毫米波应用研究
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基于毫米波雷达的行人检测算法研究一、引言在智能交通系统和自动驾驶领域中,行人检测一直是一个重要的研究方向。
随着雷达技术的发展,毫米波雷达逐渐成为行人检测中不可或缺的一个重要部分。
本文将针对基于毫米波雷达的行人检测算法进行深入研究与探讨。
二、毫米波雷达检测原理毫米波雷达是利用毫米波较短波长特性,可以穿透各种介质,并实现对物体形态、运动的高精度探测。
行人检测主要是通过毫米波雷达探测人体反射的信号强度和距离,实现对行人位置的探测。
毫米波雷达主要是通过发射一定频率的电磁波,接收回波信号。
行人检测算法主要是通过分析接收到的回波信号特征,实现对行人位置、速度等信息的提取。
在行人检测中,毫米波雷达还可以实现对行人跌倒、姿态等信息的提取,这为车联网、智能家居等应用提供了更多的数据支持。
三、衰减模型与信噪比毫米波雷达在行人检测中,主要受到衰减和信噪比两个因素的影响。
其中衰减模型主要与信号频率、路径损耗等因素有关,是雷达探测信号强度的基础。
在行人检测中,衰减模型通过计算行人反射信号的强度和距离,可以精准掌握行人的位置信息。
信噪比是指雷达接收到的目标信号与噪声信号之比。
在实际应用过程中,雷达接收到的信号主要包括目标回波和环境噪声,信噪比的高低对行人检测的准确性和实时性有着非常重要的影响。
四、行人检测算法在基于毫米波雷达的行人检测中,需要通过一定的算法实现对行人位置、速度等信息的提取。
常见的算法包括卡尔曼滤波、粒子滤波、支持向量机等。
1、卡尔曼滤波算法卡尔曼滤波算法是一种广泛使用的估计算法,其基本思想是基于目标的物理模型和运动模型,通过对观测数据进行状态预测和滤波,实现目标运动轨迹的精确估计。
在行人检测中,可以通过卡尔曼滤波算法实现对行人位置和速度的实时估计。
2、粒子滤波算法粒子滤波算法是一种基于状态估计的贝叶斯滤波算法。
通过不断生成状态样本、权重更新、筛选等过程,实现对目标状态的估计和预测。
在行人检测中,可以通过粒子滤波算法实现对行人位置、速度等信息的实时估计和预测。
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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2020年第08期585G 毫米波大规模天线通信技术研究王家峰,成 龙北京中网华通设计咨询有限公司,北京 100000摘要:作为5G 关键技术之一,毫米波大规模天线通信技术的重要性不言而喻。
基于此,研究主要针对5G 毫米波通信技术的传输特性、应用优势、限制性因素进行了分析,并详细阐述了5G 毫米波大规模天线通信技术在不同场景中的应用模式,以期为该技术的推广、普及提供参考。
关键词:5G 毫米波;大规模天线;通信技术中图分类号:TN929.5作者简介:王家峰(1994—),男,汉族,贵州人,本科,通信初级工程师,研究方向为无线网设计及5G 智能应用;成龙(1990—),男,白族,贵州人,本科,通信初级工程师,研究方向为无线网设计及5G 智能应用。
0 引言随着5G 建设进程的不断加快,5G 关键技术逐渐成为人们的关注重点。
毫米波大规模天线通信技术作为5G 的关键技术之一,其在传输频段、通信效果等方面具有一定特殊性。
因此,探讨这种技术的传输特性、应用优势、可行场景具有一定必要性。
1 5G 毫米波大规模天线通信技术分析1.1 传输特性5G 毫米波大规模天线通信技术是一种在30~300 GHz 频率范围内,以直射波形式进行稳定传播的一类通信技术。
