毫米波（millimeter wave ）通常是指波長為1～10毫米（頻率30～300GHz）的電磁波。在某些情況下也將20GHz以上的頻率包括在毫米波內(nèi)。頻率為300~3000GHz范圍的電磁波稱為亞毫米波（λ=1mm~100μm）。毫米波的理論和技術分別是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發(fā)展。在很長的一段時間內(nèi)，毫米波（大于40GHz頻段）主要用于軍事領域，包括各種雷達,衛(wèi)星通信等，民用應用也只限于微波點對點的應用中。由于工作在毫米波頻段的同軸電纜和連接器等器件的設計開發(fā)難度比較大，很多公司的產(chǎn)品目前使用的連接方式還是以波導為主。目前毫米波在工業(yè)和消費類領域的應用也越來越多。

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毫米波頻譜頻段

2016年7月14日，全體委員一致投票贊成開放近11GHz高頻頻譜用于靈活、移動和固定無線寬帶的規(guī)則，其中包括3.85GHz需許可的頻譜和7GHz免許可頻譜。這些規(guī)則還在28GHz (27.5-28.35GHz)、37GHz (37-38.6GHz)和39GHz (38.6-40GHz)頻段，以及一個新的免許可頻段64-71GHz推出一項新的超高微波靈活應用（Upper Microwave Flexible Use）服務。

在毫米波頻段中，28GHz、39GHz和73GHz頻段是最有希望使用在5G的三個頻段。

這三種頻帶之所以能脫穎而出，有以下原因：

這三種頻率不像60GHz必須承受約20dB/km的氧氣吸收損耗，其氧氣吸收率遠低于此數(shù)值(如圖所示)，因此較適合長距離通訊，同時也能在多路徑環(huán)境中順利運作，并且能用于非可視距離(NLoS)通訊。透過高定向天線搭配波束成形與波束追蹤功能，毫米波便能提供穩(wěn)定且高度安全的連結(jié)。

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未來幾年預期會有更多關于73GHz的研究。該頻率不同于28GHz和39GHz的一個重要特性是可用的連續(xù)帶寬很高（大于2GHz），這是目前提出的最寬的頻譜。通過比較，28GHz提供了850MHz的帶寬，在美國，39GHz附近的兩個頻帶提供了1.6GHz和1.4GHz帶寬。我們前面說過，更高的帶寬意味著更高的數(shù)據(jù)吞吐量，這使得73GHz在這一方面比其他頻率更有優(yōu)勢。39GHz頻帶正在研究當中，但尚未得到公眾的大量支持和關注。但是，該頻段具有的部分特性使其可能成為一個折中的選擇來獲得廣泛應用。FCC提議將39GHz作為可能的移動頻率。Verizon公司在專注于2017年的28GHz首次現(xiàn)場試驗的同時，已經(jīng)通過其與XO CommunicaTIons的業(yè)務關系開始研究39GHz，XO CommunicaTIons已經(jīng)擁有39GHz的實質(zhì)許可證。但是，公眾對28GHz和73GHz的支持和研究顯然比對其它頻率的更為明顯。汽車雷達和車聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)將會使用毫米波的頻段。

汽車雷達

自動駕駛技術實現(xiàn)的前提條件是汽車要能感知并且規(guī)避障礙物。因此汽車就需要一系列的雷達來探測和感知汽車周圍的環(huán)境。為了提高雷達的分辨率，目前主要使用的頻率是24GHz，77GHz和79GHz的毫米波頻率。

