1. 개요
Extremely High Frequency. 극고주파라고도 하며, 30~300GHz 대역의 전자기파를 위해 국제전기통신연합(ITU)이 할당한 주파수이다. SHF와 원적외선 ( FIR) 사이에 위치하며, 극고주파 중 낮은 대역은 테라헤르츠파로도 부른다.이 대역의 전파에는 10에서 1 밀리미터의 파장이 있으므로 밀리미터 대역(millimetre band)으로 불리며 이 대역의 파는 밀리미터파(millimetre waves) 또는 간단히 MMW, mmW, mmWave로 부른다. 밀리미터 길이의 전자기파는 벵골계 인도의 물리학자 자가디시 찬드라 보스가 1894~1896년 자신의 실험에서 최대 60GHz에 도달한 당시 처음으로 탐구되었다.
낮은 대역의 전자기파과 비교하여 이 대역의 무선 주파수들은 높은 대기 감쇠가 있다(대기의 기체에 흡수된다는 의미이다). 그러므로 도달 거리가 짧으며 대략 1킬로미터 이상의 지상 전파 통신용으로만 사용이 가능하다. 대기의 습기에 의한 흡수는 사막 환경을 제외하고는 중요하며 강수에 의한 감쇠는 단거리를 넘어설 경우 심각한 문제이다. 때문에 전파천문학에서 이 영역에서의 전파 관측은 더 주파수가 작은 저주파에 비해 기상상태의 영향을 다소 받는다.
짧은 파장의 전자기파는 적당한 크기의 안테나들이 작은 빔 폭을 가질 수 있게 하여 주파수를 재사용할 수 있게 만든다. 밀리미터파는 군용 사격 통제 레이더, 5G 네트워크, 공항 보안 스캐너, 단거리 무선 네트워크, 과학 연구, 전파천문학[1]등에 사용된다.
2. 전파 특성
밀리미터파는 오로지 LOS (Line-of-Sight) 경로를 통해 전파된다. 이들은 전리층에 의해 반사되지 않으며 저주파처럼 지상파의 특성도 가지지 않는다. 전력 밀도와 관련해서는 전파가 건물 벽에 의해 차단되는 등 상당한 감쇠를 겪는다. 대기에 의한 흡수는 대역 전체에서 중요한 요소이며 주파수에 따라 증가한다. 그러나 이러한 흡수는 주로 60GHz의 산소와 24GHz와 184GHz의 수증기의 흡수선에서 최대값을 가지고, 그 이하로는 떨어지지 않는다. 따라서 주파수 재사용을 통해 스펙트럼 활용도를 향상시키는 PAN 등 조밀하게 포장된 통신 네트워크에 유용하다.밀리미터파는 광학적 전파 특성을 나타내기도 하는데, 5~30cm 직경의 작은 금속 표면이나 렌즈에 의해 반사되어 초점을 맞출 수 있기도 한다. 밀리미터파는 건물 가장자리에 의해 회절될 수 있지만, 낮은 주파수에서는 회절이 덜하다. 밀리미터 파장에서는 표면이 더 거칠어 보여 확산 반사가 증가하고, 다중 경로 전파, 특히 실내 벽과 표면으로부터의 반사는 심각한 퇴색을 야기한다.
[1]
일산화 탄소가 내는 230 GHz 선을 비롯한 여러 분자선이 이 주파수에 해당하고, 주파수가 높아 분해능을 올리기에도 좋기 때문에 이 주파수에서 많은 전파 관측이 이루어진다.