这种通信技术的传输特性包含以下几个方面:第一,方向性良好,5G 毫米波通信的波束较窄[1],这有助于保障通信传输质量;第二,传输频带宽,通信容量大。
在5G 毫米波大规模天线通信技术通信期间,5G 毫米波可于30~300 GHz 宽频段范围内进行通信传输。
充裕的通信容量,为这种通信技术的传输质量奠定了良好的基础。
1.2 应用优势与其他通信技术相比,5G 毫米波通信技术的优势体现在几个方面:第一,抗大尺度衰落。
在毫米波频段通信传输过程中,大尺度衰落问题,是影响通信质量的主要因素[2]。
相较于其他通信技术而言,5G毫米波大规模天线通信技术具有良好的抗大尺度衰落作用。
这种优势在上行基站接收、基站下行传输中,均可得到良好体现。
基于毫米波雷达的人体动作识别方法研究
毫米波雷达作为一种新兴的传感技术,具有穿透力强、不受光照影响、对隐私的侵扰小等优点,近年来在人体感知领域得到广泛应用。
本文将结合毫米波雷达技术,研究人体动作识别的方法。
首先,本研究通过毫米波雷达系统对人体进行扫描,获取人体运动过程中的微弱反射信号。
毫米波雷达的工作频率通常在30 GHz至300 GHz之间,波长较短,可以达到亚毫米级的分辨率,从而能够有效捕捉到人体的微小运动。
通过对这些反射信号的处理和分析,可以提取出人体动作的特征信息。
其次,本研究采用机器学习算法对提取的特征信息进行分类和识别。
机器学习是一种能够从数据中学习和推断模式的方法,广泛应用于模式识别领域。
在人体动作识别中,可以使用监督学习方法,通过训练集的标记数据,训练分类器来识别不同的人体动作。
同时,可以采用深度学习算法,构建多层神经网络,提高识别的准确性和鲁棒性。
最后,本研究通过实验验证了基于毫米波雷达的人体动作识别方法的有效性。
实验使用了一组志愿者进行不同的人体动作,如走路、跑步、跳跃等。
通过毫米波雷达系统获取到的反射信号,经过特征提取和机器学习算法的处理,成功识别出不同的人体动
作。
实验结果表明,基于毫米波雷达的人体动作识别方法具有较高的准确性和稳定性。
综上所述,基于毫米波雷达的人体动作识别方法可以应用于人机交互、智能健康监测等领域。
未来,随着毫米波雷达技术的不断发展和完善,人体动作识别的准确性和实时性将进一步提高,为人们的生活带来更多便利。
毫米波雷达在桥梁挠度监测场景的应用摘要:2021年末全国公路桥梁96.11万座,随着桥梁建设规模越来越大,对其结构安全监测需求也日益增长。
传统的桥梁挠度监测方法在实践中存在一些问题,例如传感器数量有限、安装位置受限、不便于远程监测等。
毫米波雷达作为一种新型无线传感器,可以实现远距离、高分辨率、实时性的挠度监测,为桥梁结构安全保障提供了新的思路和技术手段。
本文首先介绍了毫米波雷达技术基本原理和特点,其次阐述了毫米波雷达在桥梁挠度监测中的应用场景和优势,接着详细分析了毫米波雷达挠度监测数据处理方法和算法,最后讨论了毫米波雷达在桥梁结构安全监测中应用前景和发展趋势。
关键词:毫米波雷达;桥梁挠度监测;数据处理;算法;应用前景一、引言桥梁作为重要的基础设施之一,承载着大量人和货物的运输任务。
随着经济发展和人口增加,桥梁建设规模和数量持续增大。
根据2021年交通运输行业数据显示,到2021年末,中国公路桥梁共有96.11万座、7380.21万延米,其中特大桥梁7417座、1347.87万延米,大桥13.45万座、3715.89万延米。
如何保障桥梁结构安全成为桥梁建设和运营中必须考虑的重要问题。
