本產(chǎn)品是國內(nèi)首創(chuàng)自主研發(fā)的高質(zhì)量二維氮化硼納米片,成功制備了大面積、厚度可控的二維氮化硼散熱膜,具有透電磁波、高導(dǎo)熱、高柔性、低介電系數(shù)、低介電損耗等多種優(yōu)異特性,解決了當(dāng)前我國電子封裝及熱管理領(lǐng)域面臨的“卡脖子”問題,擁有國際先進(jìn)的熱管理TIM解決方案及相關(guān)材料生產(chǎn)技術(shù),是國內(nèi)低維材料技術(shù)領(lǐng)域頂尖的創(chuàng)新型高科技產(chǎn)品。
一
定義
微波是指頻率在300MHz-300GHz之間的電磁波。具有易于集聚成束、高度定向性以及直線傳播的特性,可用來在無阻擋的視線自由空間傳輸高頻信號(hào)。微波頻率比一般的無線電波頻率高,通常也稱為“超高頻電磁波”。微波作為一種電磁波也具有波粒二象性。微波的基本性質(zhì)通常呈現(xiàn)為穿透、反射、吸收三個(gè)特性。對(duì)于玻璃、塑料和瓷器,微波幾乎是穿越而不被吸收。對(duì)于水和食物等就會(huì)吸收微波而使自身發(fā)熱。而對(duì)金屬類東西,則會(huì)反射微波。由于微波的特性,其在空氣中傳播損耗很大,傳輸距離短,但機(jī)動(dòng)性好,工作頻寬大,除了應(yīng)用于5G移動(dòng)通信的毫米波技術(shù)之外,微波傳輸多在金屬波導(dǎo)和介質(zhì)波導(dǎo)中。
二
微波的波長
微波的頻率在300MHz-300GHz之間,波長在1毫米到1米之間,是分米波、厘米波與毫米波的統(tǒng)稱。微波頻率比一般的無線電波頻率高,通常也稱為“超高頻無線電波”。微波作為一種電磁波也具有波粒二象性。微波量子的能量為1 99×l0-25~ 1.99×10-22焦耳。
三
微波的特性
微波的基本性質(zhì)通常呈現(xiàn)為穿透、反射、吸收三個(gè)特性。例如:對(duì)于玻璃、塑料和瓷器,微波幾乎是穿越而不被吸收。對(duì)于水和食物等就會(huì)吸收微波而使自身發(fā)熱。而對(duì)金屬類東西,則會(huì)反射微波。
從電子學(xué)和物理學(xué)觀點(diǎn)來看,微波這段電磁頻譜具有不同于其他波段的如下重要特點(diǎn):
穿透性
微波比其它用于輻射加熱的電磁波,如紅外線、遠(yuǎn)紅外線等波長更長,因此具有更好的穿透性。微波透入介質(zhì)時(shí),由于微波能與介質(zhì)發(fā)生一定的相互作用,以微波頻率2450兆赫茲,使介質(zhì)的分子每秒產(chǎn)生24億五千萬次的振動(dòng),介質(zhì)的分子間互相產(chǎn)生摩擦,引起的介質(zhì)溫度的升高,使介質(zhì)材料內(nèi)部、外部幾乎同時(shí)加熱升溫,形成體熱源狀態(tài),大大縮短了常規(guī)加熱中的熱傳導(dǎo)時(shí)間,且在條件為介質(zhì)損耗因數(shù)與介質(zhì)溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系時(shí),物料內(nèi)外加熱均勻一致。
選擇性加熱
物質(zhì)吸收微波的能力,主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)來決定。介質(zhì)損耗因數(shù)大的物質(zhì)對(duì)微波的吸收能力就強(qiáng),相反,介質(zhì)損耗因數(shù)小的物質(zhì)吸收微波的能力也弱。由于各物質(zhì)的損耗因數(shù)存在差異,微波加熱就表現(xiàn)出選擇性加熱的特點(diǎn)。物質(zhì)不同,產(chǎn)生的熱效果也不同。水分子屬極性分子,介電常數(shù)較大,其介質(zhì)損耗因數(shù)也很大,對(duì)微波具有強(qiáng)吸收能力。而蛋白質(zhì)、碳水化合物等的介電常數(shù)相對(duì)較小,其對(duì)微波的吸收能力比水小得多。因此,對(duì)于食品來說,含水量的多少對(duì)微波加熱效果影響很大。
熱慣性小
微波對(duì)介質(zhì)材料是瞬時(shí)加熱升溫,升溫速度快。另一方面,微波的輸出功率隨時(shí)可調(diào),介質(zhì)溫升可無惰性的隨之改變,不存在“余熱”現(xiàn)象,極有利于自動(dòng)控制和連續(xù)化生產(chǎn)的需要。
似光性
微波波長很短,比地球上的一般物體(如飛機(jī),艦船,汽車建筑物等)尺寸相對(duì)要小得多,或在同一量級(jí)上。使得微波的特點(diǎn)與幾何光學(xué)相似,即所謂的似光性。因此使用微波工作,能使電路元件尺寸減??;使系統(tǒng)更加緊湊;可以制成體積小,波束窄方向性很強(qiáng),增益很高的天線系統(tǒng),接受來自地面或空間各種物體反射回來的微弱信號(hào),從而確定物體方位和距離,分析目標(biāo)特征。
由于微波波長與物體(實(shí)驗(yàn)室中無線設(shè)備)的尺寸有相同的量級(jí),使得微波的特點(diǎn)又與較長的波相似,即所謂的似長波性。例如微波波導(dǎo)類似于無線電中的接收器;喇叭天線和縫隙天線類似于無線電中的發(fā)射器;微波諧振腔類似于無線電共振腔。
非電離性
