据美国媒体报道苹果公司开始籌备5G手机的研发，近日向美国联邦通讯委员会(FCC)提交申请进行手机无线电服务的测试。这次测试在两个地方进行一个在加州苹果公司总蔀，另一处在临近的苗必达(Milpitas) 这次测试将会长达12个月，苹果公司主要利用毫米波技术进行无线电服务测试这种技术通常使用28或39千兆赫频段。下一代5G无线网络可能会实现每秒1G的超高速度低延时及其它潜在优势。 在美国威瑞森、美国电话电报公司(AT&T)、和德国电信(T-Mobile)都在研发5G技術。但距离5G技术的成功还有很长一段路要走基础设施还在建设之中，安全问题必须严格把控行业标准也需要制定出来。最早2020年之前5G技术还不可能实现广泛应用。

5G是什么有多快，距离我们还有多远 如果你生活在2017的中国那么你很有可能正在使用4G的移动网络。简单来讲5G就是4G的下一代通信技术;复杂点现在不好讲，因为相比4G通信的标准使用Long-Term Evolution Advanced (LTE-A),5G的标准还未落定此时此刻各大公司和科研机构正在为制定5G通信标准而日夜奋斗着。可以肯定的是5G通信将大大提升通信速度和稳定性。类似于4G技术对于3G的提升一样只是提升的幅度将更大。5G通信在人类苼活中的重要性也将跨越式增长 图 3GPP公布的5G Logo 那么5G到底有多快?

为了服务客户，全球各地的电信业者已在频谱上投资了数十亿美元设定频谱拍卖底价更突显了频谱这种宝贵资源的市场价值与供不应求的特性。开启新的频谱让电信业者不仅能服务更多使用者还能提供更高效能嘚移动宽带数据传输体验。与6GHz以下的频谱相比毫米波的频谱不仅非常充裕，而且只要稍经授权就能使用因此世界各地的业者都能运用毫米波。此外现代芯片制造技术已经大幅降低了毫米波设备的成本，所以在价格方面这些设备已可用于消费性电子产品。而采用毫米波所面临的挑战主要在于这些频谱并未经过完整研究，仍有尚未解决的技术问题 电信业者已开始研究毫米波技术，以便评估最适合移動应用的频率范围国际电信联盟(ITU)与3GPP已共同规划进行5G标准的两阶段研究。第一阶段研究将着重于40GHz以下的频率以因应较急迫的商业需求部份，完成时间订为2018年9月第二阶段则预计从2018年开始，于2019年12月完成目标是达成IMT 2020所列的KPI，并着重于高达100GHz的频率 当ITU、3GPP与其他标准组织决定以2020姩做为定义5G标准的期限时，手机电信业者正加紧脚步推出5G服务美国的Verizon与AT&T致力于在2017年推出5G的初始版本。韩国规划在2018年奥运推出5G试行版日夲则预计在2020年的东京奥运展示5G技术。有了这些不同单位订定各自的目标适用于5G的频率选项也逐渐浮上台面：28GHz、39GHz与73GHz。 这三种频带之所以能脫颖而出有许多原因。首先这三种频率不像60GHz必须承受约20dB/km的氧气吸收损耗，其氧气吸收率远低于此数值(如图3所示)因此较适合长距离通訊。这些频率也能在多路径环境中顺利运作并且能用于非可视距离(NLoS)通讯。透过高定向天线搭配波束成形与波束追踪功能毫米波便能提供稳定且高度安全的连结。 纽约大学理工学院(NYU Polytechnic School of Engineering)的Ted Rappaport博士与他的学生已开始着手研究28GHz、38GHz与73GHz的通道特性与潜在效能他们藉由传播量测与研究，探讨这些频率潜在的服务中断情形并且已发表多篇相关论文。透过这些频率的现有数据与研究再结合全球可用的频谱，便能从这三种頻率开始执行毫米波的原型制作     图3：毫米波频率范围的大气吸收率(以dB/km为单位)*

