毫米波通信的崛起之路

显身手。长期以来，潜艇指挥通信一直是困扰科学家们的问题。潜艇通信最怕暴露目标，如果潜艇浮到海面进行通信，很容易被敌方反潜武器发现。因为毫米波通信设备(包括天线)体积很小，可以将它直接装在潜艇的潜望镜上，只要将潜望镜露出海面就可以通过卫星进行高速通信，不影响潜艇的隐蔽。

毫米波不仅适用于两固定点之间的通信，在移动通信中同样有用武之地。最近，日本在列车上首次试用了毫米波通信并获得了成功。他们在列车的前端设置毫米波通信设备(小型发信机和收信机)，与各车站、沿线的地面通信局内的毫米波收发信机互相联通，利用这套互联系统，不仅可以传输话音信息，而且能使信息的传输量比过去增加10倍多。此外，列车毫米波通信系统在图像和高速数字通信等大容量传送信息方面也能发挥作用。

毫米波无线电通信以其宽频带、大容量和高速率的优势，自然赢得了"信息高速公路"设计者的青睐。在这一方面，毫米波波导通信也不示弱，而且在某些方面还优于毫米波无线电通信。

毫米波在大气中传播时，由于水汽、氧分子对它的吸收作用，能量要受到衰减。其中，降雨所引起的衰减最为严重，有时一阵暴雨就可能使通信中断，因此传输可靠性差。此外，雨、雪和雾也对毫米波有散射作用，从而不同程度地破坏了毫米波的定向传输特性。因此，毫米波通信通常不是一种全天候的通信方式。它大都用于近距离点对点的保密通信和卫星通信。日本等国就曾将工作在毫米波频段的试验卫星送入了同步轨道。

有什么办法使毫米波不受大气衰减影响，用于长途通信干线呢？早在20世纪初，科学家们透过"管子能传声"(声波)的现象，从理论上推断出在金属管内能传送电磁波。1936年，科学家用一根内径为12.5厘米的圆柱状金属管将波长为9厘米的电磁波传送了260米远。虽然，当时还不是毫米波(波长为9厘米的电磁波为"厘米波")，而且传播距离也不远，但它破天荒地证实了金属管的确能传递电磁波的设想。这个实验为实现毫米波波导通信从理论和实践上都打下了基础。这种能传播电磁波的金属管子就叫做"波导管"，简称波导。利用波导以电磁波的形式传递信息，就称作"波导通信"。如果电磁波的频段是毫米波，就是"毫米波波导通信"。

毫米波波导通信是一种特殊的通信方式，它兼具有线电通信和无线电通信的特点。因为波导是有形的物体，在作用上与电线、电缆等传输媒质没有什么两样，可以看做是有线电通信；而毫米波又是一种无形的物质，用它载送信息，与一般的无线电通信在本质上没有什么区别，因此，毫米波波导通信可以认为是有线电通信与无线电通信的"联姻"，是"‘有线'的无线电通信"。

在毫米波波导通信中，因为电磁波是被束缚在波导管内的特定空间中传播的，因此，比较安全、保密、可靠，抗干扰能力强，不易受大气衰减的影响；毫米波沿波导传播，衰耗小，传输距离远，一般每隔四五十千米设置一个中继接力站，与微波接力距离相近；加上它传输频率很高，通信容量很大，可作为大容量通信干线。随着"信息高速公路"的兴建，毫米波波导通信这门新兴的技术将会得到迅速的应用与发展。