2021年3月交通运输部办公厅颁发了《公路长大桥梁结构健康监测系统建设实施方案》,提出工作目标2025年之前要在全国跨江跨河跨谷401座特大桥梁上安装结构健康监测系统。
挠度作为桥梁结构的重要参数之一,可以反映出桥梁结构的变形和承载能力,是桥梁结构安全评估和监测的重要依据。
传统的桥梁挠度监测方法主要采用连通管法、水准仪、GPS、图像式或光电式等,但这些传统方法存在传感器数量有限、安装位置受限、不便于远程监测、数据无法实时传输等问题。
因此,如何开发一种新型的挠度监测方法,以满足桥梁结构安全监测的需求,成为了一个重要的研究方向。
毫米波雷达技术作为一种新型无线传感器技术,测试精度和采样频率较高,可以实现远距离、高分辨率、实时挠度监测,不仅能够测试桥梁静挠度和动挠度,还能实现多点同时采集,桥下无需搭设支架,不影响正常交通,受环境影响小,能实现长期监测,为桥梁结构安全保障提供了新的思路和技术手段。
《毫米波大规模MIMO系统中信道估计研究》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展,毫米波大规模MIMO (Multiple Input Multiple Output)系统因其高带宽、高数据传输速率和良好的频谱效率等优势,在5G及未来通信网络中扮演着重要角色。
然而,在毫米波大规模MIMO系统中,由于信号传播的复杂性以及高频段的特性,信道估计成为了一个重要的研究课题。
本文旨在研究毫米波大规模MIMO系统中的信道估计技术,为提高系统性能和可靠性提供理论支持。
二、毫米波大规模MIMO系统概述毫米波大规模MIMO系统利用毫米波频段的信号进行数据传输,通过在基站和移动设备上部署大量天线来实现多输入多输出的效果。
这种系统具有高带宽、高数据传输速率和良好的频谱效率等优点,可满足未来无线通信的高需求。
然而,由于毫米波信号的传播特性以及大规模MIMO系统的复杂性,信道估计成为了关键的技术挑战。
三、信道估计的重要性信道估计是毫米波大规模MIMO系统中的重要环节,它直接影响着系统的性能和可靠性。
信道估计的主要任务是通过接收到的信号估计出信道的特性,如信道冲激响应、多径传播等。
准确的信道估计有助于提高系统的频谱效率和数据传输速率,降低误码率,从而提高系统的整体性能。
四、信道估计技术研究针对毫米波大规模MIMO系统的信道估计,本文提出以下几种技术:1. 基于压缩感知的信道估计:压缩感知是一种有效的信号处理技术,可以在低信噪比环境下实现准确的信道估计。
通过利用毫米波信道的稀疏特性,将信道估计问题转化为稀疏信号恢复问题,从而提高信道估计的准确性。
2. 联合估计与均衡技术:在毫米波大规模MIMO系统中,由于多径传播和信号干扰等因素的影响,单纯的信道估计可能无法满足系统的需求。
因此,本文提出了一种联合估计与均衡技术,通过同时进行信道估计和信号均衡,提高系统的性能和可靠性。
3. 深度学习在信道估计中的应用:深度学习在无线通信领域具有广泛的应用前景。
毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望引言:随着气候变化和全球环境问题的日益严峻,对天气预报和气象观测精度的要求也越来越高。
毫米波测云雷达作为一种先进的大气观测工具,以其独特的特点在大气科学研究和天气预报中发挥了重要作用。
本文将详细介绍毫米波测云雷达的工作原理、特点以及目前的研究现状,并展望未来的发展趋势。
一、毫米波测云雷达的工作原理毫米波测云雷达是通过发射毫米波信号,利用回波信号来获取云层信息的一种雷达系统。
