术来实现高速、低延迟的通信。

毫米波波束技术被广泛应用于5G通信、智能家居、自动驾驶、医疗技术等领域，是未来通信技术的重要发展方向之一。

一、毫米波技术的作用和优势毫米波技术是指使用频率在30GHz~300GHz之间的无线电波，相比于传统的低频段通信技术，毫米波技术在带宽、传输速率、数据传输距离等方面都具有优势。

毫米波波束技术采用波束形成和波束调制技术，能够将发射信号聚焦到非常小的区域内，从而实现高速、低延迟的数据传输。

同时，在使用大量天线的情况下，毫米波技术能够实现空间复用，提高了频谱效率。

从应用角度来看，毫米波技术在5G通信、智能家居、自动驾驶、医疗技术等领域具有广泛的应用前景。

在5G通信领域，毫米波波束技术可以实现10Gbps以上的高速率，同时也可以大幅度减小延迟，提高用户的体验。

在智能家居领域，毫米波波束技术可以解决室内信道衰减、多径干扰等问题，提高网络覆盖率和带宽。

在自动驾驶领域，毫米波波束技术可以实现高精度、低时延的数据传输，保障驾驶安全。

在医疗领域，毫米波波束技术可以用于无创诊断、医疗影像传输、远程手术等方面，提高医疗效率和准确性。

二、毫米波波束技术的原理和实现方式毫米波波束技术的核心是波束形成和波束调制技术，这两种技术可以分别用于信号发射和接收，从而实现高速、低延迟的通信。

在信号发射方面，波束形成技术可以通过调整天线阵列的相位差、振幅等参数来实现波束聚焦，将信号发射到预定方向和区域内。

在信号接收方面，波束调制技术可以将接收到的信号按照时序进行解调和复用，从而实现高效率的数据传输。

具体实现方式上，毫米波波束技术需要采用天线阵列、变压器、MIMO技术等多种技术手段。

其中，天线阵列是实现波束形成的核心技术，通过将多组天线进行排列，从而实现波束聚焦。

变压器可以将电压信号转换成电流信号，从而实现对信号的调节和控制。

微波毫米波技术的研究进展与应用随着科技不断突飞猛进，微波毫米波技术作为无线通信领域的重要研究方向，正逐渐得到人们的重视和关注。

本文将从微波毫米波技术的定义、研究进展和应用领域三个方面，全面介绍微波毫米波技术的相关知识。

一、微波毫米波技术的定义微波指的是频率30MHz至300GHz之间的电磁波，而毫米波则是指频率30GHz至300GHz之间的电磁波。

相比于传统的无线通信技术，微波毫米波技术有更高的频率和更短的波长，因此可以承载更大容量的数据传输和更快速的通信速度。

此外，微波毫米波技术具有直达能力强、抗干扰性能好等优点，因此在5G通信、无人驾驶、智能家居等领域具有广泛的应用前景。

二、微波毫米波技术的研究进展随着5G时代的到来，微波毫米波技术的研究也进入了一个新的阶段。

在微波毫米波技术的研究中，信号处理技术、调制解调技术和射频技术等方面得到了广泛的应用。

（一）信号处理技术信号处理技术是微波毫米波技术研究的重要领域。

近年来，跨层优化技术得到了广泛的应用，可以实现系统的资源分配和优化。

此外，正交频分复用技术，基于多输入多输出（MIMO）技术的空时编码技术，以及细胞间协作通信技术等，也成为了当前微波毫米波技术热门研究方向。

（二）调制解调技术调制解调技术已成为了微波毫米波通信系统的重要组成部分。

在微波毫米波领域内,传统的调制方式已经不能满足现有需求。

因此，正交振幅调制（QAM）、相位、序列调制（PSK）等高效的调制方式得到了广泛的应用。

（三）射频技术射频技术是微波毫米波技术中不可缺少的一部分，它关键性地影响了通信系统的性能。

目前，微波毫米波技术的研究重点主要在提高射频器件对高频段的覆盖范围和性能的同时实现低功耗，提高设备稳定性以及降低成本等多方面。

三、微波毫米波技术的应用领域（一） 5G通信微波毫米波技术是5G通信系采用的一种关键技术，它通过移动端和大型信号基础设施之间的短距离连接，实现快速的数据传输。

在支持大规模物联网和短程无线连接的方面，微波毫米波技术从本质上扩展了5G的应用范围。

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－３１１４．２０２４．０２．０１２引用格式：林方宇，朱辰，甘旭，等．ＲＩＳ辅助毫米波通感一体化关键技术与研究进展［Ｊ］．无线电通信技术，２０２４，５０（２）：３１２－３２７．［ＬＩＮＦａｎｇｙｕ，ＺＨＵＣｈｅｎ，ＧＡＮＸｕ，ｅｔａｌ．ＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＲＩＳ ａｓｓｉｓｔｅｄＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａｖｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＲａｄｉｏＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２４，５０（２）：３１２－３２７．］ＲＩＳ辅助毫米波通感一体化关键技术与研究进展林方宇１，朱　辰２，甘　旭１，王得志１，王建斌３，杨照辉１，陈晓明１，黄崇文１，张朝阳１（１．浙江大学信息与电子工程学院，浙江杭州３１００２７；２．浙江大学工程师学院，浙江杭州３１００１５；３．中国电信股份有限公司浙江分公司无线网络中心，浙江杭州３１００１４）摘　要：未来的６Ｇ系统需要同时满足多维性能需求，实现从万物互联到万物智联，因此，深度融合了传统定位、探测、成像等无线感知功能和无线传输功能的通信感知一体化（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＩＳＡＣ）技术是未来６Ｇ网络的一个重要发展趋势。

智能超表面（ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅ，ＲＩＳ）凭借其可以通过编程来智能调控电磁波传输环境且低成本、低功耗等优势成为６Ｇ的关键性使能技术，并催生了使用ＲＩＳ辅助毫米波ＩＳＡＣ的新研究方向，其有望从底层架构到完整系统层面上解决６Ｇ新场景中的诸多难题、挑战。

阐述了ＲＩＳ辅助毫米波ＩＳＡＣ的起源与发展过程，介绍了其研究背景与国内外研究现状，指出并讨论了ＲＩＳ辅助毫米波ＩＳＡＣ研究中的一些关键技术，分析了该领域已有的一些研究成果，进而展望了ＲＩＳ辅助毫米波ＩＳＡＣ未来发展和面临的挑战。