国家仪器技术行销经理潘建安指出，C-RAN指的就是云端基地台与異质网路的整合这在5G技术发展上，会是比较属于后面的阶段而目前，可以看到Massive MIMO是发展最快速的因为Massive MIMO主要是着重于基地台端的技术，呮要透过加大基地台的天线设备就可以延续现阶段LTE的功能，例如波束技术(BeamForming)等都可以这样来实现。 至于毫米波的启用则是因为6GHz以下的頻段太过于拥挤，使得业者需要往上发展透过新的频段，来提供更大频宽以进行更大数据的传输，毫米波也成为5G的市场兵家必争之地 在毫米波之后，新的调变技术将会重新定义物理层的架构再透过物理层之上的C-RAN规范，共同协调以使整个网路可以达到最佳化也因此，C-RAN的发展脚步会是在新的物理层调变技术定下来之后，才会有比较明确的方向 就现阶段观察，C-RAN已经有单位开始着手进行研究但比较偏在模拟的形式，或者是建构于现阶段LTE的网路架构下总观来说，C-RAN的研究要真的应用于5G通讯上看起来还需要再多一点时间的酝酿。 5G频段嘚制订 放眼目前毫米波有这么多不同频段但到底哪个频段最适合用于5G的传输呢?尽管60GHz看似是个不错的频段，但却迟迟都没有进一步的标准確定 观察目前台、日、韩等国，现阶段都以28GHz、38GHz等为主力频段潘建安指出，其中一个最主要的原因就在于60GHz经过Channel Sounding的结果，证实是雨衰最嚴重的一个频段在60GHz频段下，最怕下雨与水气将会导致讯号快速衰变。 而毫米波的频段其实还关乎到该国家或城市，原本就既定在使鼡中的军用频道或卫星电视讯号等例如欧美国家，频繁使用的卫星电视讯号就是使用在28、38GHz等这些频段。 亚洲地区则因为较少使用卫星電视也使得28、38GHz现阶段普遍应用于5G的发展上。至于70GHz以上的频段则因为多半都已经使用于军事用途，因此反而较少跨足到这个领域来 5G的發展阶段，第一目标是订在2020年相关单位希望能在2020年的东京奥运，就能有实验网路开始实际测试在东京奥运的会场上，就可以实际在这麼多使用者的状况下来进行5G高速网路的实测。 全新的服务型态 Alifecom(华壹生活科技)总经理陈达庆表示发展5G通讯的主要目的，不外乎就是让无線传输的速度更快、并让系统的稳定度更高目标是达到千倍的系统容量、百倍的传输速率、大量的联网装置，并且还要能够兼顾节能低功耗以及更低的系统成本。 发展5G通讯跟过去最大的不同之处在哪里呢?事实上，从3G到4G最大的改变就在于速度变快、频宽更大，也引领著智慧手机的问世然而5G所要做的，除了延续更高频宽与更快的速度之外，还将专注于更高的系统整合度 发展5G的主要目的，就是让无線传输速度更快、系统稳定度更高还要能够兼顾节能低功耗，以及更低的成本 回顾过去从3G走到4G的这条路，由于标准的不确定使得台灣还压错了宝，赔了一个WiMAX下去然而5G要走的路，其实很明显就是LTE技术的延伸。而接下来的重点就在于如何将更多的服务类型，透过无線化整合在同一个标准下来进行服务支援，这就是5G发展的关键点了 也因此，若5G发展重点是着重在服务层与应用层的话实体层与通讯層的技术比重反倒不那么吃重了。陈达庆认为5G会让相关厂商不得不去注意另一个层面的问题。如果把无线通讯比喻成一条高速公路当5G技术让这条公路变得更宽敞了，会使得更多车子同时涌上这条高速公路 需要注意的是，这些车子有些是消防车、有些是救护车，有些昰跑车、有些是一般家用轿车有些是大货车、有些是客运车。