अत्यधिक उच्च आवृत्ति

अत्यधिक उच्च आवृत्ति (ईएचएफ) 30 से 300 गीगाहर्ट्ज़ (गीगाहर्ट्ज) से विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में रेडियो आवृत्तियों के बैंड के लिए अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ (आईटीयू) पदनाम है। यह सुपर उच्च आवृत्ति बैंड और सुदूर अवरक्त बैंड के बीच स्थित है, जिसका निचला भाग टेराहर्ट्ज़ बैंड है। इस बैंड में रेडियो तरंगों की तरंग दैर्ध्य दस से एक मिलीमीटर तक होती है, इसलिए इसे मिलीमीटर बैंड भी कहा जाता है और इस बैंड में विकिरण को मिलीमीटर तरंगें कहा जाता है, जिसे कभी-कभी संक्षिप्त रूप से एमएमडब्ल्यू या एमएमवेव कहा जाता है। मिलीमीटर-लंबाई वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों की खोज सबसे पहले भारतीय भौतिक विज्ञानी जगदीश चंद्र बोस ने की थी, जिन्होंने 1894-1896 में प्रयोगों के समय 60 गीगाहर्ट्ज़ तक की आवृत्ति की तरंगें उत्पन्न की थीं।

निचले बैंड की तुलना में, इस बैंड में रेडियो तरंगों का उच्च वायुमंडलीय क्षीणन होता है: वे वायुमंडल में गैसों द्वारा अवशोषित होते हैं। अवशोषण आवृत्ति के साथ तब तक बढ़ता है जब तक कि बैंड के शीर्ष सिरे पर तरंगें कुछ मीटर के अन्दर शून्य तक क्षीण न हो जाएं। मरुस्थलीय वातावरण को छोड़कर वातावरण में आर्द्रता द्वारा अवशोषण महत्वपूर्ण है, और बारिश (वर्षा फीका) द्वारा क्षीणन कम दूरी पर भी एक गंभीर समस्या है। चूँकि लघु प्रसार सीमा कम आवृत्तियों की तुलना में छोटी आवृत्ति पुन: उपयोग की दूरी की अनुमति देती है। लघु तरंग दैर्ध्य मामूली आकार के एंटेना को एक छोटी दिशात्मक की अनुमति देता है, जिससे आवृत्ति पुन: उपयोग की संभावना बढ़ जाती है। मिलिमीटर तरंगों का उपयोग सैन्य अग्नि-नियंत्रण रडार,  मिलीमीटर तरंग स्कैनर, शॉर्ट सीमा  बेतार तंत्र और वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए किया जाता है।

मिलीमीटर तरंगों के एक प्रप्रमुख नए अनुप्रयोग में, सेलफोन नेटवर्क की नवीनतम पीढ़ी, 5G नेटवर्क में बैंड के निचले भाग के निकट कुछ आवृति सीमा का उपयोग किया जा रहा है। मिलीमीटर-वेव परिपथ और सबप्रणाली (जैसे एंटेना, पावर एम्पलीफायर, मिक्सर और ऑसिलेटर) का डिज़ाइन भी अर्द्धचालक और प्रक्रिया सीमाओं, मॉडल सीमाओं और निष्क्रिय उपकरणों के खराब Q कारक के कारण इंजीनियरों के लिए गंभीर चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है।

