Ricerca scientificaModifica
Questa banda è comunemente usata nella radioastronomia e nel telerilevamento. La radioastronomia a terra è limitata a siti di alta quota come Kitt Peak e Atacama Large Millimeter Array (ALMA) a causa di problemi di assorbimento atmosferico.
Il telerilevamento satellitare vicino ai 60 GHz può determinare la temperatura nell’atmosfera superiore misurando la radiazione emessa dalle molecole di ossigeno che è una funzione della temperatura e della pressione. L’allocazione di frequenza passiva non esclusiva dell’ITU a 57-59.3 GHz è usata per il monitoraggio atmosferico in applicazioni meteorologiche e di rilevamento del clima ed è importante per questi scopi a causa delle proprietà di assorbimento ed emissione di ossigeno nell’atmosfera terrestre. I sensori satellitari statunitensi attualmente operativi come l’Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU) su un satellite NASA (Aqua) e quattro satelliti NOAA (15-18) e lo speciale sensore microonde/imager (SSMI/S) sul satellite F-16 del Dipartimento della Difesa fanno uso di questa gamma di frequenza.
TelecomunicazioniModifica
Negli Stati Uniti, la banda 36.0-40.0 GHz è usata per collegamenti dati a microonde ad alta velocità con licenza, e la banda 60 GHz può essere usata per collegamenti dati senza licenza a corto raggio (1,7 km) con throughput dati fino a 2,5 Gbit/s. Le bande 71-76, 81-86 e 92-95 GHz sono usate anche per collegamenti di comunicazione punto-punto ad alta larghezza di banda. Queste frequenze più alte non soffrono dell’assorbimento dell’ossigeno, ma richiedono una licenza di trasmissione negli Stati Uniti dalla Federal Communications Commission (FCC). Ci sono piani per collegamenti a 10 Gbit/s usando anche queste frequenze. Nel caso della banda 92-95 GHz, una piccola gamma di 100 MHz è stata riservata alle radio spaziali, limitando questa gamma riservata a una velocità di trasmissione inferiore a qualche gigabit al secondo.
La banda è essenzialmente non sviluppata e disponibile per l’uso in una vasta gamma di nuovi prodotti e servizi, tra cui reti locali wireless punto-punto ad alta velocità e accesso a Internet a banda larga. WirelessHD è un’altra tecnologia recente che opera vicino alla banda dei 60 GHz. Altamente direzionale, le caratteristiche del segnale “pencil-beam” permettono a diversi sistemi di operare uno vicino all’altro senza causare interferenze. Le potenziali applicazioni includono sistemi radar ad altissima risoluzione.
Lo standard Wi-Fi IEEE 802.11ad opera nello spettro dei 60 GHz (banda V) per raggiungere velocità di trasferimento dati fino a 7 Gbit/s.
Gli usi delle bande di onde millimetriche includono comunicazioni punto-punto, collegamenti intersatellitari e comunicazioni punto-multipunto. Ci sono piani provvisori per utilizzare le onde millimetriche nei futuri telefoni cellulari 5G. Inoltre, l’uso delle bande di onde millimetriche per la comunicazione veicolare sta anche emergendo come una soluzione attraente per supportare le comunicazioni veicolari (semi-)autonome.
Le lunghezze d’onda più corte in questa banda permettono l’uso di antenne più piccole per ottenere la stessa alta direttività e alto guadagno di quelle più grandi nelle bande inferiori. La conseguenza immediata di questa alta direttività, unita all’alta perdita di spazio libero a queste frequenze, è la possibilità di un uso più efficiente delle frequenze per applicazioni punto-multipunto. Poiché un maggior numero di antenne altamente direttive può essere collocato in una data area, il risultato netto è un maggiore riutilizzo delle frequenze e una maggiore densità di utenti. L’alta capacità di canale utilizzabile in questa banda potrebbe permettere di servire alcune applicazioni che altrimenti userebbero la comunicazione in fibra ottica.
Sistemi d’armaModifica
I radar a onde millimetriche sono usati in radar di controllo del fuoco a corto raggio nei carri armati.radar di controllo del fuoco a corto raggio nei carri armati e negli aerei, e nei cannoni automatici (CIWS) sulle navi militari per abbattere i missili in arrivo. La piccola lunghezza d’onda delle onde millimetriche permette loro di tracciare il flusso di proiettili in uscita così come il bersaglio, permettendo al sistema di controllo del fuoco del computer di cambiare la mira per farli avvicinare.
