一、5G毫米波设备行业概况
5G毫米波技术是5G应用中一项重要的基础技术,毫米波指的是一种特殊电磁波,波长为1毫米到10毫米,波动频率为30GHz-300GHz。相对于6GHz以下的频段,毫米波具有大带宽、低空口时延和灵活弹性空口配置等独特优势,可满足未来无线通信对系统容量、传输速率和差异化应用等方面的需求。从频率范围来看,毫米波是指30 GHz到300 GHz之间的电磁波。毫米波是5G的重要组成部分,5G标准同时定义了Sub-6 GHz(6 GHz以下频段)和毫米波的设计。
毫米波指波长为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。2020年6月15日,中国工程院院士刘韵洁表示,南京网络通讯与安全紫金山实验室已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片。
二、5G毫米波设备行业发展现状分析
全球超过150家运营商正在投资毫米波技术:意大利、日本、新加坡和美国已经部署毫米波商用网络,中国也于2020年启动了毫米波技术部署的相关准备和测试工作。
毫米波的引入带来了技术上的巨大突破。5G以前,在3GPP的国际标准中从来都没有使用过毫米波。从世界范围看,Sub-6频谱资源在大部分国家都非常紧缺,包括中国。因此,各国把目光投向更高频的频谱。通信资源就像管道送水一样,管道越粗,流量越大。在Sub-6频段只能用到100-200MHz的带宽,但毫米波频段可以用到800MHz的带宽,等于获得8倍以上的速度增强。
毫米波技术已经在医疗领域进行了实践,在内分泌科、骨科、泌尿科、疼痛科都有应用。通过研究发现,人体的每个健康细胞都有一定的振荡频率,而不健康的细胞包括癌细胞,则会呈现出其他的振荡频率,通过毫米波技术,可以使细胞的振荡频率趋于正常,从而达到治疗疾病的目的。
根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国5G毫米波设备行业现状分析与发展预测报告》显示:
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。毫米波通信应用于军事上是非常必要和有重大意义的, 是很有发展前途的通信手段,具有波束窄、数据率高、电波隐蔽、保密和抗干扰性能好、开设迅速、使用方便灵活以及全天候工作的特点。