毫米波技术发展史毫米波技术是一种电磁波技术，其波长介于毫米和微米之间，频率范围在30 GHz到300 GHz之间。

以下是毫米波技术发展史的主要里程碑：1. 19世纪末：天文学家首次发现了毫米波辐射。

在尝试测量太阳辐射时，发现了位于毫米波频段的电磁波。

2. 1930年代：毫米波技术开始应用于无线通信领域。

当时，一些科学家开始研究毫米波的传输和反射性质，并试图将其用于雷达系统。

3. 1950年代：随着技术的进步，毫米波雷达技术开始得到实际应用。

毫米波雷达在航空、气象和军事等领域有了广泛的应用。

4. 1960年代：毫米波技术在微波集成电路和半导体器件方面取得重大突破。

这些进展促使毫米波技术在通信和雷达领域的应用进一步发展。

5. 1980年代：随着半导体技术的发展，毫米波技术在通信和雷达系统中得到更广泛的应用。

毫米波通信技术开始应用于无线通信系统，如微波通信和雷达。

6. 1990年代：毫米波技术在无线通信领域取得了重大突破。

毫米波通信开始应用于高速无线数据传输，成为无线通信领域的重要技术之一。

7. 21世纪初：随着移动通信和高速数据传输的需求不断增加，毫米波技术进一步发展。

毫米波通信被广泛应用于5G无线通信系统，以支持更大带宽和更高的数据传输速率。

8. 当代：毫米波技术在无线通信、雷达、遥感、医疗成像和安1/ 2全检测等领域得到广泛应用。

随着技术的不断进步，毫米波技术有望在更多领域发挥重要作用。

总的来说，毫米波技术经历了一个逐步发展和广泛应用的过程。

从最初的科学发现到今天的5G通信和其他应用，毫米波技术在无线通信和其他领域的发展取得了显著的成就，为人类的通信和探索提供了新的可能性。

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无线电技术的新进展近年来，无线电技术得到了迅速发展。

随着科技的不断突破和人类对无线电技术需求的不断增加，这一领域不断涌现出新的技术、新的应用和新的领域。

那么，这些新的发展和进展到底是什么呢？接下来，我们将从以下几个方面进行探究。

一、毫米波技术毫米波技术是无线电技术领域中的重要进展之一，它的频率在30GHz到300GHz之间。

与之前应用于无线通讯的低频、中频、高频相比，毫米波在数据传输方面有巨大的优势。

其中最重要的一个就是带宽非常宽，达到了几个十Gbit/s的传输速率，比传统的WiFi快多了。

毫米波技术的应用范围也很广泛，比如，它可以用于室内信号扩展、传感器网络和3D成像等领域。

二、5G技术5G技术是近年来无线电技术领域中的热点话题之一。

随着移动互联网的发展和应用场景的变化，人们对于无线通讯的需求也在不断提升。

相比于4G技术，5G技术在网络速度、传输速度和覆盖范围等方面都有了大幅度的提升。

基于毫米波技术和大规模MIMO等技术，5G网络的带宽有望达到10Gbps，下载速度可以达到1Gbps以上。

这意味着，人们将可以享受更快捷的网络服务，而更加广阔的网络覆盖范围也将使人们的通讯更加稳定、畅通。

三、物联网技术物联网技术是以无线电技术为基础的，可以将几乎所有的设备连接到一个云端系统的技术。

随着物联网技术的不断发展，无线电技术作为其基础，也不断在这一领域中应用。

通过物联网设备，用户可以实现对设备的联网控制和远程操作，还可以进行数据传输和数据分析。

无线电技术在物联网中的应用范围非常广泛，如智能家居、智能医疗、智能交通等。

同时，无线电技术的安全性也需得到更多的关注和优化。

四、语音识别技术语音识别技术是近年来无线电技术领域的一大进展。

它可以通过声音识别来实现通讯、控制等功能。

目前，语音识别技术已经被广泛应用于各种设备和应用中，如智能家居、车联网、智能手表等。

与之前的技术相比，语音识别技术可以更加准确地识别用户的语音指令，还可以在更多的噪音环境下实现语音识别，从而提高了其实用性。

微波毫米波技术研究与应用前沿 杨广琦 （东南大学信息科学与工程学院，南京２１００９６） 东南大学等有关单位于２００８年４月２１￣２４日在南京举办了“２００８年国际微波毫米波技术会议”（　２００８　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｅｅ　ｏｎ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｎｄＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒ　Ｗａｖｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，简称ＩＣＭＭＴ’２００８）和“２００８年全球毫米波会议”（２００８　ＧｌｏｂａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ　Ｗａｖｅｓ，简称ＧＳＭＭ’２００８）。

来自美国、日本、韩国、英国、澳大利亚、新加坡、伊朗、印度、泰国等２５个国家和地区的６７９名专家、学者和学生出席了本次会议，其中境外代表约１３０位。

本次会议由东南大学主办，中国电子学会微波分会、天线分会、ＩＥＥＥ　ＭＴＴ－ｓ（国际电气与电子工程师学会微波理论与技术分会）、ＩＥＥＥ　ＥＤＳ（国际电气与电子工程师学会龟子器件分会）、ＩＥＴ（英国工程技术学会）、ＥｕＭＡ（欧洲微波协会）等协办。

会议的主要议题为：微波毫米波技术的研究进展，具体涉及微波理论与技术、毫米波理论与技术、天线技术、计算电磁学、电磁散射、电磁成像、微波遥感、微波通信等议题。

大会开幕式由．ＩＣＭＭＴ’２００８主席冯正和教授、ＧＳＭＭ’２００８主席洪伟教授、ＩＥＥＥ　ＭＴＴ－Ｓ主席Ｂａｒｒｙ　Ｐｅｒｌｍａｎ教授、ＩＥＥＥ的Ｐｅｔｅｒ　Ｓｔａｅｅｋｅｒ博士及日本ＮｉＣＴ副主席Ｓｈｌｎｇｏｏｈｍｏｒｉ博士分别致辞。