这些车子的特性与需求都各不相同。例如吨位很大的货车不疾不徐慢慢开，不赶时间只要能准时到达目的地就好。但救护车则需要快速抵达事故现场别的车必须让路使其先行。而跑车、轿车等的需求也嘟不同 透过高速公路这样的比喻，回归到5G通讯上会发现不同的应用服务，所需要的通讯优先顺序也各不相同有些需要越来越快速的通讯服务、有些则是低价慢速的服务就已经足够、有些则需要很省电，有些则需求很高的可靠度与稳定度 正因为不同种类的服务，对于網路的需求也截然不同这些不同的服务类型，将如何整合在一个小小的5G手机上呢?这是面对5G最需要思考的一个问题。 因此5G通讯不能只昰提供一个更快速的网路服务而已，而是要提供一个不只更全面性涵盖所有服务类型，还必须要运行得很流畅才行化零为整，全面整匼这才是5G发展的重点。也因为涵盖的层面过于复杂5G发展的时程，会比我们想像的更往后拖延 从终端需求思考 Alifecom软体工程副总许亨仰则認为，以前在2G与3G的时代主导标准的，都是晶片商不然就是网路设备商。没有什么声音是来自电信营运商但随着行动服务产业的兴起，电信营运商扮演越来越重要的角色他们扮演的角色，有点类似大型的终端使用者 从他们营运商的角度来看，由于要提供更多的服务因此对于通讯，也产生很多不同的思考以及全新的需求。面对5G的崛起他们更是深觉不能缺席。因此这些营运商也逐渐形成一个联盟，并希望可以影响到标准的制订 未来5G通讯，会着重在更多服务与系统的整合因此，必须从终端使用者的角度来思考才能符合真正嘚市场需求。

7月24日消息据VentureBeat报道，随着新一代5G蜂窝网络将于几个月内在美国、韩国以及其他国家推出高通今天宣布推出两款非常重要的噺组件，即世界上第一款完全集成、可用于移动设备的5G毫米波(mmWave)天线模块和sub-6 GHz射频模块这些部件将使智能手机能够连接即将到来的5G mmWave网络，这┅成果曾被认为是不可能实现的 GHz、3.3-3.8 GHz或4.4-5.0 GHz波段。每个国家的监管机构目前都在确定哪些mmWave和sub-6 GHz频段将用于各自境内的5G服务 图2：高通的mmWave天线和X50调淛解调器使移动设备能够实现超高速5G速度，实现了一度难以想象的小型化 虽然sub-6 GHz模块使用与现有无线电话相似的无线电频率但mmWave模块是个重夶突破。高通指出mmWave曾被认为是很难集成到移动设备上，挑战包括“材料、外形因素、工业设计、热元件以及辐射电源的监管要求等”泹工程师们最终解决了工程问题。 高通总裁克里斯蒂亚诺·阿蒙(Cristiano Amon)解释道对于智能手机和整个移动行业来说，今天有关第一款商业5G NR mmWave天线模塊和sub-6 GHz射频模块的声明是个非常重要的里程碑这些解决方案涵盖mmWave和sub-6 GHz谱带，使移动5G网络和设备(尤其是智能手机)大规模商业化成为可能有了5G，消费者可以期待千兆级的网速和非常快的响应速度这将改变移动体验。” 为了在密集的城市地区和拥挤的室内环境中提供高网络吞吐量QTM052支持高达800MHz的带宽，使用先进的波束形成、波束转向和波束跟踪技术来改进mmWave信号该模块包括5G无线电收发器、电源管理IC、RF前端和相控天線阵，与Snapdragon X50调制解调器配合形成完整的系统 有趣的是，四个QTM052模块可以放在一个智能手机上以提高设备对信号衰减和其他干扰的抵抗力。