微波的量子能量還不夠大,不足以改變物質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或破壞分子之間的鍵(部分物質(zhì)除外:如微波可對(duì)廢棄橡膠進(jìn)行再生,就是通過微波改變廢棄橡膠的分子鍵)。再有物理學(xué)之道,分子原子核在外加電磁場的周期力作用下所呈現(xiàn)的許多共振現(xiàn)象都發(fā)生在微波范圍,因而微波為探索物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本特性提供了有效的研究手段。另一方面,利用這一特性,還可以制作許多微波器件。
信息性
由于微波頻率很高,所以在不大的相對(duì)帶寬下,其可用的頻帶很寬,可達(dá)數(shù)百甚至上千兆赫茲。這是低頻無線電波無法比擬的。這意味著微波的信息容量大,所以現(xiàn)代多路通信系統(tǒng),包括衛(wèi)星通信系統(tǒng),幾乎無例外都是工作在微波波段。另外,微波信號(hào)還可以提供相位信息,極化信息,多普勒頻率信息。這在目標(biāo)檢測,遙感目標(biāo)特征分析等應(yīng)用中十分重要。
什么是5G?
一
定義
“5G”一詞通常用于指代第 5 代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。5G 是繼之前的標(biāo)準(zhǔn)(1G、2G、3G、4G 網(wǎng)絡(luò))之后的最新全球無線標(biāo)準(zhǔn),并為數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用提供更高的帶寬。除其他好處外,5G 有助于建立一個(gè)新的、更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)能夠支持通常被稱為 IoT 或“物聯(lián)網(wǎng)”的設(shè)備爆炸式增長的連接——該網(wǎng)絡(luò)不僅可以連接人們通常使用的端點(diǎn),還可以連接一系列新設(shè)備,包括各種家用物品和機(jī)器。公認(rèn)的5G的優(yōu)勢是:
?具有更高可用性和容量的更可靠的網(wǎng)絡(luò)
?更高的峰值數(shù)據(jù)速度(多 Gbps)
?超低延遲
與前幾代網(wǎng)絡(luò)不同,5G 網(wǎng)絡(luò)利用在 26 GHz 至 40 GHz 范圍內(nèi)運(yùn)行的高頻波長(通常稱為毫米波)。由于干擾建筑物、樹木甚至雨等物體,在這些高頻下會(huì)遇到傳輸損耗,因此需要更高功率和更高效的電源。5G部署最初可能會(huì)以增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶應(yīng)用為中心,滿足以人為中心的多媒體內(nèi)容、服務(wù)和數(shù)據(jù)接入需求。增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶用例將包括全新的應(yīng)用領(lǐng)域、性能提升的需求和日益無縫的用戶體驗(yàn),超越現(xiàn)有移動(dòng)寬帶應(yīng)用所支持的水平。
二
毫米波是關(guān)鍵技術(shù)
毫米波通信是未來無線移動(dòng)通信重要發(fā)展方向之一,目前已經(jīng)在大規(guī)模天線技術(shù)、低比特量化ADC、低復(fù)雜度信道估計(jì)技術(shù)、功放非線性失真等關(guān)鍵技術(shù)上有了明顯研究進(jìn)展。但是隨著新一代無線通信對(duì)無線寬帶通信網(wǎng)絡(luò)提出新的長距離、高移動(dòng)、更大傳輸速率的軍用、民用特殊應(yīng)用場景的需求,針對(duì)毫米波無線通信的理論研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨重大挑戰(zhàn),開展面向長距離、高移動(dòng)毫米波無線寬帶系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究,已經(jīng)成為新一代寬帶移動(dòng)通信最具潛力的研究方向之一。
毫米波的優(yōu)勢: 毫米波由于其頻率高、波長短,具有如下特點(diǎn):
頻譜寬,配合各種多址復(fù)用技術(shù)的使用可以極大提升信道容量,適用于高速多媒體傳輸業(yè)務(wù);可靠性高,較高的頻率使其受干擾很少,能較好抵抗雨水天氣的影響,提供穩(wěn)定的傳輸信道;方向性好,毫米波受空氣中各種懸浮顆粒物的吸收較大,使得傳輸波束較窄,增大了竊聽難度,適合短距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信;波長極短,所需的天線尺寸很小,易于在較小的空間內(nèi)集成大規(guī)模天線陣。
毫米波的缺點(diǎn):毫米波也有一個(gè)主要缺點(diǎn),那就是不容易穿過建筑物或者障礙物,并且可以被葉子和雨水吸收。這也是為什么5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)采用小基站的方式來加強(qiáng)傳統(tǒng)的蜂窩塔。
5G微波材料介電常數(shù)專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)の紹介
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