60GHz Wi-Fi (WiGig) — 隨著對高速傳輸速率需求的增加，在原有IEEE 的 802.11ac 無線局域網(wǎng) (LAN)的基礎上，發(fā)展了802.11ad的標準。802.11ad的頻率范圍定義為58到64 GHz，該頻段是無需授權(quán)的頻段。最近，該頻段的頻率范圍擴展到了71GHz (FCC 第15部分)。802.11ad主要用于高速無線多媒體傳輸?shù)膽茫ㄎ磯嚎s的高清晰度電視和實時的音樂和圖片傳輸。點對點微波回傳— 電信的數(shù)據(jù)傳輸應用中，一般使用光纖和微波兩種方式。光纖的優(yōu)勢是數(shù)據(jù)傳輸速率高，但是缺點是部署麻煩。微波的優(yōu)點是容易部署，適合基站回傳的應用，被大量的使用。尤其是隨著各種小基站，如picocells(微微基站), microcells(微基站) 和 metrocells(地下基站)的大量部署，微波回傳也在被大量的使用。傳統(tǒng)的微波回傳頻段是6, 11, 18, 23 和 38GHz。最新的60GHz微波回傳頻段是非授權(quán)頻段，具有使用成本低的優(yōu)勢，但是缺點是60GHz頻段受氧氣分子吸收的影響，衰減比較大。目前微波回傳使用的是80GHz的頻段，常用的頻段是E-BAND頻段，頻率范圍覆蓋71到76 GHz, 81 到 86 GHz 和 92 到 95 GHz。安全和防務—雷達和衛(wèi)星通信是毫米波在軍工方面的主要應用。毫米波最近在安全領域也逐漸開始得到應用。利用毫米波特性開發(fā)的成像技術,可以使用非接觸的方式探測金屬和非金屬,用于探測武器或者爆炸物。如果您近期會乘坐美有些國的航班的話，您有可能在美國的機場看到并使用這些毫米波成像設備。

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隨著世界標準化機構(gòu)著手定義下一代無線網(wǎng)絡，5G的愿景正在迫使研究人員改變他們的思考方式。增加4G網(wǎng)絡的頻譜效率并不足以提供三個高級5G用例所需的數(shù)據(jù)速率、延遲和容量。增強型移動寬帶(eMBB)用例由IMT-2020定義，該用例設想了一個超過10Gbps的峰值數(shù)據(jù)速率，是4G網(wǎng)絡的100倍。經(jīng)實踐證明，數(shù)據(jù)速率與可用頻譜直接相關，而根據(jù)香農(nóng)定理，容量是帶寬（即頻譜）和信道噪聲的函數(shù)。低于6GHz的頻譜已經(jīng)分配殆盡，而6GHz以上的頻譜，特別是毫米波頻率已經(jīng)成為一個非常有前景的替代方案來實現(xiàn)eMBB用例。

5G毫米波的車聯(lián)

從2010年車聯(lián)網(wǎng)第一次在中國提出，到現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)+大背景下的智能車、網(wǎng)聯(lián)車、互聯(lián)網(wǎng)汽車、自動駕駛等各種概念被炒得沸沸揚揚。從小型科技公司到各大汽車廠商、互聯(lián)網(wǎng)巨頭，無不揚言于此，進而紛紛布局，車聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵也因此被無限擴展。

車聯(lián)網(wǎng)涉及汽車制造、汽車服務、通信與物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件與互聯(lián)網(wǎng)等多個產(chǎn)業(yè)，宛若一塊巨大的“蛋糕”。以上所述這些事件盤點僅僅是車聯(lián)網(wǎng)前端產(chǎn)業(yè)的冰山一角。還有很多公司正以幾何級的增長速度蓬勃發(fā)展。

從目前的技術發(fā)展看，未來車聯(lián)網(wǎng)或許會在下一個10年內(nèi)普及，他們會在未來10-20年中收益，未來車聯(lián)網(wǎng)爭奪戰(zhàn)究竟誰會是最終勝利者，我們拭目以待。汽車行業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)必將迎來一場全面的變革!總體來說，車聯(lián)網(wǎng)未來越來越走向“基礎化和智能化”并成為汽車核心系統(tǒng)的重要一部分，就像20年前計算機聯(lián)網(wǎng)一樣，是一個不可避免的趨勢。逐步成熟的“4G/5G”、“云計算”、“大數(shù)據(jù)”、“人工智能”、“新能源”會讓車聯(lián)網(wǎng)的價值進一步擴大，成本進一步降低，在這中間受益最大的莫過于是車廠自身，而與其對應的商業(yè)模式，一定是“對用戶免費