其工作原理主要包括发射、接收和信号处理三个过程。
在发射过程中,雷达发射出的毫米波信号穿过大气层,与云粒子相互作用后被散射。
散射回波信号中包含了云粒子的信息。
在接收过程中,雷达接收到回波信号后,通过探测器接收并转换成电信号。
在信号处理过程中,雷达对接收到的电信号进行放大、滤波和频谱分析等处理,得到反映云层特性的强度、速度和时延等参数。
二、毫米波测云雷达的特点1. 高分辨率:毫米波测云雷达工作在毫米波波段,波长相对较短,能够提供高分辩率的云层结构信息。
2. 多参数测量:毫米波测云雷达测量的是云层的散射回波信号,这些信号中包含了云粒子的多个参数,例如云滴和云颗粒的尺寸、分布、速度等。
3. 高时空分辨能力:毫米波测云雷达具有高时空分辨率的优势,能够提供准确的云层信息和动态变化。
4. 全天候工作能力:毫米波测云雷达利用的是电波信号,无论是白天还是夜晚,无论是晴天还是雨雪天气,都能进行观测。
5. 非侵入性观测:毫米波测云雷达可以通过远程探测的方式获取云层信息,无需飞机或气球等载具进入云层,具有较好的实用性和经济性。
三、毫米波测云雷达的研究现状目前,毫米波测云雷达的研究主要集中在以下几个方面:1. 技术改进:针对毫米波测云雷达在分辨率、探测能力和噪声等方面的局限,研究人员致力于改进雷达系统的硬件和软件,提高测量精度和可靠性。
2. 数据处理与算法:毫米波测云雷达所获得的回波信号需要经过复杂的信号处理和算法处理才能得到有效的云层信息。
3mm 毫米波
3mm波段是指毫米波频谱中的一个特定频段,其波长在毫米级别,对应频率大约在100至300 GHz范围内。
具体来说,3mm波段的波长约为3毫米。
毫米波是电磁谱中的一个区域,介于微波和红外线之间,其频率范围通常从30 GHz到300 GHz。
毫米波的应用涵盖了通信、雷达、成像、天文观测和一些科学研究领域。
在通信领域,3mm波段通常被用于无线通信系统中的毫米波通信。
由于其较高的频率,毫米波通信可以提供更大的数据传输速率,但相对于低频段,其传输距离受到大气吸收和穿透能力较差的限制。
因此,3mm波通信通常用于短距离通信和高速数据传输的场景,例如室内无线网络、无线局域网(Wi-Fi)等。
在雷达和成像领域,3mm波段的毫米波被用于高分辨率雷达系统和成像设备,例如安全扫描仪、医学成像设备等。
在天文学中,3mm 波段也用于射电天文学研究,用于观测恒星、星际物质等。
总体而言,3mm波段的应用具有广泛的领域,涉及通信、雷达、成像、天文观测等多个领域,其特性和优势在特定应用场景中得到充分发挥。
毫米波频段导言随着无线通信技术的快速发展,毫米波频段成为了近几年来备受关注的研究领域之一。
毫米波频段是指频率范围在30 GHz到300 GHz之间的电磁波。
与传统的通信频段相比,毫米波频段具有更高的频率和更大的带宽,能够提供更快的数据传输速率和更可靠的通信连接。
本文将介绍毫米波频段的基本概念、应用场景以及存在的挑战和解决方案。
一、基本概念1. 频段划分毫米波频段按照频率的不同可以分为几个子频段,包括低频毫米波、中频毫米波和高频毫米波。
低频毫米波频段的频率范围在30 GHz到60 GHz之间,中频毫米波频段的频率范围在60 GHz到100 GHz之间,而高频毫米波频段的频率范围在100 GHz到300 GHz之间。
不同的频段在传输性能、路径损耗和穿透能力上有所差异。
2. 特性和优势毫米波频段具有许多特点和优势。
首先,毫米波频段的带宽非常宽广,可以提供数Gbps以上的数据传输速率。
这个特点使得毫米波频段在高速移动通信和大容量数据传输方面有着独特的优势。
