Page 56 - MWJC_SepOct2017_eMag
P. 56
TechnicalFeature 技术特写
汽车
汽车雷达 雷达
图12. 美国三大毫米波应用的可用频段。
道探测器由AT&T设计，并使用基于NI Chromecast的数据流传输、传输大量媒 安全应用
28GHz收发器系统的架构（图10）。该 体文件，如4K素材或原始图像以及某些 毫米波可用于各种安全功能，包括
信道探测器可捕获信道测量数据，实时 游戏应用。这种功能已出现在笔记本电 无线围栏、入侵者传感器和全身安全扫
采集和处理所有数据，测量速度约为15 脑中，但尚未进入智能手机。 描仪。在过去十年中，毫米波扫描仪逐
分钟6000次。 8 802.11ay是802.11ad的扩展，基于 渐取代了美国机场的金属探测器。这些扫
毫米波频率下的小型天线可提高 信道绑定和MU-MIMO，正在开发中， 描仪能够检测身体上的金属和非金属物
相控阵列和MIMO系统使用多个天线的 预计将在今年年底前完成。预计这一标 体，并且由于其低功率运行，可安全地进
效率。MIMO允许通信系统通过空间复 准将传输速率从802.11ad的7Gbps提高 行扫描。毫米波安全标准基于功率密度，
2
用和波束赋形技术来更高效地利用频 到30到40Gbps，而且传输距离从10米扩 以mW/m 表示。毫米波扫描的功率密度在
2
9
谱。通过空间复用，基站可使用多个发 展到最长达300米。802.11ay将使用57 0.00001到0.0006mW/cm 之间。 这样的扫
射天线，使用相同的频谱同时向多个用 至70GHz的频率，并将四个802.11ad通 描功率比手机允许的扫描功率低几千倍。
户发送不同的信息流。现在5G研究人 道连接在一起，最大带宽为8.64GHz。 与X射线扫描仪不同，毫米波扫描的非电
员正在研究如何大量增加在移动通信 802.11ay可能会取代办公室或家庭中的 离辐射不会损伤细胞，因而也就不会导致
系统中使用的空间流数量。最终，5M 以太网和其它电缆，还可能为服务提供 癌症。毫米波扫描仪工作在24到30GHz之
（mmWave massive mimo，毫米波大规 商提供外部回程连接。此时可实现的实 间，扫描人体时使用多个天线阵列发送
模MIMO）有望实现5G系统的最高性 际速度限制将转移到基础设施和互联网 和接收高频无线电波。原始数据转换为
能。与以前的全向辐射相比，混合波束 服务提供商处，它们将更难以跟上新 全息图，通过算法检查可疑物体。然后
赋形和MIMO系统将使用定向波束配置 Wi-Fi标准的步伐。显而易见的是，毫米 将全息图渲染成3D图形进行检查。整个
来显著提升速度。 波在将来需要传输大量数据的Wi-Fi系统 过程只需要6到8秒。出于隐私的原因，
24到86GHz之间的若干个不同频段 中必将发挥重要作用。图12显示了所讨 所使用的算法将3D图像转换为人体的一
被考虑用在5G应用中，目前28和39GHz 论的三个主要毫米波应用的频带。 般轮廓显示在计算机屏幕上。目前，美
两个频段已经被用于开发FWA。最终获 国和欧洲的数百个地方正在使用毫米波
批的移动频段将在2019年11月的国际电 扫描仪。图13显示了一个常用的毫米波
联WRC19会议上确定。图11显示了世界 扫描仪，出自L-3公司。
不同地区供5G使用的各种频段。 去年，罗德与斯瓦茨推出了一款在
70至80GHz频率范围内工作的毫米波安
快速Wi-Fi 全扫描仪，可自动检测身体或衣服上携
无线互联网大约20年前开始得以应 带的潜在危险物品。该扫描仪正部署到
用，使用的是2.4GHz频段。Wi-Fi标准迄 欧洲的许多机场，用于机场安全检查。
今为止仅限于2.4和5.8GHz；然而，随着 扫描仪传输功率约为0dBm，数据采集时
时间的推移，Wi-Fi性能已经从802.11a/ 间非常短，仅32毫秒，并使用完全电子
b/g/n/慢慢地演变到最新的802.11ac。这 扫描。
些标准使用最近发布的多路由器系统作
为网状网络，可以有效地覆盖面积较大 医疗应用
的家庭或建筑。这些链路可提供数百 毫米波在医疗应用领域具有广泛
Mbps的数据速率。该系列的下一个标准 的前景，包括呼吸和心率的持续无线监
802.11ax基于多用户MIMO，预计将提供 测。使用相干雷达系统，可以精确地测
超过Gbps的数据速率。 量人体中小幅移动相关的相移。这些微
另一方面，802.11ad是一种快速 多普勒特征可用于确定与呼吸、心跳和
通道Wi-Fi标准，在不需要许可的57至 身体其它微妙运动有关的生物特征信
64GHz频带上运行，独立于目前使用的 息。这种非接触式远程技术可以提供与
Wi-Fi标准。该标准使用最大2.16GHz 人的生理和医疗状况相关的信息。这有
的带宽，旨在支持高达7Gbps的数据 助于保持健康和及时发现许多健康问
速率。这个全新的毫米波频带带宽有 题，也可以使医院不必持续监测病人。
限，可以减少干扰。802.11ad覆盖范围 许多频率已经得到了应用，包括
约10米，最适合室内应用，例如：无 60、94和228GHz。在UC Davis使用的一
线对接站、从智能设备到智能电视或 图13. L-3公司的毫米波全身扫描仪。 个60GHz系统中，毫米波信号被引导到
54 Microwave Journal China 微波杂志 Sep/Oct 2017