這为原始设备制造商提供了一种强有力的替代方案以便在2019年初将他们的第一批高速5G设备推向市场，同时让 工程师们继续致力于更精简的苐二代机型 图3：高通预计，许多制造商将在一个机壳中放置四个mmWave天线模块以避免信号丢失 相比之下，包括QPM5650、QPM5651、QDM5650和QDM5652在内的sub-6 GHz模块家族将使设备能够在人口较少的非城市地区访问5G网络。虽然这四个模块都支持相同的sub-6 GHz波段但是P版本包含功率放大器，而D版本提供多样性支持咜们都是为支持大规模MIMO传输而设计的，MIMO传输使用多个天线来实现高数据速率 高通表示，所有的新部件目前都在对客户进行采样预计它們将于明年初出现在首批5G智能手机上。不过高通此前曾表示，将在此之前帮助部分客户推出设备

从自适应巡航控制(ACC)等舒适性功能、紧ゑ刹车等安全功能，到诸如行人探测和360度感测的最新型应用高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 在过去五年飞速发展。此前实现这些应用的毫米波(mmWave)传感器都是分立式的，即发射器、接收器和处理组件均为独立单元这使得毫米波传感器的设计过程十分复杂，并且整个解决方案的体积庞夶且笨重 相对于基于传统锗硅(SiGe)的传感器技术，TI基于RFCMOS的雷达传感器引入了更高的数字和模拟集成度以实现高输出功率、低功耗(比市面上現有解决方案低50%)和低相位噪声，从而用具有高精度和超高分辨率的感测功能为用户提供更加安全和先进的驾驶体验 借助TI mmWave传感器产品组合Φ的3个器件，AWR1243、AWR1443和AWR1642传感器开发人员能够为他们的设计选择最佳器件。 这款AWR1x传感器在76 - 81GHz波段内工作采用调频连续波技术(FMCW)，并具有以下特性： 锁相环(PLL)可实现线性和高精度调频有助于提高范围精度。 能够覆盖整个4GHz调频带宽从而能够探测5cm范围以内的物体。 一个复杂的接收器架構能够在稠密的传感器环境中实现人为干扰或非人为干扰的探测 可以在整个电压和温度范围内进行自校准的智能化自监控系统。 长距离囷中距离感测应用 想象一下当高速驾驶一辆具有自动巡航控制功能的车辆时，如果在特定距离或弯道上汽车附近出现了任何障碍物，毫米波传感器可以在几毫秒内探测到这个障碍物随后，中央智能系统将在100毫秒内警告驾驶员可能出现的危险并提醒驾驶员采取必要措施。 如图1所示AWR1243 mmWave是一款具有3个发射器和4个接收器天线的雷达前端传感器。这款器件针对的是诸如ACC和自动紧急刹车(AEB)等长距离和中等距离雷达應用以实现自动驾驶。与它一同提供的还有CSI-2/信号 LVDS、I2C和SPI该单芯片毫米波集成电路(MMIC)还具有一个内置的校准和监控引擎，并且可以与诸如TI TDA3处悝器等外部处理器耦合将多个AWR1243传感器级联在一起可以在自动高速公路驾驶的成像雷达等应用中轻松实现更远的距离和更佳的角分辨率。   圖1：AWR1243 毫米波收发器、视野范围和视域能力 短距离应用 伊诺交通中心的数据显示大约90%的汽车事故是由人为错误导致，其中很多事故是由于駕驶员注意力不集中引发的目前市面上已有的摄像头、24GHz雷达和超声波传感器可以解决这些问题，但是这些产品也许不是最佳选择这也囸是TI的77GHz单芯片数字信号处理器(DSP)集成解决方案能够大展拳脚的领域。我们的毫米波传感器可以在任何环境条件下工作比如白天、夜晚、雪忝、雨天、雾天和扬尘天气等，并且在小外形尺寸内以低功耗提供高精度测量值。 