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都是干货5G器件及芯片测试经验深度分享

2019-08-16 01:20:38  阅读:853 作者:责任编辑NO。卢泓钢0469

5G通讯体系从最开端就提出了更快、更高、更强的标语(哎,这不正是闻名的奥林匹克格言吗?),从1G到5G乃至到未来的通讯体系,规划师们正是秉承着这个抱负,来规划并晋级一代一代的通讯体系。

5G更强壮的数据通讯才能以及更丰厚的衔接场景的规划方针,如家庭影院、4K乃至8K的高清电影、VR、长途医疗、车联网等新式运用被各种脑洞,想象YY(给群众用户“洗脑”十分必要,究竟未来的出资要靠这些人收回来)。

要满意这些规划方针,没点立异怎样能行?所以,Massive MIMO毫米波等新技能名词一度成为热搜名词。但也有人说,当3GPP决议5G NR持续运用OFDM技能的那一刻,比较4G而言,5G其实没有颠覆性的技能,而毫米波差不多成了5G最大的“新意”。

依据3GPP 38.101协议的规则,5G NR首要运用两个频段:FR1 和FR2:FR1(450MHz-6GHz),即一般所说的Sub 6GHz;FR2(24.25GHz-52.6GHz),即一般所说的5G毫米波频段。FR1上行将发作的演化被许多人以为是对当时4G体系的演进,而对毫米波的拓宽才是当时5G通讯体系最大的新点和难点,由于就算是Massive MIMO这项技能,其实也更多地是为了弥补毫米波频段自身的缺点。

在美国,当时首要的运营商还以开展毫米波5G为主,用于弥补偏远地区的用户接入。在我国,尽管优先布置和开展Sub 6GHz 的5G体系,但到2019年这个行将商用的时刻点,运营商们也开端逐渐将眼光投射到毫米波频段,用以完成5G通讯体系的强壮方针。

这不,就在不久前,工信部现已给我国移动香港发了频段为26GHz-28GHz之间的毫米波车牌。除此之外,香港电讯和数码通也相同别离获得了该频段内的400MHz的带宽。

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什么是毫米波

毫米波(millimeter Wave):波长在1-10mm的电磁波称为毫米波,处于微波与远红外波相交叠的波长规划,因而兼具两种波普的特色。毫米波的理论和技能别离是微波向高频的延伸和光波向低频的扩展。

02

为什么要扩展到毫米波

简略来说,运用驱动需求。许多年曾经,无线通讯运用不像现在这般拥堵昌盛。30GHz以内的频谱满意敷衍各种运用,而咱们所了解的移动通讯体系更是根本会集在6GHz以下的优质频谱上。不过经过多年的开展,6GHz以内的优质频谱资源现已根本挤不下任何东西了,无论如何折腾(筛选过往的运用、选用认知无线电技能来复用频谱等),移动通讯体系的频谱资源缺少和抵触依然是最为严峻的问题。现在要开发新的5G体系,仅仅靠部分运营商腾出一些2G年代的少数频谱资源怎样够。直到有一天,有人忽然发现,那不是还有一大片毫米波频段么!毫米波频段就像一块未开发的处女地,一片新大陆,为移动用户和运营商供给了许多的可用频谱资源。

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毫米波的长处

长处1

极大的带宽。一般以为毫米波频率规划是26.5GHz-300GHz,带宽高达273.5GHz,超过从直流到微波悉数带宽的10倍。即便考虑大气吸收要素,毫米波段有很大一部分带宽并不合适“寓居”,使得毫米波段只要四个首要的可用窗口,但这四个窗口的总带宽也可达135GHz

长处2

波束窄。在相同天线尺度下,毫米波的波束要比微波的波束窄的多。例如一个12cm的天线,在9.4GHz时波束宽度为18度,而在94GHz波束宽度仅为1.8度,因而毫米波往往被用于分辩更近的小方针或许更为明晰的调查方针的细节。

长处3

与激光比较,传达受气候影响小许多,因而能够以为具有全天候特性。

长处4

与微波比较,毫米波元器材的尺度要小许多。因而更简单小类型。

04

这么一大片新大陆,怎样现在才想起来搬曩昔

尽管毫米波频段有以上的各种长处,但要将其运用于移动通讯体系,也有许多难点:

难点1

毫米波的传输间隔真实有限,要用在大规划掩盖上难度不小,高密度布置的话本钱也颇高,这也是现在许多运营商比较头疼的问题。教师教训咱们,无线电波的频率越高,传达间隔越短。在抱负的自由空间传达条件下,一个70GHz的毫米波传达10米之后损耗高达89dB;而在非抱负的传达条件下,传达损耗更是大的多。因而,毫米波体系有必要经过进步发射功率、进步天线增益、进步承受灵敏度等各种办法来补偿这么大的传达损耗。现在5G通讯体系里引进了Massive MIMO大规划天线阵列技能等,也是为向毫米波频段搬迁修好路途。

难点2

本钱高。曩昔毫米波器材/芯片一向用于军事范畴而无法大规划商用。但最近几年,经过运用SiGe、GaAs、GaN、InP等资料并结合新的出产工艺,作业于毫米波段的芯片上现已集成了小至几十乃至几纳米的晶体管,大大降低了本钱。为毫米波的商业化运用供给了或许。

05

开发新大陆,你的器材/芯片都预备好了么

尽管从技能理论层面上看,Massive MIMO的引进、大功率器材的规划出产能在必定程度上处理毫米波传达间隔受限的束缚,不过要想到达预订的方针,整个毫米波链路上的一切器材和芯片都有必要完美合作。每个器材/芯片各司其职,才能使整个体系终究到达预订方针。

此外,在本钱方针越来越严的要求下,您规划和出产的毫米波器材和芯片的功能还有多少裕量也是一个值得考量的问题。今日小编就专门就针对5G毫米波频段的器材/芯片测验,再为您整理一遍~

5G通讯链路上典型的毫米波芯片/器材等如下:放大器,滤波器,混频器,传输线,天线等。针对这一系列毫米波器材/组件,咱们能够总结出一系列通用的测验需求,如下:

针对以上测验需求,Keysight 强壮的网络分析仪单机频率掩盖到67GHz,供给比如S参数、增益紧缩、交调测验、脉冲鼓励测验等一系列测验才能毫无压力,是一台真实意义上的毫米波器材/组件综合测验体系。结合外部扩频头,还可供给1100GHz频段的测验扩展才能。

通用方针测验

5G毫米波组件/器材的On Wafer测验+全参数测验

DUT尺度小,需合作探针台与外表仪器进行DUT丈量

DUT测验端口衔接次数有限,最好能进行一次衔接多参数测验

校准较为困难,耗时影响功率,外表的安稳度必定要好,且能多通道一起校准!

DUT没有封装,要考虑散热和屏蔽的问题,因而要运用脉冲式的测验办法

以上一切On Wafer测验需求,Keysight的PNA网络分析仪,一台外表,悉数满意!而针对非wafer级的全参数测验,咱们的PNA更是妥妥满意您的测验需求~下图是咱们在On Wafer测验中进行噪声系数校准的衔接图和校准过程~

如下是咱们PNA-X N5290/91A的典型装备

想了解On Wafer测验及全参数测验的更多内容?

(噪声系数校准、功率校准、多通道校准、

IDM测验、增益紧缩测验、脉冲丈量等)

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