प्रसार
मिलीमीटर तरंगें केवल लाइन-ऑफ़-विज़न प्रचार द्वारा प्रचारित होती हैं। वे आयनमंडल द्वारा परावर्तित नहीं होते हैं और न ही वे पृथ्वी के साथ धरातली तरंगों के रूप में यात्रा करते हैं जैसे कि कम आवृत्ति वाली रेडियो तरंगें करती हैं। विशिष्ट शक्ति घनत्व पर वे दीवारों के निर्माण से अवरुद्ध हो जाते हैं और पर्णसमूह से गुजरने वाले महत्वपूर्ण क्षीणन से पीड़ित होते हैं। पूरे बैंड में वायुमंडलीय गैसों द्वारा अवशोषण एक महत्वपूर्ण कारक है जो आवृत्ति के साथ बढ़ता है। चूँकि, यह अवशोषण कुछ विशिष्ट  वर्णक्रमीय रेखा  पर अधिकतम है, मुख्य रूप से 60 गीगाहर्ट्ज पर ऑक्सीजन और 24 गीगाहर्ट्ज और 184 गीगाहर्ट्ज पर जल वाष्प होती है। इन अवशोषण चोटियों के बीच "खिड़कियों" में आवृत्तियों पर, मिलीमीटर तरंगों में बहुत कम वायुमंडलीय क्षीणन और अधिक सीमा होती है, इसलिए कई अनुप्रयोग इन आवृत्तियों का उपयोग करते हैं। मिलीमीटर तरंगदैर्घ्य वर्षाबूंदों के समान आकार का क्रम है, इसलिए वर्षा बिखरने (वर्षा फीका) के साथ-साथ अवशोषण के कारण अतिरिक्त क्षीणन का कारण बनती है।  उच्च मुक्त स्थान हानि और वायुमंडलीय अवशोषण उपयोगी प्रसार को कुछ किलोमीटर तक सीमित कर देता है। इस प्रकार, वे व्यक्तिगत क्षेत्र नेटवर्क जैसे घनीभूत संचार नेटवर्क के लिए उपयोगी होते हैं जो आवृत्ति पुन: उपयोग के माध्यम से स्पेक्ट्रम उपयोग में सुधार करते हैं।

मिलीमीटर तरंगें ऑप्टिकल प्रसार विशेषताओं को दर्शाती हैं और लगभग 5 से 30 सेमी (2 इंच से 1 फुट) व्यास की छोटी धातु की सतहों और परावैद्युत लेंस द्वारा प्रतिबिंबित और ध्यान केंद्रित किया जा सकता है।। चूँकि उनकी तरंगदैर्घ्य अक्सर उन उपकरणों की तुलना में बहुत कम होती है जो उन्हें संचालित करते हैं, ज्यामितीय प्रकाशिकी की विधिों का उपयोग किया जा सकता है। विवर्तन कम आवृत्तियों की तुलना में कम होता है, चूँकि किनारों के निर्माण से मिलीमीटर तरंगों को विवर्तित किया जा सकता है। मिलीमीटर वेवलेंथ पर, सतहें खुरदरी दिखाई देती हैं इसलिए विसरित प्रतिबिंब बढ़ता है। मल्टीपाथ प्रचार, विशेष रूप से इनडोर दीवारों और सतहों से प्रतिबिंब, गंभीर लुप्तप्राय का कारण बनता है। पैदल चलने वालों की गति पर भी आवृत्ति का डॉपलर बदलाव महत्वपूर्ण हो सकता है। पोर्टेबल उपकरणों में, मानव शरीर के कारण छायांकन एक समस्या है। चूँकि तरंगें कपड़ों में प्रवेश करती हैं और उनकी छोटी तरंग दैर्ध्य उन्हें छोटी धातु की वस्तुओं से प्रतिबिंबित करने की अनुमति देती है, जिनका उपयोग एयरपोर्ट सुरक्षा स्कैनिंग के लिए मिलीमीटर वेव स्कैनर में किया जाता है।

वैज्ञानिक अनुसंधान
यह बैंड (रेडियो) सामान्यतः रेडियो खगोल विज्ञान और रिमोट सेंसिंग में प्रयोग किया जाता है। भू-आधारित रेडियो खगोल विज्ञान वायुमंडलीय अवशोषण विषयों के कारण किट पीक और अटाकामा लार्ज मिलिमीटर एरे (एएलएमए) जैसे उच्च ऊंचाई वाले स्थलों तक सीमित है।

60 गीगाहर्ट्ज के पास उपग्रह-आधारित रिमोट सेंसिंग, ऑक्सीजन के अणुओं से निकलने वाले विकिरण को मापकर ऊपरी वायुमंडल में तापमान का निर्धारण कर सकता है जो तापमान और दबाव का एक कार्य है। 57–59.3 गीगाहर्ट्ज पर आईटीयू गैर-अनन्य निष्क्रिय आवृत्ति आवंटन मौसम संबंधी और जलवायु संवेदन अनुप्रयोगों में वायुमंडलीय निगरानी के लिए उपयोग किया जाता है और इन उद्देश्यों के लिए पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन अवशोषण और उत्सर्जन के गुणों के कारण महत्वपूर्ण है। वर्तमान में अमेरिकी उपग्रह सेंसर जैसे कि एक नासा उपग्रह (एक्वा) और चार एनओएए (15-18) उपग्रहों पर उन्नत माइक्रोवेव ध्वनि इकाई (एएमएसयू) और रक्षा उपग्रह एफ-विभाग पर विशेष सेंसर माइक्रोवेव/इमेजर (एसएसएमआई/एस) 16 इस आवृति सीमा का उपयोग करें।

