優(yōu)化毫米波信號(hào)分析的五個(gè)提示

主流毫米波

就在十年前，這可能令人難以置信，但50 GHz 以上的毫米頻率應(yīng)用正在成為主流。無(wú)線高清、802.11ad 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、5G 蜂窩、早期 6G 和汽車?yán)走_(dá)成為重要趨勢(shì)，引發(fā)人們的廣泛關(guān)注，半導(dǎo)體技術(shù)的顯著進(jìn)步支持了這一趨勢(shì)。

是什么行業(yè)趨勢(shì)推動(dòng)了毫米波頻率的發(fā)展?其中一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)驅(qū)動(dòng)因素是低頻頻譜的高成本。在較高的頻率上，較低的成本使用較寬的連續(xù)頻譜具有經(jīng)濟(jì)吸引力。此外，將現(xiàn)有的通信流量轉(zhuǎn)移到更高的頻率，以便在可能的情況下釋放較低頻率的頻譜，對(duì)公眾也有好處。毫米波產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)上是可行的。

可負(fù)擔(dān)的零售價(jià)格無(wú)線高清。越來越多的汽車配備了雷達(dá)。將這項(xiàng)技術(shù)以大規(guī)模采用所需的價(jià)格推向大眾市場(chǎng)，給設(shè)計(jì)和制造帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

它的經(jīng)濟(jì)潛力很大，機(jī)會(huì)相對(duì)來說是短期的，而技術(shù)挑戰(zhàn)正是射頻工程師們感到興奮的事情。無(wú)論您的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)還是測(cè)試，在追求充分利用厘米和毫米波段的潛在容量的實(shí)際方法方面，還有許多困難的工作要做。

在微波和毫米波頻率上，工程本身就具有挑戰(zhàn)性。隨著射頻工程師已經(jīng)轉(zhuǎn)向毫米波頻率和更寬的帶寬，他們必須解決微波和毫米波頻帶的更寬帶寬和更高的數(shù)據(jù)速率帶來的噪音增加的問題。這種噪聲降低了信噪比(SNR)，并最終削弱了信道容量增益，如圖1所示。

毫米波頻率的寬頻保證了信道容量的巨大增加。不幸的是，這些帶寬聚集了更多的噪聲，這限制了現(xiàn)實(shí)世界的容量和頻譜效率。

圖1. 比較不同信道帶寬下的最大頻譜效率。s形曲線顯示了頻譜容量和信道效率回報(bào)如何隨著帶寬變得非常寬而減少。

圖1還顯示了現(xiàn)有服務(wù)運(yùn)行時(shí)的頻譜效率和信道帶寬。這就是射頻工程師已經(jīng)將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際的地方。隨著毫米技術(shù)的廣泛應(yīng)用，您將對(duì)各種權(quán)衡進(jìn)行優(yōu)化。

以毫米波頻率測(cè)試

在毫米波頻率下進(jìn)行測(cè)試是一項(xiàng)非常重要的工作，需要細(xì)心和注意。許多在較低頻率下可以被忽略的事情真的開始變得重要起來。隨著頻率的增加，精度和動(dòng)態(tài)范圍已經(jīng)在下降，在精度、重復(fù)性或連接損耗方面，你不想放棄任何不必要的東西。因?yàn)槟阗I的測(cè)量方案包括信號(hào)分析儀、信號(hào)發(fā)生器和相關(guān)設(shè)備——都比較昂貴，您希望提取所有可用的性能，并盡可能保留所有余量。

無(wú)論你是否做過許多毫米頻率的測(cè)量，你都可能在跟蹤這一領(lǐng)域的發(fā)展。鑒于無(wú)線和其他應(yīng)用擴(kuò)展到更高的頻率和更寬的帶寬，覆蓋范圍并不短缺。在毫米頻率下獲得精確可靠的測(cè)量肯定會(huì)挑戰(zhàn)你的技能，并密切關(guān)注那些你在射頻甚至微波中更隨意對(duì)待的因素。

優(yōu)化毫米波信號(hào)分析的五個(gè)提示

考慮到向更高頻率和更寬帶寬的進(jìn)軍，這五個(gè)優(yōu)化毫米波信號(hào)分析的提示比以往任何時(shí)候都更重要。

?提示1:連接器保護(hù)程序發(fā)揮作用。

作為連接器保護(hù)器的同軸適配器是一個(gè)實(shí)用的配件，以減輕磨損和損壞更微妙的輸入連接器。

?提示2:外部混合或直接頻率覆蓋，哪個(gè)是你的最佳選擇?

預(yù)算和測(cè)試設(shè)置考慮因素將在今天可用選項(xiàng)中決定最佳選擇方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

?提示3:校準(zhǔn)是關(guān)鍵。

在毫米波頻率下，路徑損耗是非常重要的，對(duì)其進(jìn)行校正是進(jìn)行精確測(cè)量的關(guān)鍵。

?提示4:對(duì)于毫米級(jí)連接來說，正確的扭矩是簡(jiǎn)單而重要的

雖然連接器扭矩和旋轉(zhuǎn)不是連接器損壞和性能差等問題的唯一來源，但它們是非常重要的考慮因素。

?提示5:何時(shí)使用同軸電纜，何時(shí)使用波導(dǎo)

正如你可以從上面的總結(jié)中看到的，其他同軸/波導(dǎo)的權(quán)衡可能是你決定使用哪種連接的因素。

靈敏度是毫米頻率測(cè)量的一個(gè)重要方面。在這些頻率上很難獲得功率，而且使用的寬頻帶可以收集大量的噪聲，限制了信噪比。優(yōu)化信號(hào)分析儀顯示的平均噪聲水平(DANL)，以及謹(jǐn)慎的連接，應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生出色的雜散和排放測(cè)量結(jié)果。

毫米測(cè)量，尤其是寬帶測(cè)量，將會(huì)繼續(xù)被要求，但隨著它們成為你工程努力的更大一部分，處理它們的工具已經(jīng)到位。無(wú)論您選擇外部混合，帶頻率擴(kuò)展器的信號(hào)分析儀還是連續(xù)、直接覆蓋頻率的單盒信號(hào)分析儀，了解您需要進(jìn)行哪些測(cè)量是過程中的關(guān)鍵部分。

審核編輯：黃飛