其次,毫米波频段的波长非常短,可以实现更小尺寸的天线和更高的天线收发效率,这对于无线通信设备的设计和部署非常重要。
再次,毫米波频段的穿透能力较弱,可以提供更好的安全性和隐私保护,避免了无线信号被窃听和干扰的问题。
二、应用场景1. 5G通信毫米波频段是5G通信的重要组成部分。
由于其高传输速率和大容量的特点,毫米波频段可以满足诸如高清视频、虚拟现实、物联网等大数据应用的需求。
目前,许多国家和地区都在积极推动毫米波频段的研究和发展,并投入大量的资源用于5G网络的部署。
2. 雷达系统毫米波频段在雷达系统中有着广泛的应用。
与传统的S波段雷达相比,毫米波雷达具有更高的分辨率和更精确的距离测量能力。
因此,毫米波雷达可以广泛应用于航空导航、交通监控、安防监控等领域。
3. 毫米波通信除了5G通信和雷达系统,毫米波频段还可以用于无线通信领域的其他应用。
例如,毫米波通信可以用于园区内的短距离传输,如室内通信、无线局域网等。
毫米波技术的国内外发展现状与趋势【主要整理与翻译自“mm-Wave Silicon Technology, 60GHz and Beyond, Ali M. Niknejad, Hossein Hashemi, Springer 2008”,以及部分网络资料,如有侵权请勿怪!】随着千兆比特流(Gb/s)点对点链接通信、大容量的无线局域网(WLAN)、短距离高速无线个人局域网(WPAN)和车载雷达等高速率宽频带通信应用的市场需求不断扩大,设计实现具有高集成度、高性能、低功耗和低成本的毫米波单片集成电路(MMIC)迫在眉睫。
毫米波可以广泛应用于军事雷达系统、射电天文学和太空以及短距离无线高速传输等领域。
采用GaAs 或InP基的毫米波频段的MMIC已经应用于军事上的雷达和卫星通信中。
由于GaAs和InP材料具有较高的电子迁移率和电阻率,因此电路可以获得较好的RF性能,但成本较高。
由于受到成本和产量的限制,毫米波产品还没有真正实现商业化。
作为成熟的工艺,Si基CMOS具有低成本、低功耗以及能与基带IC 模块的工艺相兼容等优点,但是与GaAs相比,其在高频性能和噪声性能方面并不具备优势。
然而,随着深亚微米和纳米工艺的日趋成熟,设计实现毫米波CMOS集成电路已经成为可能。
近年来,美、日、韩等国相继开放了无需授权使用的毫米波频段(北美和韩国57-64GHz,欧洲和日本59-66GHz),从而进一步刺激了对毫米波CMOS技术的研究。
可以预期,在今后几年里,毫米波CMOS 技术将会突飞猛进,成为设计毫米波MMIC的另一种有效的选择。
硅基毫米波的研究起始于2000年左右,同年Berkeley的无线研究中心专门设立了60GHz项目,但是当时很少有人认为硅技术能够应用于60GHz频段。
而时至今日,毫米波的研究已经从一项模糊的课题演变至今日的研究热点,引起了工业界与风险投资商的浓厚兴趣。
目前,该项研究已经拓展到了商业领域,NEC、三星、松下和LG等消费类电子厂商共同成立了WirelessHD联盟来推动60GHz技术在无压缩高清视频传输中的应用,并于2007年制定了相关协议白皮书。
毫米波:为人类健康注入新的活力作者:暂无来源:《健康之友》 2020年第2期文/百全毫米波医学推广中心提供/本文摘自图书《健康新发现》人体细胞的生存状态决定着人体的健康和寿命状况,要提高人类的健康水平,延长人类的平均寿命,就必须从研究激发细胞的活力开始。
毫米波技术在医疗上的应用,使渴望健康和长寿的人们如同拨天见日,真正看到了前面的光明和希望。