相对于24GHz传感器TI AWR1642传感器提供以下特性： 外形尺寸缩小33% 功耗减少50% 范围精度提高10倍以上 整体方案成本更低 如图2所示，AWR1642是一款高端单芯片毫米波传感器具有2个发射和4个接收天线，针对短距离和超短距离应用比如盲点探测、变道辅助、十字路口交通警示和车辆启停控制等。它具有CAN、CAN FD和SPI接口以及1.5MB的片上内存，一个ARM? Cortex?-R4F和TI C674x DSP负责数据處理 通过HIL接口可以将现场采集到的ADC原始数据反馈给传感器，从而实现数据的分析和算法开发密码加速器将那些通过CAN/CAN FD接口发送给引擎控淛单元的目标/原始数据进行加密。 ARM Cortex-R4F可以运行汽车开放式系统架构(AUTOSAR)、集群和跟踪算法对于诸如快速傅里叶变换(FFT)和物体探测等信号处理密集型应用来说，C674x DSP可以执行定点和浮点运算以提升处理效率   图2：AWR1642单芯片传感器、视野范围和视域能力 超短距离应用 在目前和未来的车辆设计Φ，诸如停车辅助、乘坐人员探测、车门/后备箱开启装置以及简单手势运动等接近度感测应用正在成为重要的组成部分 AWR1443是一款可用于此類应用的77至81GHz高度集成雷达器件。下面图3中显示的这款AWR1443器件包括针对3个发射和4个接收天线的完整毫米波射频部分以及模拟信号链并包含具囿0.5MB片上存储器的用户可编程ARM Cortex R4F，以实现前端的自主运行 图3：AWR1443单芯片传感器 今日启用 为了使你能够立即着手开发雷达解决方案，TI提供针对所囿这3款器件(AWR1243, AWR1443, AWR1642)的评估模块(EVM)、参考电路原理图、PCB设计文件和BOM使你能够在短时间内搭建属于自己的电路板。 此外TI提供mmWaveSDK，这是一款由驱动程序、操作系统(OS)抽象层、参考算法库、固件、API、实用工具和演示实例组成的软件开发套件这些库使得针对射频前端子系统的控制和监控更加簡便，而这些驱动程序通过标准外设提供与外部的通信mmWave Studio工具帮助开发人员以系统级参数配置射频前端，比如调频和系统配置文件、起始囷终止频率以及更多其它参数，并且分析射频性能通过充分利用TI的软件和系统开发套件(SDK)，开发人员可以在30分钟内评估和实现一个传感器项目

ADAS，即高级驾驶辅助系统这一名词随着自动驾驶的火爆也变成了半导体行业的热门话题和热门研究领域。 ADAS技术的两大核心即传感技术和雷达技术这两者是ADAS主动安全的核心功能。而这两大技术如何才能更好的融合以促进ADAS技术未来的发展?ADI公司汽车电子事业大中华区市場总监许智斌先生认为：“视觉传感技术与雷达传感技术各有优缺点短时间内无法相互取代，在成熟的ADAS系统中多传感器融合是必然的,怹们是相辅相成的技术。视觉技术可以用于提供路线偏差预警、安全车距预警、碰撞缓冲刹车系统、交通信号识别、智能前灯控制、物体檢测/分类、行人检测等功能但对于恶劣工况的鲁棒性较低。雷达传感技术可提供前/后停车帮助、安全车距预警、车道变换辅助、盲点检測、碰撞缓冲刹车系统、全速范围自适应巡航控制等功能但目前成本较高。”   ADI公司汽车电子事业部大中华区市场总监 许智斌先生 许智斌先生还认为就雷达技术而言，国内和国外的激光和毫米波雷达的发展还是存在一定的差距：“无人驾驶包含多种传感器和处理器其中感知识别、地图等组件模块有望成为国产突破口。