近年来, 毫米波器件性能的一直提高, 本钱的一直降低, 有力增进了毫米波在各个领域的应用. 现在基于毫米波频段的应用主要体现在毫米波通讯、毫米波成像及毫米波雷达等方面.
1 毫米波通讯
随着无线通讯手艺的飞速生长, 6 GHz 以下黄金通讯频段的频谱已经很是拥挤, 很难知足未来无线高速通讯的需求. 然而, 与此相反的是, 在毫米波频段, 频谱资源富厚但仍然没有获得充分的开发使用.
在移动通讯方面，探索了毫米波移动通讯系统场景、网络结构及空中接口. 在现在开展的第5 代移动通讯(5G) 研究中, 几个毫米波频段已经成为5G 候选频段。毫米波手艺将会在5G的生长中起着举足轻重的作用.
在短距高速通讯系统中, 60 GHz 频段获得了普遍地研究和应用. 欧洲、美国、加拿大、韩国、日本、澳大利亚以及我国陆续开放了这一频段的免费频谱资源. 60 GHz 频段处于大气衰减峰, 虽然不适合远距通讯, 但可用于短距离传输, 且不会对周围造成太多滋扰. 近年来, 在60 GHz 频段已生长了高速Gbps 通讯、WirelessHD、WiGig、近场通讯、IEEE 802.11ad 、IEEE802.15.3c等种种系统与标准。
海内东南大学提出了事情在45 GHz 频段的超高速近远程无线传输标准(Q-LINKPAN) ，其短距部分已成为IEEE 802.11aj 国际标准。 45 GHz 频段的大气衰减小于1 dB/km, 因此不但可以像60 GHz 频段一样实现高速短距传输, 同时也适用于远距传输. 现在实验系统在82 m 的传输距离上已实现2 Gbps 的传输速率, 并研制了响应的支持Gbps 传输的毫米波芯片。
卫星通讯笼罩规模广，是包管偏远地区和海上通讯以及应急通讯的主要手段，现在其事情频段主要集中在L、S、C、Ku 及Ka 波段. 随着卫星通讯研究的一直深入，已在实验更高频段. 由于毫米波频段可以提供更宽的带宽, 因而可实现更高的通讯速率. 别的, 低功耗、小体积、抗滋扰以及较高的空间区分率都是其值得使用的特点. 现在卫星与地面通讯的主要研究偏向集中在两个大气衰减较小的窗口，Q 频段和W 频段， 而60 GHz 频段被以为是实现星间通讯的主要频段.
别的, 毫米波光载无线通讯(RoF) 系统也获得了迅速的生长. 光纤具有本钱低、信道带宽大、消耗小、抗滋扰能力强等优点, 成为现代通讯系统中不可或缺的部分. 正如上文提到的, 毫米波具有传输容量大、体积小等优点, 但也有空间传输消耗大等弱点. 毫米波RoF 系统团结了毫米波和光纤通讯的优点, 是实现宽带毫米波通讯远距离传输的有用手段. 自从1990 年光载无线通讯的看法被提出之后，这个领域现在在毫米波频段成为了研究热门，许多研究小组在差别的毫米波频段举行了研究, 好比60 GHz 、75-110 GHz、120 GHz 、220 GHz、250 GHz 等.
2 毫米波成像
使用毫米波穿透性、清静性等优点, 毫米波成像可有用地对被检测物体举行成像, 在国家清静、机场安检、大气遥感等方面获得了普遍的研究, 凭证成像机理分为被动式成像和自动式成像.毫米波被动式成像是通过探测被测物自身的辐射能量, 并区分差别物质辐射强度的差别来实现成像. 被动式成像从机理上看是一种清静的成像方法, 不会对情形造成电磁滋扰, 但对信号自己的强度以及吸收机的迅速度要求较高。 海内外对毫米波被动式成像手艺已开展了大宗的研究。
毫米波自动式成像主要是通过毫米波源发射一定强度的毫米波信号, 通过吸收被测物的反射波，检测被测目的与情形的差别，然后举行反演成像. 自动式成像系统可以对包括塑料等非金属物体举行检测, 其受情形影响较小, 获得的信息量大, 可以有用地举行三维成像. 常用的自动式成像系统主要包括焦平面成像以及合成孔径成像。毫米波成像系统已应用于海内外许多机场的安检. 海内上海微系统所孙晓玮团队研发乐成了毫米波成像安检系统, 电子科技大学樊勇团队研制乐成了毫米波动态成像系统。
3 毫米波雷达
毫米波雷达具有频带宽、波是非、波束窄、体积小、功耗低和穿透性强等特点. 相比于激光红外探测, 其穿透性强的特点可以包管雷达能够事情在雾雨雪以及沙尘情形中， 受天气的影响较小。相比于微波波段的雷达， 使用毫米波波是非的特点可以有用减小系统体积和重量，并提高区分率. 这些特点使得毫米波雷达在汽车防撞、直升机避障、云探测、导弹扶引等方面具有主要的应用.
微波毫米波汽车防撞雷达主要集中在24 GHz和77 GHz 频段上, 是未来智能驾驶或自动驾驶的焦点手艺之一. 在直升机毫米波防撞雷达的研究上, 人们特殊关注毫米波雷达对电力线等的探测效果。
毫米波在大气遥感方面也有很主要的应用，其中代表性的有毫米波云雷达. 毫米波云雷达主要针对降水云举行探测,，用于探测云内部宏观和微观参数,，反应大气热力及动力历程. 由于毫米波波是非，在云探测中体现出很高的丈量精度和区分率, 具有穿透含水较多的厚云层等优势。南京信息工程大学葛俊祥团队研制了W 波段云雷达, 北京理工大学吕昕团队正在研制94/340 GHz 双频段云雷达.
除了民用, 毫米波雷达在军事方面也有着很是主要的应用, 好比在准确制导武器中, 毫米波雷达扶引是一项焦点手艺, 是全天候实验目的准确攻击的一种有用手段。