दूरसंचार
संयुक्त राज्य अमेरिका में, बैंड 36.0–40.0 गीगाहर्ट्ज का उपयोग लाइसेंस प्राप्त उच्च गति वाले माइक्रोवेव डेटा लिंक के लिए किया जाता है, और 60 गीगाहर्ट्ज बैंड का उपयोग बिना लाइसेंस वाली शॉर्ट रेंज (1.7 किमी) डेटा लिंक के लिए 2.5 गीगाबिट/से तक के डेटा थ्रूपुट के लिए किया जा सकता है। यह आमतौर पर समतल भूभाग में प्रयोग किया जाता है।

71–76, 81–86 और 92–95 गीगाहर्ट्ज बैंड का उपयोग पॉइंट-टू-पॉइंट (दूरसंचार) हाई-बैंडविड्थ संचार लिंक के लिए भी किया जाता है। ये उच्च आवृत्तियों ऑक्सीजन अवशोषण से ग्रस्त नहीं हैं, लेकिन संघीय संचार आयोग (एफसीसी) से अमेरिका में एक ट्रांसमिटिंग लाइसेंस की आवश्यकता होती है। इन आवृत्ति का उपयोग करते हुए 10 Gbit/s लिंक की भी योजना है। 92–95 गीगाहर्ट्ज बैंड के स्थिति में, एक छोटी 100 मेगाहर्ट्ज सीमा को अंतरिक्ष-जनित रेडियो के लिए आरक्षित किया गया है, जो इस आरक्षित सीमा को प्रति सेकंड कुछ गिगाबिट्स की संचरण दर तक सीमित करता है।

बैंड अनिवार्य रूप से अविकसित है और उच्च गति, पॉइंट-टू-पॉइंट वायरलेस एच.डी लोकल एरिया नेटवर्क और ब्रॉडबैंड इंटरनेट का उपयोग  सहित नए उत्पादों और सेवाओं की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग के लिए उपलब्ध है। वायरलेसएचडी एक और हालिया विधि है जो 60 गीगाहर्ट्ज़ सीमा के पास काम करती है। अत्यधिक दिशात्मक, पेंसिल-बीम सिग्नल विशेषताएँ विभिन्न प्रणालियों को हस्तक्षेप किए बिना एक दूसरे के निकट संचालित करने की अनुमति देती हैं। संभावित अनुप्रयोगों में बहुत उच्च समाधान वाले राडार प्रणाली सम्मिलित हैं।

वाई-फाई मानक आईईईई 802.11ad और आईईईई 802.11ay 60 गीगाहर्ट्ज़ (V बैंड) स्पेक्ट्रम में क्रमशः 7 Gbit/s और कम से कम 20 Gbit/s जितनी उच्च डेटा अंतरण दर प्राप्त करने के लिए काम करते हैं।

मिलीमीटर वेव बैंड के उपयोग में पॉइंट-टू-पॉइंट संचार, अंतर-उपग्रह सेवा और पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट संचार सम्मिलित हैं। 2013 में यह अनुमान लगाया गया था कि भविष्य के 5G मोबाइल फोन में मिलीमीटर तरंगों का उपयोग करने की योजना थी। इसके अतिरिक्त, वाहनों के संचार के लिए मिलीमीटर वेव बैंड का उपयोग भी (अर्ध-) स्वायत्त वाहन संचार का समर्थन करने के लिए एक आकर्षक समाधान के रूप में उभर रहा है।

इस बैंड में कम तरंग दैर्ध्य छोटे एंटेना के उपयोग को उसी उच्च दिशा और उच्च लाभ को प्राप्त करने की अनुमति देता है जो निचले बैंड में बड़े होते हैं। इस उच्च प्रत्यक्षता का तत्काल परिणाम, इन आवृत्तियों पर उच्च मुक्त स्थान हानि के साथ मिलकर, पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट अनुप्रयोगों के लिए आवृत्तियों के अधिक कुशल उपयोग की संभावना है। चूंकि किसी दिए गए क्षेत्र में अत्यधिक निर्देशात्मक एंटेना की एक बड़ी संख्या को रखा जा सकता है, शुद्ध परिणाम अधिक आवृत्ति पुन: उपयोग और उपयोगकर्ताओं की उच्च घनत्व है। इस बैंड में उच्च प्रयोग करने योग्य चैनल क्षमता इसे कुछ ऐसे अनुप्रयोगों की सेवा करने की अनुमति दे सकती है जो अन्यथा फाइबर-ऑप्टिक संचार या परिपथ बोर्डों के इंटरकनेक्ट जैसे बहुत छोटे लिंक का उपयोग करेंगे।

