毫米波的穿透性以及ST60机械结构设计要求

只看该作者 · 2022-12-6 10:10

有人说，电磁波的频率越高，穿透力越弱，所以覆盖能力差。那么就有人问，X射线和γ射线频率高，不是用于医学摄片和金属设备探伤吗？到底频率和穿透能力之间是什么样的关系，今天这篇文章，我们就详细解释一下这个问题，进而把问题延展到ST60芯片的机械结构设计要求。

电磁波是电场和磁场的传播，波峰和波谷是电场的两个极值。

图1

当电磁波频率越高，则波长越短，波峰和波谷离得越近，介质某一点附近电场的差异就越大，相应电流就越大，所以损耗在介质里的能量就越多。所以，相同前提条件下，在有电阻率的导体中，频率越高的电磁波，衰减得就越快。我们家里使用的Wi-Fi，现在都有2.4GHz频段和5GHz频段。大家用过的话，应该都知道，5GHz信号的穿墙能力明显弱于2.4GHz信号。毫米波，也是一样的道理。相同条件下，毫米波信号穿透障碍物的衰减，明显会大于Sub-6GHz的信号。

只看该作者 · 2022-12-6 10:11

那么很多人会问，为什么高能射线例如X射线频率那么高，穿透力却很强呢？

这里面的原因很复杂。简单来说，对于这些频率极高的电磁波，经典的电动力学不能完全成立。
60GHz的毫米波穿透不同材质的能力如何呢？下面这张表格是毫米波在不同材质下的衰减。衰减最小的是塑料材质，一厘米衰减0.8dB。金属材质则完全不能穿透。对于木头，纸张，玻璃则有中等穿透能力，一厘米衰减大约5dB。

图2

只看该作者 · 2022-12-6 10:11

下面是用ST60模组SK202实测的60GHz毫米波穿透实验结果。天线距离统一设为文档上的典型值2cm。（SK202的详细介绍请参考易普生网站：点击>>）

图3

障碍物测试结果：

图4

只看该作者 · 2022-12-6 10:12

反复测试表明，60GHz毫米波在近距离内，可以穿透大部分薄一些的木材、塑料、布料、纸、陶瓷、玻璃等材质。但如果障碍物太厚，会影响信号稳定性。毫米波是电磁波的一种，无法穿透金属和导电性好的材料。
我们用ST60做产品开发的时候需要基于以上数据来做机械结构设计。如果是金属外壳，就要在金属外壳上开窗，把ST60的天线放在开窗位置，窗口可以用塑料材质覆盖。一般塑料材质的厚度在2mm左右。塑料外壳不要接触天线，因为这会影响天线辐射。一般塑料外壳离天线1mm左右。塑料外壳不要喷涂金属漆或者掺杂金属粉末，这会严重影响毫米波辐射。

只看该作者 · 2022-12-6 11:08

为啥塑料接触天线会影响信号啊

只看该作者 · 2022-12-6 13:21

MessageRing 发表于 2022-12-6 11:08
为啥塑料接触天线会影响信号啊

有可能塑料也具有传导性。

1万 · 2022-12-6 14:11

不是科班出身的乱写科普，害人不浅

只看该作者 · 2022-12-6 15:10

我感觉贴不贴塑料影响应该不大

只看该作者 · 2022-12-6 15:17

学习学习

只看该作者 · 2022-12-6 15:55

塑料影响应该不大吧

只看该作者 · 2022-12-6 16:22

像这种超高频率的天线该怎么设计啊。

只看该作者 · 2022-12-6 17:37

这么高的频率能不能用外接天线

只看该作者 · 2022-12-6 20:37

搞不懂有什么影响

只看该作者 · 2022-12-6 21:12

ST60的穿透性这么差，一般用于什么场景？

只看该作者 · 2022-12-7 00:48

感觉用处不是很大啊

只看该作者 · 2022-12-7 08:52

以前和毫米波厂家沟通过，传播距离可以做的很远，3-5M也是可以的，好像需要增加天线

只看该作者 · 2022-12-7 16:09

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

只看该作者 · 2022-12-8 19:39

传输距离这么近，有什么应用场景啊？

只看该作者 · 2024-11-1 08:11

无法提供开关电源所需的脉冲电流

只看该作者 · 2024-11-1 09:14

影响控制IC