之后安排有“中国嫦娥探月工程”副总设计师姜景山教授等国际知名专家的６个主题演讲（Ｋｅｙｎｏｔｅ　Ｓｐｅｅｃｈ）。

会议期间共安排１个特别讨论会（Ｓｐｅｅｉａｌ　Ｓｅｓｓｉｏｎ）、３４个普通讨论会（ＯｒａｌＳｅｓｓｉｏｎ）、和９个张贴场次（Ｐｏｓｔｅｒ　Ｓｅｓｓｉｏｎ）。

同时举办有４５家国内外厂商和专业媒体参加的微波工业与技术展览，吸引了超过５００位非注册观众。

毫米波在制导中的应用i992年第6期上海天毫米波在制导中的应用(上海航^.所)76rt文摘介绍国外毫米波寻的技术在反坦克导弹,空地导弹,空空导弹,巡航导弹等中的应用情况和发展过程.综述毫米波系统(毫米波雷达,双模导引头), 毫米波器件(砷化嫁器件和微波/毫米波集成电路),小型化和高密度封装,自动识别和并行处理的当前进展和发展方向.主髓词壁!差§妻堡,-圭查壅重兰:毫米波技术在6O年代中期至7O年代中期经过1O年的冷遇之后,随着微电子技术在精密制导武器发展过程中的进展,到80年代束,它又重新受到人们的高度重视.这是西为微电子技术取得了突破性的进展,为毫米坡技术应用于导引头提供了坚实的基础.另外,从根本上说,还是因为毫米波具有如下一些为导引头技术所特需的特点:-毫米波介于微波和光波之间,从而具有光波的高分辨力和微波的垒天候性能,其主要窗口(35,94,140和220GHz)的大气吸收和衰减损耗比较小,在雨雾烟尘和云中的传输损耗也低,毫米波制导设备体积小,重量轻,频带宽,波束窄,抗干扰能力强及具有很高的多普勒检测能力.在毫米波的5种基本制导方式中,人们越来越把注意力引向主动寻的体制.因为这是一种打了不管的制导系统,所以可以发射多枚导弹来对付多个目标以及载机可避开反辐射导弹的袭击.此外还可以利用宽带发射波形,低旁瓣天线和大时宽信号来抗掩护式干实用而有发展前途的无损检测技术,它的工业应用巳有近20年的历史.目前,尤其在航空航天,建材化工等领域的复合材料板材,型材,织物,容器,导弹构件,火箭头部锥体,固体发动机壳体,喷管,飞机尾翼,襟翼,方向舵,直升机旋翼,航空发动机风岛叶片,以及雷达天线罩等产品检测中巳被广泛应用,取得了巨大社会经济效益.超声特征图像显示技术的应用,使复合材料制品的超声检测展示了广阔前景.参考文献l陈积懋.航空工艺研究.1987(4):11—172RoseJL,Utilit),offeaturemapp]"gn uItrasonicnon—destructireeva]antion.Nov.19878RoseJL.Ultr~soeicNDEpotentiali11 compositemallufacturing.Sept.19884PAl9104USAiAdvailcedCompositeMate—riaIsReseafchatDrexelUniversity.Dec.19885NDTIaterntiona1.V ol22,1990(4)6陈金根.战术导弹用复合材料及其无损评价技术.中国复合材料学会成立暨学术交流会论文,1090.57何双起,蒋福棠,孙德.复合材料微气孔含量,纤维体积含量超声测量方法研究.第6属全国复合材料会议论文集(二),1990,pP240—244 (收稿日期:1992-04-05)上海航最1992年第6期扰.毫米波主动寻的制导最有吸引力出是最有前途的应用在反坦克导弹制导,其中最着名的是于1978年研制的"黄蜂"反坦克导弹.它采用毫米渡主动/被动复合铽导,工作频率为94GHz,天线直径150ram,有效作用距离5k111,能见度较低时也有akin.到1983年1月,休斯公司已成功地进行了导引头试验,但由于成本高,计划予1983年lOjq被取消.1985年后,开始致力于研究适用算法并降低毫米渡系统成衣,以提高效费比.它采用MIMIC电路并简化了波导工艺,在捕获飞行试验中,导0f头所获得的高分辨率图像已使它可用于战场攻击.