Con Raytheon la U.S. Air Force ha sviluppato un sistema d’arma antipersona non letale chiamato Active Denial System (ADS) che emette un raggio di onde radio millimetriche con una lunghezza d’onda di 3 mm (frequenza di 95 GHz). L’arma fa sì che una persona nel fascio senta un intenso dolore bruciante, come se la sua pelle stesse per prendere fuoco. La versione militare aveva una potenza di uscita di 100 kilowatt (kW), e una versione più piccola per le forze dell’ordine, chiamata Silent Guardian che fu sviluppata da Raytheon in seguito, aveva una potenza di uscita di 30 kW.
Sicurezza dello screeningModifica
I vestiti e altri materiali organici sono trasparenti alle onde millimetriche di certe frequenze, così una recente applicazione sono stati gli scanner per rilevare armi e altri oggetti pericolosi portati sotto i vestiti, per applicazioni come la sicurezza degli aeroporti. I difensori della privacy sono preoccupati per l’uso di questa tecnologia perché, in alcuni casi, permette ai controllori di vedere i passeggeri dell’aeroporto come se fossero senza vestiti.
La TSA ha distribuito gli scanner a onde millimetriche in molti aeroporti principali.
Prima di un aggiornamento del software la tecnologia non mascherava nessuna parte del corpo delle persone che venivano scansionate. Tuttavia, i volti dei passeggeri sono stati deliberatamente mascherati dal sistema. Le foto erano controllate da tecnici in una stanza chiusa, poi cancellate immediatamente dopo il completamento della ricerca. I sostenitori della privacy sono preoccupati. “Ci stiamo avvicinando sempre di più a una perquisizione obbligatoria per salire su un aereo”, ha detto Barry Steinhardt dell’American Civil Liberties Union. Per affrontare questo problema, gli aggiornamenti hanno eliminato la necessità di un ufficiale in un’area di visualizzazione separata. Il nuovo software genera un’immagine generica di un essere umano. Non c’è differenziazione anatomica tra maschio e femmina sull’immagine, e se viene rilevato un oggetto, il software presenta solo un riquadro giallo nella zona. Se il dispositivo non rileva nulla di interessante, non viene presentata alcuna immagine. I passeggeri possono rifiutare la scansione ed essere controllati tramite un metal detector e perquisiti.
Tre scanner di sicurezza che utilizzano onde millimetriche sono stati messi in uso all’aeroporto Schiphol di Amsterdam il 15 maggio 2007, e altri dovrebbero essere installati più tardi. La testa del passeggero è mascherata dalla vista del personale di sicurezza.
Secondo Farran Technologies, un produttore di un modello di scanner a onde millimetriche, la tecnologia esiste per estendere l’area di ricerca fino a 50 metri oltre l’area di scansione, il che permetterebbe agli addetti alla sicurezza di scansionare un gran numero di persone senza che queste siano consapevoli di essere scansionate.
Misurazione dello spessoreModifica
Studi recenti dell’Università di Leuven hanno dimostrato che le onde millimetriche possono essere utilizzate anche come misuratore di spessore non nucleare in varie industrie. Le onde millimetriche forniscono un modo pulito e senza contatto per rilevare le variazioni di spessore. Le applicazioni pratiche per la tecnologia si concentrano sull’estrusione della plastica, la fabbricazione della carta, la produzione di vetro e la produzione di lana minerale.
MedicinaEdit
La radiazione elettromagnetica a bassa intensità (di solito 10 mW/cm2 o meno) di frequenza estremamente alta può essere usata nella medicina umana per il trattamento delle malattie. Per esempio, “Una breve esposizione MMW a bassa intensità può cambiare i tassi di crescita e di proliferazione delle cellule, l’attività degli enzimi, lo stato dell’apparato genetico cellulare, la funzione delle membrane eccitabili e dei recettori periferici.” Questo trattamento è particolarmente associato alla gamma di 40-70 GHz. Questo tipo di trattamento può essere chiamato terapia a onde millimetriche (MMW) o terapia ad altissima frequenza (EHF). Questo trattamento è associato alle nazioni dell’Europa orientale (ad esempio, le nazioni dell’ex URSS). La rivista russa Millimeter waves in biology and medicine studia le basi scientifiche e le applicazioni cliniche della terapia a onde millimetriche.
Radar di velocità della poliziaModifica
La polizia stradale usa pistole radar per rilevare la velocità nella banda Ka (33.4-36.0 GHz).