工业园区信息化毫米波通信设计

方向性99．9%的波束集中在4．7度范围内，此无线频率适合点对点的无线通信对高方向性天线的要求。发射功率可以满足高速无线数据通信(大于1 Gbps)的需求。元器件尺寸因此毫米波系统更容易小型化和集成化。不适合长距离通信由于60GHz的无线频点处于大气传播中的衰减峰值，频段不适合长距离通信(大于2km)，故可以全部分配给短距离通信(60GHz微波传输对室内更小的距离小于50m)，其减(15dB/km)可以忽略，在以60GHz为中心的8GHz范围内，衰减也不超过10dB/km。因此，无线本地通信有8GHz的带宽可用。对短距离通信来说，60GHz的频段相当有有吸引力。大气激光和红外对沙尘和烟雾的穿透力很差，而毫米波在这点上具有明显优势。工业园区信息化毫米波通信设计

频谱资源60GHz频段大部分都还没有被使用无线低频段大部分已被占用，大量的低频无线电的频谱空间在被分配给了无线本地通信的应用。例如2．4GHz的无线低频频段就挤满了802．1lbg、蓝牙、微波和其他应用。近年来，各国**都在60GHz频率附近划分了连续的免执照即可使用的频谱资源。比如，美国将免许可的频率范围划分为7GHz（57GHz-64GHz），日本也将其划分为7GHz（59.4GHz-62.9GHz），而欧洲更是高达9GHz（57GHz-66GHz）。反观主要使用的无线通信技术，比如超宽带技术的有效带宽为1.5GHz，802.11n技术的有效带宽约为660MHz，都要远远小于60GHz毫米波无线通信技术能使用的带宽。苏州附近毫米波通信质量实际上早在20世纪70年代初，就已经开始了毫米波卫星通信的实验研究。

设备小型化与集成化毫米波元器件尺寸远小于微波设备，例如高通QTM535毫米波天线模组在有限尺寸内集成了天线、射频前端和收发器。这种特性使其易于部署，并支持大规模MIMO技术，增强信号定向覆盖能力。二、应用场景：从5G到工业4.0的***渗透5G毫米波：高速率与低时延的典范大型场馆与商业中心：满足高密度人群的超高流量需求，如体育赛事、音乐会的4K/8K直播。工业互联网：实现工厂内设备的高精度互联，实时传输生产数据与监控信息，支持远程控制与故障预测。

毫米波卫星通信由于丰富的频率资源，在卫星通信中毫米波通信得到了迅速发展。例如，在星际通信时一般使用5mm（60GHz）波段，因为在此频率处大气损耗极大，地面无法对星际通信内容进行侦听。而在星际由于大气极为稀薄，不会造成信号的衰落。美国的“战术、战略和中继卫星系统”就是一个例子。该系统由五颗卫星组成，上行频率为44GHz，下行频率为20GHz，带宽为2GHz，星际通信频率为60GHz。 [4]与其他通信方式相比，卫星通信的主要优点是：a）通信距离远，建站成本与通信距离无关。b）以广播方式工作，便于实现多址连接。由于波长较短，毫米波能够实现更小的天线尺寸，这使得设备更加便携和易于集成。

而60GHz毫米波无线通信技术因为有足够的带宽资源，无需使用复杂技术就可以在较低的信噪比条件下达到吉比特的传输速率，性能是其他无线传输技术的数十倍。抗干扰性强60GHz无线信号的方向性很强，使得几个不同方向的60GHz通信信号之间的互干扰非常小，几乎可以忽略不计。使用该频段进行无线通信的技术很少，而主要使用的无线通信技术的载频基本都远远小于60GHz，因此，通信系统之间的干扰也很小，同样可以忽略不计。高安全性传输路径的自由空间损耗在60GHz附近频率时约为15dB/km，并且。墙壁等障碍物对毫米波的衰减很大。这使得60GHz无线通信在短距离通信的安全性能和抗干扰性能上存在得天独厚的优势，有利于近距离小范围组网。高频率使得毫米波能够实现更高的调制速率，从而提高数据传输速率。苏州附近毫米波通信质量

毫米波被广泛应用于卫星通信中，以实现高带宽的数据传输。工业园区信息化毫米波通信设计

优点：1）极宽的带宽。通常认为毫米波频率范围为26.5～300GHz，带宽高达273.5GHz。超过从直流到微波全部带宽的10倍。即使考虑大气吸收，在大气中传播时只能使用四个主要窗口，但这四个窗口的总带宽也可达135GHz，为微波以下各波段带宽之和的5倍。这在频率资源紧张的***无疑极具吸引力。2）波束窄。在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多。例如一个 12cm的天线，在9.4GHz时波束宽度为18度，而94GHz时波束宽度*1.8度。因此可以分辨相距更近的小目标或者更为清晰地观察目标的细节。工业园区信息化毫米波通信设计

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