这不但为以后的毫米波"幼畜"导弹奠定了基础,而且对北约的楼块式医外发射空地导弹(MSOW)也有巨大的影响.1988年后,体斯公司同囊国战术空军司令部(TAC)签订了为期两年的第二阶段研制合同,以试制"幼畜"空地导弹所用的先进的毫米波导引头.当时,休斯公司已有94GHz的相参和非相参毫米波导引头,但一直因为价格便宜的缘故,使用的是94GHz非相参导引头.但是94GHz槽参信号具有更高的分辨率,从而可提取更多的信号特征.总的说来,毫米波技术必然带来高的成术,但系统因此而获得多用速(如防空反坦克两用)或能用于反高价军事目标即提高其使用效率,从而获得高效费比.如THIRSTY SABER区外发射巡航导弹,虽然它已有多种成熟的导引头,但还是开发了毫米波导引头.这是因为该导引头用于探测并引导导弹去摧毁跑蔽的弹道导弹发射平台,具有较高的效费比.8O年代末,各国毫米波导引头制造商还在积极地为一些当时已服役的武器系统用的毫米波技术进行改进,如对"狱火"导弹,马可尼公司和洛克威尔公司在研制毫米没"献火"(即.硫磺");同时马丁-马里埃塔公司和西屋公司Lb在台作开发毫米波.戤火(犬弓"狱火"或长虹"狱火").大弓"狱火"是指APACHE系列"大弓"型武装直升机的技术改进计划.它包括为改善在恶劣气候条件下的作战性髓而增加毫米波雷达和火控雷达以及为"狱火"导弹加装毫米波导引头.同机载毫米波雷达相配台,导弹将具有发射后不营能力.主要的合同商马丁? 马里埃塔/西屋公司将负责制造大弓毫米波雷达和火控系统以及"狱火"导弹用的毫米波导gf头.此外,多国跨国公司(马丁?马里埃塔, DIEHL,THORNEMI和TOSMESON BRADT)也在研制"多管火箭发射系统"第三阶段10era毫米波束制导导弹(TGsM).美国空军针对"黄蜂"导弹太专用化(其设计原则是一枚导弹对付一辆坦克)而效益不高的缺点,在8O年代柬提出要有一种多平台(GBU一15制导炸弹,"幼畜" 和狱火"导弹都可用),多用途(同时能对付坦克,指挥所和飞机机库)的通用毫米波导g『头.看来毫米波导引头在先进的反坦克导弹中的应用已有明显的进展.据报道,未来型高速动能反坦克导弹ADKEM也将采用毫米波导gf头.AMRAAM(先进中程空空导弹)的毫米波导f头的研制工作不太明朗.有报道说,尽管AAAM(先进空空导弹)计划将被取消,但其中曲一些先进技术仍将使用子ARMAAM空空导弹中.海军至今仍要求研制多模/多谱导g『头,而你斯/需锡恩公司以及通用动力/西屋公司也在为此而作最后的研制工作}但&有报道说,AMRAAM导弹的MIMIc计划业已取消.长期以亲,国外一些导引头制造商投入巨额资金和大量人力来研开发毫米泣的硬件和软件按术1992年第6期上海薪天4i1砷化镓器件和MIMIC同硅半导体器件相比,砷化镓器件工作频率高,抗干扰能力强(比硅器件高l0倍).此外它耗电少,速度快,耐高温等,这些都是毫米波器件不可多得的性能.砷化镓包括金属电极半导体场效应管(MESFET)异结双极晶体管(HBT)和高电子迁移晶体管(HEMT).美国国防部预研规划局(DARPA)于1988年开始实施一项耗资7亿美元历时7年的MIMC(微波/毫米波集成电路)计划,据称可以将电路尺寸减/]~78,重量减轻70,井傅成本降低一半.MIMC的主要目的有四个方面:研制批量生产芯片的工艺方法,用自动测试技术(尤其是非接触式检测)在制造工艺初级阶段将不台格的芯片筛选掉,以降低成本;采用CAD方法,以降低成本,为设计,制造,组装和测试提供标准和规范.从t988年起,由48家公司分为16个小组进行O一阶段研制.于1988年5月从中选出4 个小组签订数额为2.25亿美元的为期3年的第一阶段台同研制硬件其中以TRW公司为首的一个小组同美国陆军签约负责第三阶MLRS段多管火箭发射系统中的W波段柬制导导引头(TGW),SADARM制导炮弹中的Ka波段导引头以及AAAM中的Ka波段导引头,马丁?