以目前ADAS系统产业链情况分析可以判断未来感知识别、地图等组件模块等有望成为国产囮突破口，而决策模块由于涉及到整车控制技术门槛较高，预计仍会掌握在整车厂商及国际零部件巨头手中” 在未来，毫米波雷达和噭光雷达融合依然会是未来无人驾驶中雷达技术的主流：“雷达技术在远距离天气恶劣等情况下将发挥巨大作用，配合视觉传感器超聲传感器，激光雷达等等建立起成体系的传感器系统，各司其职扬长避短，给到车辆和驾驶员正确的环境信息我们认为24GH在雷达在成夲和开发难度上还是有优势的，会在中国等地区发挥应有的作用五年后，可能会慢慢过渡到77GHz雷达

汽车防碰撞系统对提高汽车行驶安全性十分重要，该系统的研究一直倍受重视从1971年开始，相继出现过超声波、激光、红外、微波等多种方式的主动汽车防碰撞系统但是以仩系统均存在一些不足，未能在汽车上大量推广应用随着各国高速公路网的快速发展，恶性交通事故不断增加为减少事故，先后采用荇驶安全带、安全气囊等保护措施但这些技术均为被动防护，不能从根本上解决问题毫米波是指波长介于1~10mm之间的电磁波，其RF带宽大汾辨率高，天线部件尺寸小能适应恶劣环境，所以毫米波雷达系统具有重量轻、体积小和全天候等特点“主动汽车毫米波防碰撞雷达系统”成为近年来国际上研究与开发的热点，并已有产品开始投入市场前景十分看好。    本文介绍了主动汽车防碰撞毫米波雷达的原理報导了我们研制出的SAE-100型毫米波防碰撞雷达样机。汽车防撞毫米波雷达系统原理    主动汽车防碰撞是以雷达测距、测速为基础的防撞雷达系統实时监测车辆的前方，当有危险目标（如行驶前方停止或慢行的车辆）出现雷达系统提前向司机发出报警，使司机及时作出反应同時雷达输出信号到达汽车控制系统，根据情况进行自动刹车或减速    毫米波防撞雷达系统有调频连续波（FMCW）雷达和脉冲雷达两种。对于脉沖雷达系统当目标距离很近时，发射脉冲和接收脉冲之间的时间差非常小这就要求系统采用高速信号处理技术，近距离脉冲雷达系统僦变的十分复杂成本也大幅上升。因而汽车毫米波雷达防撞系统常采用结构简单、成本较低、适合做近距离探测的调频连续波雷达体制毫米波FMCW雷达系统结构    FMCW汽车雷达系统如图1所示，包括天线、收发模块、信号处理模块和报警模块或汽车制动装置射频收发前端是雷达系統的核心部件。国内外已经对前端进行了大量深入研究并取得了长足的进展。已经研制出各种结构的前端主要包括波导结构前端，微帶结构前端以及前端的单片集成国内研制的射频前端主要是波导结构前端。一个典型的射频前端主要包括线性VCO、环行器和平衡混频器三蔀分如图2所示。前端混频输出的中频信号经过中频放大送至后级数据处理部分数据处理部分的基本目标是消除不必要信号（如杂波）囷干扰信号，并对经过中频放大的混频信号进行处理从信号频谱中提取目标距离和速度等信息。毫米波FMCW雷达测距、测速原理    雷达系统通過天线向外发射一列连续调频毫米波并接收目标的反射信号。发射波的频率随时间按调制电压的规律变化一般调制信号为三角波信号，发射信号与接收信号的频率变化如图3a所示反射波与发射波的形状相同，只是在时间上有一个延迟(t(t与目标距离R的关系可表示为    △t=2R/c    也就昰说，目标距离与前端输出的中频频率成正比    如果反射信号来自一个相对运动的目标，则反射信号中包括一个由目标的相对运动所引起嘚多谱勒频移fd（如图4）在三角波的上升沿和下降沿输出中频频率可分别表示为    fb+=△f-fd    （3）    式中——f0：发射波中心频率；：发射波波长。    速度v嘚符号与目标相对运动的方向有关目标靠近时v为正值，反之v为负三角波上升沿和下降沿的中频信号频率由DSP进行FFT变换得到。    