हथियार प्रणाली
मिलिमीटर वेव रडार का उपयोग टैंकों और विमानों में शॉर्ट-सीमा अग्नि-नियंत्रण रडार और आने वाली मिसाइलों को मार गिराने के लिए नौसेना के जहाजों पर स्वचालित बंदूकें ( क्लोज-इन हथियार प्रणाली ) में किया जाता है। मिलीमीटर तरंगों की छोटी तरंग दैर्ध्य उन्हें निकलने वाली गोलियां की धारा के साथ-साथ लक्ष्य को ट्रैक करने की अनुमति देती है, जिससे कंप्यूटर अग्नि-नियंत्रण प्रणाली को उन्हें एक साथ लाने के उद्देश्य को बदलने की अनुमति मिलती है।

रेथियॉन टेक्नोलॉजीज के साथ अमेरिकी वायु सेना ने सक्रिय इनकार प्रणाली  (एडीएस) नामक एक गैर-घातक एंटीपर्सनेल हथियार प्रणाली विकसित की है जो 3 मिमी (95 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति) की तरंग दैर्ध्य के साथ मिलीमीटर रेडियो तरंगों का एक बीम उत्सर्जित करती है। हथियार बीम में एक व्यक्ति को तीव्र जलन दर्द महसूस करने का कारण बनता है, जैसे कि उनकी त्वचा आग पकड़ने जा रही है। सैन्य संस्करण में 100  किलोवाट (kW) की उत्पादन शक्ति थी, और एक छोटा कानून प्रवर्तन संस्करण, जिसे एक्टिव डेनियल प्रणाली साइलेंट गार्जियन कहा जाता है, जिसे बाद में रेथियॉन द्वारा विकसित किया गया था, जिसकी आउटपुट पावर 30 kW थी।

सुरक्षा जांच
कपड़े और अन्य कार्बनिक पदार्थ कुछ आवृत्तियों की मिलीमीटर तरंगों के लिए पारदर्शी होते हैं, इसलिए हवाईअड्डा सुरक्षा जैसे अनुप्रयोगों के लिए कपड़ों के नीचे ले जाए गए हथियारों और अन्य खतरनाक वस्तुओं का पता लगाने के लिए नवीनतम में एक आवेदन स्कैनर रहा है। गोपनीयता अधिवक्ता इस विधि के उपयोग के बारे में चिंतित हैं क्योंकि, कुछ स्थितियों में, यह स्क्रीनर्स को हवाई अड्डे के यात्रियों को बिना कपड़ों के देखने की अनुमति देता है।

परिवहन सुरक्षा प्रशासन ने कई प्रमुख हवाई अड्डों पर मिलीमीटर वेव स्कैनर नियुक्त किए हैं।

एक सॉफ्टवेयर अपग्रेड से पहले विधि स्कैन किए जा रहे लोगों के शरीर के किसी भी भाग को नहीं ढकती थी। चूँकि, प्रणाली द्वारा जानबूझकर यात्रियों के चेहरों पर नकाब लगाया गया था। तकनीशियनों द्वारा एक बंद कमरे में तस्वीरें देखी गईं, फिर खोज पूरी होने पर तुरंत हटा दी गईं। गोपनीयता अधिवक्ता चिंतित हैं। अमेरिकन सिविल लिबर्टीज यूनियन के बैरी स्टीनहार्ट ने कहा, हम एक हवाई जहाज पर चढ़ने के लिए एक आवश्यक स्ट्रिप-सर्च के करीब और करीब आ रहे हैं। इस मुद्दे को हल करने के लिए, उन्नयन ने एक अलग देखने के क्षेत्र में एक अधिकारी की आवश्यकता को समाप्त कर दिया है। नया सॉफ्टवेयर मानव की एक सामान्य छवि बनाता है। छवि पर पुरुष और महिला के बीच कोई संरचनात्मक अंतर नहीं है, और यदि किसी वस्तु का पता चलता है, तो सॉफ्टवेयर केवल क्षेत्र में एक पीला बॉक्स प्रस्तुत करता है। यदि डिवाइस रुचि के किसी भी चीज़ का पता नहीं लगाता है, तो कोई छवि प्रस्तुत नहीं की जाती है। यात्री स्कैनिंग को अस्वीकार कर सकते हैं और मेटल डिटेक्टर के माध्यम से जांच की जा सकती है और थपथपाया जा सकता है।