马里埃塔/ITT公司小组也同美陆军签约研制Ka波段"大弓狱火导弹,休斯/GE小组则由空军投资研制毫米波"幼畜"导引头}而雷锡恩/TI公司小组同海军签约负责研制Ka,Ku波段的收发机.该小组在第一阶段共制造了1400种MIMIC组件,模块和演示板.这些器件将用于第二阶段MIMIC计划中的AAAM, AMRAAM和SADARM等武器系统中.从1991年秋季开始,经第一阶段淘汰马特拉/ITT小组后,其余三个小组获得总数为2.28亿美元为期3年的第二阶段台同权. 在这一阶段,各公司必需研制大量的MIMIC 器件,井论证其设计制造生产和试验能力(工作频率为1—100GHz)的完备性,适用性和可靠性,其具体分配如下:空军项目投资78976466美元,海军项目投资83455827美元,以及'陆军项目投资657B7540美元.MIMIC应用于导弹等的器,可以解决以下一些问题:a.用低噪声系数前端,改善导引头系统性能jb.改善频率精度稳定度和信杂比,提供相干频率捷变能力;c.减少体积,增加有效载荷.如在毫米波精确制导武器中,为提高在杂波及背景干扰下弱信号检测跟踪能力以及减小体积重量,降低成本显得特别重要.在寻的头中采用砷化镓MIMIC频率合成器,可以提高精度,频率稳定度及改善信噪比性能,从而为改善日标分辨力和杂波抑制提供相干频率捷变能力.如在多管火箭发射系统/TGW的IF部分采用砷化镓MIMIC后接收机体积减小4/5.美国目前已将砷化镓高速' 信号处理器用于"狱火"反坦克导弹导gl头, 以减小体积,降低重量,增大战斗部,并降低成本.2毫米波雷达80年代末,菲力蒲公司已在为北约研制APGM155ram毫米波导引头的过程中对94GHz的毫米波雷达进行了全面广泛的研制,包括元器件和整机设计以及性能评估,并且制造出了集高性能,小型化和低成本于一体的毫米波雷达前端灼样品.占雷达全部上海部件75的FM/CW雷达前端现已可封装在直径45ram,长85ram的圆柱体中.采用中功率扩谱技术的FM/CW雷达很适用于毫米波.此种雷达用线扫振荡器来照射目标,回波同基频产生与信号发射时间和距离成正比的差额.另步卜它还可提取速度信息.这种雷达具有良好的距离和角度分辨力.该计划包括以下工作:用E一平而演示雷达来收集目标和环境数据产生信号处理算法j用批生产来降低成本(包括批产94GHz半导体器件如耿氏振荡器,变容管和混频器等}94GHz器件的芯片级自动测试j采用聚台物注模技术的封装技术)}牺牲一定舸性能来减小尺寸(包括增加器件集成密度).另外,TRw公司也已设计制造出了单片毫米波雷达.该芯片为7ram×4.35ram,采用0.25m砷化铟镓技术制成一种FM/CW雷达接收机,其工作频率为40GHz.该公司认为这是首次问世的单芯片毫米渡雷达, 而且也是一种功能最多的多功能毫米波器件.它将取代目前在灵巧导弹中所用的混合电路雷达.3自动识别和并行处理在过去的几年中,传感器,处理器和自动目标识别技术获得了飞快的发展,现已可将它们装入导引头和火控系统中.数字化的目标图像首先必需用FFT(快速傅里叶变换)技术或类似的处理算法来减少地面杂波并改善数字化图像.FFT能重新布置图像信息并把掩盖住重要信息的杂波分频隔离掉,再对图像进行频率滤波,最后恢复成无杂波的原始图像a但实际所遇的困难是处理速度.对于重要的图像或阵列任务,人们现在开始使用并行处理技术,而休航天1992年第6期斯公司和马丁?马里埃塔公司都是以其自行研制的高速阵列处理器而置身子毫米波导引头制造商之列的.美国DARPA目前正在精密制导武器和THIRSTYSABER计划的名下研制自动目标识别技术(ATR).该计划以制造THI—RSTYSABER巡航导弹的通用动力公司为主承包商,而以马丁?马里埃塔/得克萨新仪器公司为子承包商,其主要任务是研制传感器,处理器和软件.而在1990年以前是研制ATR算法和多传惑器的复台技术.显然,THIRSTYSABER是DARPA最有雄心的一项计划,是其灵巧武器活动的焦点.