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毫米波有什么特点?毫米波与智能家居存在什么关系?

2022-04-14 17:46:34    来源:互联网综合

今天,小编将在这篇文章中为大家带来毫米波的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对它具备清晰的认识,主要内容如下。

一、毫米波及其特点

毫米波频段没有太过精确的定义,通常将30~300GHz的频域(波长为1~10毫米)的电磁波称毫米波,它位于微波与远红外波相交叠的波长范围,因而兼有两种波谱的特点。毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展。

与光波相比,毫米波利用大气窗口(毫米波与亚毫米波在大气中传播时,由于气体分子谐振吸收所致的某些衰减为极小值的频率)传播时的衰减小,受自然光和热辐射源影响小。

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今天无疑极具吸引力。

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时波束宽度仅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。

3)与激光相比,毫米波的传播受气候的影响要小得多,可以认为具有全天候特性。

4)和微波相比,毫米波元器件的尺寸要小得多。因此毫米波系统更容易小型化。

缺点:

1)大气中传播衰减严重。

2)器件加工精度要求高。

二、毫米波与智能家居

在智能家居场景,毫米波的作用整体来说,就是一个:存在感知。当然,超声波和红外也可以做到,但不够精准。主要是因为,这两种技术的干扰因素太多。

在烟雾、温度、强光的抗干扰性能上,只有毫米波完全胜任。在被探测物体的识别上,毫米波也是远远领先的。除了一点,那就是如果物体材质偏软,毫米波由于具有穿透性,识别精度会受影响。

最为显著的差别在于,毫米波捕获的信息量大。超声波和红外线只能判断物体的存在和距离,但毫米波还可以判断物体的速度、运动方向。这里要补充一点:红外线是无法判断静止物体的,它只能识别动态物体。

我们顺便讲下毫米波感知的原理。它主要依靠三方面的算法来捕获物体信息:一是TOF飞行时间,这个很好理解,用来判断距离的;二是根据多普勒效应,通过回波的频率变化来判断相对速度;三是测量方位角,可以通过两个并列天线的回波相位差,来得出方位信息。

在智能家居场景中,毫米波的运用简单来说能实现三大功能:一是人体的存在与否,判断房间里有没有人;二是人体的运动信息,速度和方位;三是人体的姿态,是坐着还是站着还是躺着。

这对于以人为本的智能家居,应该是画龙点睛之笔。而且,应用场景非常丰富。随便举个例子:通过人体姿态的判断,可以在用户从站立到躺下后,关闭客厅的灯光。又或者,从躺下到站立,自动开启卧室的灯光等。

其实,毫米波的潜力远不止于此。由于波长短,这意味它的精度很高。比如频率为60或77GHz的毫米波雷达(对应波长在4毫米范围内),就能够检测出短至小于1mm的移动。因为,毫米波雷达可以精确判断人体的微动,来推测人的动作状态,甚至心理状态。

我们再进一步科普下:毫米波其实还可以测量人的呼吸、心跳和体温等生命特征。由此来判断用户的睡眠质量和健康状况。对于家中有小孩、老人或者慢性病人的场景,非常实用。至于是如何测量生命体征的,原理比较复杂,我们暂不赘述。

以上便是小编此次想要和大家共同分享的内容,如果你对本文内容感到满意,不妨持续关注我们网站哟。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

关键词: 波束宽度 多普勒效应

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