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物聯(lián)網(wǎng)是Web3.0時代的變革力量是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，充分利用智能嵌入技術、無線數(shù)據(jù)通信技術、無線射頻識別技術(RFID)、遙感技術、微納技術，構(gòu)建智能網(wǎng)絡，由過去僅能在網(wǎng)上進行人與人的溝通發(fā)展至能夠進行人與物、物與物的互動。通過給鐵路、電器等嵌入芯片，這些物品能夠自動進行感應、識別，人類也可以遠程控制物品，整個地球都變得智慧起來。事實上，這個”Interact of Things”的概念并不是最近才提出的，早在1999年已經(jīng)有相應的說法。只是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的時代似乎正在到來。正如其字面的意思，它是由Internet發(fā)展而來的，是繼個人計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后。IT產(chǎn)業(yè)的第三次變革。IBM前首席執(zhí)行官郭士納曾提出“十五年周期定律”，即“計算模式每隔15年發(fā)生一次變革”，這同英特爾創(chuàng)辦者摩爾發(fā)現(xiàn)的摩爾定律一樣準確：1965年前后發(fā)生的變革以大型機為標志，1980年前后的變革以個人計算機的普及為標志，而1995年前后的變革則以互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為標志，也許到2010年將會發(fā)生物聯(lián)網(wǎng)的變革。既然美國政府的”信息高速公路”戰(zhàn)略能夠催熟互聯(lián)網(wǎng)，那么可以預見，如今在全球金融危機下提出的”智慧地球”戰(zhàn)略也將能夠推動物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)合作跨越國界，運營商欲用5G轉(zhuǎn)型

國內(nèi)三大電信運營商開始提速物聯(lián)網(wǎng)布局，跨領域、跨國度的合作近日頻頻上演，電信搭檔華為與ofo、聯(lián)通牽手德國電信、移動結(jié)盟AT&T……運營商作為基礎網(wǎng)絡的擁有者，儲備著大量企業(yè)客戶，最有望成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的主導者。盡管如此，運營商物聯(lián)網(wǎng)之路仍充滿挑戰(zhàn)。未來，運營商發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的關鍵在于如何借力5G。哪些毫米波頻率會被采用呢？

5G車聯(lián)物聯(lián)的測試：射頻測試站通常由測試儀表、屏蔽箱、測試軟件等幾部分構(gòu)成，通常又可分為校準測試、綜合測試、天線測試等等幾類。

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由于產(chǎn)能的要求，通常射頻測試工藝由多個相同的測試站并行運行。某個或某些測試工位的通過率偏低；產(chǎn)出降低就會導致產(chǎn)線瓶頸、生產(chǎn)成本劇增，而究其原因，大致可分為：產(chǎn)品設計或物料原因、測試的問題（誤測問題）、射頻干擾等環(huán)境因素、測試的不確定問題。

運營商物聯(lián)網(wǎng)之路萬物互聯(lián)時代，要確立物聯(lián)網(wǎng)競爭優(yōu)勢，運營商需要思考如何借力5G。業(yè)內(nèi)普遍認為，5G網(wǎng)絡一旦商用，將有望撬動規(guī)模達萬億元的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。相比4G網(wǎng)絡，5G的優(yōu)勢不僅在于上網(wǎng)速度與流量密度上，還能滲透到物聯(lián)網(wǎng)中，實現(xiàn)智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動化、醫(yī)療儀器、無人駕駛、家用電器和手持通訊終端的深度融合。可以說，5G是實現(xiàn)萬物互聯(lián)的基礎，更是運營商發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的關鍵。

毫米波應用的挑戰(zhàn)

基于毫米波的諸多優(yōu)點,可以開發(fā)很多的應用。然而，高頻率的信號傳輸,也不可避免的帶來高的傳輸損耗,低的測試重復性和外場測試困難等問題。射頻和微波信號傳播損耗vs.頻率(f)與距離(d)的關系見下面的公式在毫米波的頻率，受到大氣中，尤其是氧氣分子的影響。

圖中顯示大氣傳播衰減和頻率之間的關系。在60GHz的頻段，由于氧氣分子對電磁波吸收的加劇，會出現(xiàn)一個衰減的峰值。正因為60GHz傳輸衰減比較大，傳輸距離相對短，同頻干擾也相對少，因此政府將60GHz頻段規(guī)定為非授權(quán)的頻段。同時，衰減較大對測試也帶來了挑戰(zhàn)，測試儀表需要比較大的輸出功率或比較高的接收靈敏度來保證測試的精度。當頻率到70GHz的時候，同軸連接器內(nèi)導體的直徑只有0.5mm，該尺寸已經(jīng)接近車床機械加工能力的極限，連接器上任何的毛刺甚至灰塵都會影響連接器的在毫米波頻段的匹配性能。相對于低頻連接器，在使用高頻連接器的時候，要務必小心，以免損壞。并且建議在每次使用之前，使用放大鏡檢查和進行清潔，并且使用力矩扳手進行連接。