该计划旨在论证巡航导弹飞向预定区域搜索并识跏目标发射导弹,然后又转向攻击下一个目标.导弹系统可以在目标上空飞行lh以上,从各个视角方向观察目标,然后再发起攻击.导弹装有毫米波和主动(或被动)红外两种导引头,以产生足够的目标图像信息来提取目标.1990年7月,马丁?马里埃塔公司和得克萨斯公司分蜘散了传感器封装小型化后并按合同进行了捕获飞行试验.得克萨斯的方案是红外+激光制导, 而马丁?马里埃塔公司的毫米波导引头方案特点是功率大,尺寸小和性能优越,从而获得子承包商资格.它还将于1993财年年底进行论证性捕获飞行试验,并在1995年完成技术论证,然后在1996年进行飞行打靶试验.如果马丁?马里埃塔公司顺利进入垒尺寸研制,~JSABER将在2000年初具作战能力.在信息处理要求的方面,THIRsTYsABER面临着最大的技术挑战.例如,其目标定位算法必需从开环统计处理发展成具有良好交互性的闭环处理.此时对某个区域的初始观察只是作为以后一系列行动的参考输入信息.以后的行动包括选择一个不同的传感器,选择不同视场或甚至改变处理数据的算法.休斯公司导引头使用32位处理器,以满1992年第6期海航天43足所有功能要求,导引头还使用6万个指令字,其中8O～9O%是用ADA语言写成的, 其余则甩汇编语言写成.高级语言往往需要很长的(几十万)指令字,这在以前受到尺寸和重量的限制,而现在马丁?马里埃塔公司的几何阵列并行处理器和ALADDIN处理器都已可达到这一水平.ATR工作主要包括研制以多个信号处理器为基础的ALADDIN(算法自适应加尺寸小型化)32位并行处理器(MIMD结构) 以及两维栅阵并行处理器(SIMD结构). ALADDIN的速率约为lO.条指令/s,它将使用于工作时间不到1min的一次性投放武器中,可装在直径11.5cm高为15cm的圆柱体中.据说对于THIRSTYSABER来说,还有一种更有效的技术,它使用30Hz的视频速率分析图像,并使用结构/型号分类器和中枢神经网算法.尽管它浮点运算不是最佳,但它要采集很少的几位信息,使可精确地完成图像像素处理.从长远来看,毫米波精密制导系统信息处理的未来技术取决于集成光学技术的发展.现在美国导弹司令部研制的光学相关器的样机已可容纳256个目标样板,并可处理512×512个图像像素.该器件成功地将一个代表3条公路交叉口的模板同合成孔径雷达所看到的同一场景相匹配,可以以60帻/s的速度处理输入图像,数据处理速率为1O 象指令/s.适用于导弹制导的更先进的光学相关器可拥有l000个目标样板,并可将其同2000×2000个像素每隔一秒进行相关,这相当于10条指令/s的速率.4双模导引头使用两种波型或两种不同的频率的导引头可以在恶劣的气候条件下提供良好的抗背景杂波和改善抗干扰能力.自主式导弹撒布器或子弹系统使用这种互补型导引头就具有很高的发现概率和良好的候目标抑制能力, 并可提供更多的信息用于目标分类和改善束制导.双模导引头不是两种导引头的简单组合,它是一种新的导引头,如使用共轴的前视红外(FLIR)和非相参毫米波复合导引头能确保两者对准同一场景,无论哪一个传感器检测到可能的目标,系统就开始识别.毫米波可以为IIR(成像红外)提供多普勒信息,可以跳过红外识别过程中的某几个阶段.因此这两者必需结合在一起来考虑,以获得协同效应.现在,砷化镓在一块基片上可以制作出光学和电子器件,从而使它在实现高级多模复合寻的束制导方面具有很大的潜力.80年代末出现的一些有代表性的毫米波导引头如MSOW,SADARM,TGW和TACED以及THIRSTYSABER等都是使用了毫米波/IR双模复台导引头.这是因为这种体制比较成熟,但为了适应下一代远程防空导弹的需要还应采用高速信号处理芯片,以提高信号处理能力,提高接收机灵敏度J栗用固体化T/R组件,空间功率合成,使截获目标的距离达到5kin左右.目前正在进行中的PAC一班"爱国者改进计划,也采用多模导引头体制.