毫米波是指自由空间波长在1毫米至10毫米的电磁波,它处于微波波段的高端,具有独特的物理特性,与生物体相互作用能产生特殊的生物学效应,毫米波技术作为电子学中的一个重要技术领域,近半个世纪以来,在理论和应用上都取得了巨大成就。
用途涉及到远程警戒雷达、制导雷达气象雷达通情、卫星遥感等多种领域,地位十分重要。
毫米波技术在医学上的应用,理论方面源自1968年英国物理学家弗洛理赫的相干振荡理论及其重大发现。
简单的说:“就是在毫米波段内所产生的振荡频率与人体的大分子细胞振荡频率相一致,两者相互作用时由谐振引发的生物学效应使细胞的活跃度及质量明显提高,可以激发人体自身免疫系统的活力,使之有效抵御和抑制体内病毒生长。
”前苏联科学家利用这一理论,于上个世纪的八十年代开发研制了第一台用于临床医疗的毫米波医用设备,得到俄罗斯政府的全力支持,仅在俄罗斯境内,先后已有1000多家中心医院使用,300多万人受益。
美国、英国、德国、加拿大、比利时、新加坡等国紧随其后,相继设立了高级别的毫米波实验室。
随着研究工作的不断深入,毫米波技术在医疗上的独特功能,作用特点,以及难以想象的待开发潜力,越来越激起广大研究人员的极大兴趣,受到政府和相关各界的共同关注,由此推进了这项技术研究超乎寻常的快速发展,许多专家预言,毫米波技术在医学领域的应用推广,将引发世界医学事业的革命,推进人类健康学、生命学的重新定位,甚至对世界政治经济的发展,都将产生巨大而深远的影响。
毫米波医疗应用技术的研究方向不仅治标且治本;毫米波医疗技术解决的问题不是“头痛医头脚痛医脚,”而是全面改善人体功能,提高机体的健康水平。
人体皮肤对毫米波的反射率人体皮肤对毫米波的反射率在科技不断进步的今天,我们对射频辐射的关注越来越多。
射频辐射是指电磁波在高频范围内的传播,其中包含了毫米波。
毫米波是一种波长为1毫米到10毫米的电磁波,可以广泛用于通信、雷达等领域。
然而,对于人体而言,毫米波的影响引起了广泛的关注。
人体皮肤对毫米波的反射率是一个重要的指标,它描述了毫米波在人体皮肤上反射的程度。
在人体与毫米波的相互作用中,皮肤起到了一个重要的屏障作用。
毫米波穿透不了人体皮肤,而是被反射掉,减小了对内部组织的影响。
人体皮肤对毫米波的反射率成为了评估毫米波对人体健康影响的重要参数。
研究表明,人体皮肤对毫米波的反射率随着波长的增加而增加。
这意味着较长波长的毫米波在人体皮肤上的反射率相对较高。
而对于较短波长的毫米波,其反射率则相对较低。
这种波长与反射率之间的关系对于我们理解毫米波的穿透能力和对人体的影响至关重要。
除了波长的影响外,人体皮肤对毫米波的反射率还受到其他因素的影响,如皮肤的含水量和角质层的厚度等。
高含水量的皮肤对毫米波的反射率更高,而较厚的角质层则减少了毫米波的反射。
这些因素的变化会导致人体皮肤对毫米波的反射率出现差异,从而可能对毫米波对人体的影响产生重要影响。
值得注意的是,尽管人体皮肤对毫米波的反射率较高,但仍存在一定程度的能量吸收。
这意味着即使毫米波被反射出去,仍然有一部分能量会被皮肤吸收。
然而,由于毫米波的频率较高,其能量较低,因此对人体的热影响相对较小。
目前的研究表明,在合理范围内使用毫米波,对人体健康影响较小。
总结起来,人体皮肤对毫米波的反射率取决于波长、皮肤的含水量和角质层的厚度等因素。
毫米波的短波长相对较低的反射率,而较长波长则有较高的反射率。
尽管反射率较高,但仍有部分能量被皮肤吸收。
然而,目前的研究表明,合理范围内使用毫米波不会对人体健康产生明显的负面影响。
在未来的科技发展中,我们需要继续深入研究人体皮肤对毫米波的反射率以及其他与毫米波相互作用的因素。