15 मई 2007 को एम्स्टर्डम में शिफोल हवाई अड्डे पर मिलीमीटर तरंगों का उपयोग करने वाले तीन सुरक्षा स्कैनर का उपयोग किया गया था, बाद में और स्थापित होने की आशा थी। सुरक्षाकर्मियों की नजर से यात्री के सिर पर नकाब लगा हुआ है।

मिलीमीटर वेव स्कैनर के एक मॉडल के निर्माता फ़रान टेक्नोलॉजीज के अनुसार, स्कैनिंग क्षेत्र से 50 मीटर की दूरी तक खोज क्षेत्र का विस्तार करने के लिए विधि उपस्थित है जो सुरक्षा कर्मचारियों को बड़ी संख्या में लोगों को उनकी जागरूकता के बिना स्कैन करने की अनुमति देगी। उन्हें स्कैन किया जा रहा है।

मोटाई गेजिंग
ल्यूवेन विश्वविद्यालय में हाल के अध्ययनों ने सिद्ध किया है कि मिलीमीटर तरंगों का उपयोग विभिन्न उद्योगों में गैर-परमाणु मोटाई गेज के रूप में भी किया जा सकता है। मिलीमीटर तरंगें मोटाई में भिन्नता का पता लगाने का एक स्वच्छ और संपर्क-मुक्त विधि प्रदान करती हैं। प्रौद्योगिकी के लिए व्यावहारिक अनुप्रयोग प्लास्टिक बाहर निकालना, पेपर निर्माण, ग्लास उत्पादन और खनिज ऊन पर ध्यान केंद्रित करते हैं।

दवा
कम तीव्रता (भौतिकी) (सामान्यतः 10 मेगावाट/सेमी2 या उससे कम) अत्यधिक उच्च आवृत्ति के विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उपयोग मानव चिकित्सा में रोगों के उपचार के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक संक्षिप्त, कम तीव्रता वाला एमएमडब्लू जोखिम कोशिका वृद्धि और प्रसार दर, एंजाइमों की गतिविधि, कोशिका आनुवंशिक तंत्र की स्थिति, उत्तेजक झिल्लियों के कार्य और परिधीय रिसेप्टर्स को बदल सकता है। यह उपचार विशेष रूप से 40–70 गीगाहर्ट्ज की सीमा से जुड़ा है। इस प्रकार के उपचार को मिलीमीटर वेव (एमएमडब्ल्यू) चिकित्सा या अत्यधिक उच्च आवृत्ति (ईएचएफ) चिकित्सा कहा जा सकता है। यह उपचार पूर्वी यूरोपीय देशों (जैसे, पूर्व सोवियत संघ के राष्ट्रों) से जुड़ा हुआ है। जीव विज्ञान और चिकित्सा में रूसी जर्नल मिलिमीटर तरंगें मिलीमीटर तरंग चिकित्सा के वैज्ञानिक आधार और नैदानिक ​​अनुप्रयोगों का अध्ययन करती हैं।

पुलिस गति रडार
ट्रैफ़िक पुलिस केए-बैंड (33.4–36.0 गीगाहर्ट्ज़) में गति का पता लगाने वाली रडार बंदूक का उपयोग करती है।

यह भी देखें

 * विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण
 * इन्फ्रारेड, मिलीमीटर और टेराहर्ट्ज़ तरंगों का जर्नल
 * चाकू की धार का प्रभाव
 * माइक्रोवेव
 * टेराहर्ट्ज़ विकिरण

बाहरी संबंध

 * FCC bulletin on MMW propagation
 * FCC 70/80/90 गीगाहर्ट्ज overview.
 * FCC 57–64 गीगाहर्ट्ज rules.
 * Definition of frequency bands (VLF, ELF... etc.)
 * US Patent 7220488 – Deflecting magnetic field shield