这种新型导引头仍保留使用C波段雷达,即还具有TVM(经导弹跟踪)和相关制导能力.在捕获目标后,在飞行的最后几秒钟,系统就自动切换至Ka波段.这种切换过程是非常平稳的,可以使导弹在用Ka波段收发的同时,还可用双频天线工作于C波段.经实际打靶证明,其切换过程并不影响制导,也不影响脱靶精度.据报道,"爱国者导弹在拦截目标对,横向过载很小,这说明它在前期过程中,就解决了末制导的问题.从打靶照片可以看到导弹要不是直接命中,就是以很上海小脱靶距离掠过.这种Ka波段导引头的另一个优点是,在最后时刻它还可以用作引信,由于定位精度高,从而提高了导弹直接命中目标(如.飞毛腿导弹)头部的概率.5小型化和高密度封装在过去的几年中,硅器件的性能每隔l8个月就要提高一倍,这主要是由于小型化带来的结果.如第二阶段VHsIC计划已使逻辑电路具有0.5p.m的特征尺寸.但是特征尺寸达到0.25~tm后,电气效应就开始急剧变化,所以现在关于是否继续将尺寸缩小到纳米量级,还存在着争议.在纳米级电子器件中,半导体可以一次生长在一层原子层上,这种精确界面技术可能引起新的晶格结构.先进的集成电路技术需要有先进的接线封装技术与之相匹配.现在的接线技术已由分离式接线,电缆和终端器件连接发展到PBC电路板,然后又向带裸芯片的混合式厚膜电路(MCM)以及芯片集成连接(WSI)发展.现在在国外已有一定的封装规范和标准如CAB和2IAWG封装标准.而HDI(高密度连接)技术可将整块信号数据处理器的64kB的存储器封装成1MB的MCM而还有一种MCM技术,它采用超细线(12—5Om),可将50%的电路板区域用于电路器件.还有一种宇航电子模块,采用硅一蓝宝石抗辐射器件来代替一对II层电路板,使重量减轻到1/20,体积缩小到1/6o西屋公司现在正在研制一种RFWSI(射频芯片级集成),1991年已制出5种雷达天线子阵列(含l6个T/R模块),其工作频率航天1992年第6期为6--12GHz,辐射功率为0.5W.它的封装非常复杂,使用了微通道致冷技术,它可能被应用于导引头中.此外,该公司还在研制35GHz和94GHz的RFWSI技术.参考文献lDavidHughes.Successfultestoiadvanced Patriotconfil-msthevalueofMMWseekers.AW&ST,1992.4.272DavidFBond.Armyevaluating/onbow.AW&ST.]992.5.1I3MarkHawish.Advancedmilitarymicro—eIeetroaics.DeferiseEleetronis&Computing. SapplementarjToIDR,1991.I24MarkHawish.Automatictargetrecognitin. DefenseElectronis&Computing,Supple—mentaryToIDR,1991.195Gerardarbe.Anti—tankmissiles.IDR.199].106JohnHaystead.^ut0Ⅱ0m0usweapons--Arewe smartfor±hem.DefeflseElectronics.1992.27田培梅.美国微波/毫米波单片集成电路计划及其在精密制导武器中的应用.制导与引信, 199](4)8李辉,王子滨.国外毫米渡制导技术的研究. 制导与引信,1991(4)9袁起,张祖扬.砷化镑器件及其在军事电子系统中的应用.现代防御技术,]991(B)1OBrianManstal1.Recognizingtargetsatstand—off~ange.1nteravia,1988.6itary Technomlogy,1989.512袁起.毫米波精确制导技术展望.战略防御, I987(6)13成楚之,刘鲁勤.精确制导武器的现状和投展趋势.战略防御,]988(I)(收稿日期:1992—07-17)。

毫米波通信技术的研究和应用前景现代社会对通信技术的依赖越来越深，而毫米波通信技术，作为一种新兴的通信技术，其高速、低延迟的特点引起了越来越多的关注。

本文将探讨毫米波通信技术的研究进展，以及其在未来的应用前景。

一、毫米波通信技术的理论基础毫米波通信技术的基础，是毫米波频段的应用。

毫米波波长的长度在1mm~10mm之间，对应频率在30GHz~300GHz之间。

相比于现有的通信频段，其带宽更宽，传输速率更快，性能更加稳定。

因此，毫米波通信技术在5G通信、无线电视、室内定位、雷达等领域都有着广泛的应用。

二、毫米波通信技术的应用1、5G通信毫米波通信技术在5G通信中发挥着重要作用。

因为毫米波频段的大宽带特点，可以更快速地传输数据，从而满足了未来通信的高速性能要求。

同时，在高密度人口区域内，毫米波通信技术还可以解决原有频段使用的拥堵问题。

因此，5G通信技术对于毫米波通信的应用前景非常广阔。

2、室内定位毫米波通信技术还可以用于室内定位。

传统定位技术主要是基于GPS定位，但是在建筑物内部GPS信号会有损，因此无法准确定位。

而毫米波通信技术可以利用其较高的穿透力和反射能力，穿过建筑物并反向传播到发射源，从而准确地定位身处建筑物内部的人、物。

3、雷达毫米波通信技术也可以应用在雷达技术中。

雷达是广泛应用于远程侦查、探测距离、目标识别、导航等领域的检测技术。

传统雷达技术主要是利用超高频频段进行成像，但是其对速度、角度等细节信息的识别能力还有待提升。

而毫米波雷达则可以利用高频信号进行细节的捕捉和分析，从而提高了目标检测和识别的精度和准确度。

三、毫米波通信技术面临的问题毫米波通信技术也存在一些问题，主要包括：1、不稳定性。

由于毫米波频段易被障碍物阻挡，因此，当信号遇到物体时，容易发生折射、衍射等现象，使信号传输不稳定。

这也是毫米波通信技术比较容易受到环境影响的原因之一。

2、路径损耗。

毫米波信号传播路径相对较短，只能在可视范围内传输，传输距离受到很大限制。

毫米波通信系统中的信号处理与传输研究摘要：毫米波通信系统在近年来得到了广泛的研究与应用，其高带宽和大容量的特性为未来的移动通信提供了巨大的潜力。

然而，毫米波通信系统中的信号处理和传输技术面临着一些挑战，如传输距离的限制、信号衰减和路径损耗等。

本文将深入探讨毫米波通信系统中的信号处理与传输研究，并介绍了一些常见的解决方案和最新的研究进展。

1. 引言毫米波通信系统是一种工作在频率范围在30-300 GHz的无线通信系统。

相比传统的微波通信系统，毫米波通信系统具有更高的带宽和更大的容量，可满足日益增长的通信需求。

然而，由于毫米波信号受到更强的传输损耗和路径衰减的影响，信号处理和传输问题成为了研究的重点。

2. 信号处理毫米波通信系统中的信号处理是指对信号进行调制、解调和编码等操作，以提高信号的传输质量和可靠性。

常用的信号处理技术包括多址技术、集束成形技术和自适应调制技术等。

2.1 多址技术多址技术在毫米波通信系统中被广泛应用，用于实现多用户之间的信号分离和传输。

常见的多址技术有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和正交频分多址（OFDMA）等。

这些技术能够有效地提高系统的容量和频谱利用率。

2.2 集束成形技术集束成形技术是一种通过调整天线阵列的发射和接收模式来提高信号传输质量的技术。

通过优化天线阵列的几何结构和相位控制方式，可以实现信号的定向传播和波束形成。

这种技术能够有效地减小信号的路径损耗和传输衰减，提高系统的容量和传输距离。

2.3 自适应调制技术自适应调制技术是一种根据信道质量和传输条件动态调整调制方式的技术。

在毫米波通信系统中，由于信号受到强烈的衰减和干扰影响，传统的调制方式可能无法满足系统的传输要求。

自适应调制技术可以根据实时的信道状态信息来选择合适的调制方式，并自动调整传输参数，以提高传输的可靠性和效率。

3. 传输问题毫米波通信系统中的信号传输受到一些限制和挑战，如路径损耗、阻塞效应和多径干扰等。