由公式（2）囷（5）就可以计算出目标距离和目标相对运动速度SAE-100型毫米波防碰撞雷达系统的研制    上海汽车电子工程中心经过近一年的研究，已经研制絀SAE-100型毫米波防碰撞雷达系统样机该样机采用零差FMCW体制，系统结构如图1所示工作频率35GHz，测距范围>100m测速范围>100km/h。系统采用了增益为26dB的小型喇叭天线发射功率40mW的波导结构前端，以及先进的DSP数据处理技术上面部分包括天线、前端和中频放大模块，尺寸为19cm(15cm(16cm输出信号为经过放夶了的中频信号。下面部分为数据处理和显示报警模块可以显示目标距离和相对运动速度。当目标距离小于100m时根据距离的不同可以用彡种不同的音调进行报警。

 毫米波指的是波长在1-10毫米之间的电磁波通常对应于30GHz至300GHz之间的无线电频谱，具有频率高、波长短、可靠性高、方向性好等特点在5G时代更高速率、更低能耗、更多连接的愿景下，毫米波将是5G重要组成部分也是全球多国在5G中的竞争焦点。 11月2日IMT-2020(5G)推進组(下称“推进组”)5G试验工作组组长徐菲在5G创新发展高峰论坛上表示，截至今年10月华为usb设置在哪里完成了5G毫米波关键技术测试的功能、射频和外场性能，华为usb设置在哪里海思芯片进行了5G毫米波关键技术的室内功能测试 徐菲表示，进行关键技术测试是为了研究验证5G毫米波技术和主要特性，从而指导5G毫米波基站、核心器件和终端的研发目前阶段，除华为usb设置在哪里的系统和芯片厂商外参与5G毫米波测试嘚还有爱立信、中国信科、诺基亚贝尔、中兴系统厂商，以及芯片公司高通 另外，据国产芯片商紫光展锐称公司也积极参与由IMT-2020(5G) 推进组組织的中国5G增强技术研发试验毫米波频段的测试试验。 中国正在分阶段推进5G毫米波技术试验工作计划据推进组消息，2019年8月-2019年12月验证5G毫米波关键技术和系统特性;2020年，计划验证毫米波基站和终端的功能、性能和互操作开展高低频协同组网验证;年，计划开展典型场景验证 嶊进组表示，根据其中华为usb设置在哪里、中兴和诺基亚贝尔完成了5G毫米波关键技术测试的功能、射频和外场性能支撑了中国毫米波规划笁作，后续进一步完善和优化毫米波设备的性能指标

新闻要点：?采用 M1971E 智能混频器进行 1 通道或 2 通道 E 波段（60-90 GHz）分析?测量平面校正到波导法兰，提供校正后的结果?与10比特示波器和信号发生器共同组成系统可利用现有仪器资产2016年4月26日，是德科技公司（NYSE：KEYS）日前发布了一款 E 波段信號分析参考解决方案针对 60-90 GHz 范围内的应用提供低成本的毫米波分析能力。该参考解决方案以采用10-bit ADC 的 Infiniium S 系列示波器为基础设计提供 2.5 GHz分析带宽嘚高保真毫米波段测试能力。E 波段信号分析参考解决方案提供强大的测试平台对使用毫米波频率的新兴通信标准进行分析。双通道支持哆通道器件的测试、不同的天线同步极化以及信道测试参考解决方案既包括硬件仪器也包括分析控制软件。N8838A 外部混频器辅助软件使 S 系列10-bit礻波器能控制 N5183B MXG X 系列微波信号发生器和 M1971E 波导智能混频器而借助 89601B 矢量信号分析软件，工程师能针对复杂信号分析进行富有洞察力的测量从洏更加方便对 E 波段信号进行精确且经过校准的测量。是德科技副总裁兼示波器业务部总经理 Dave Cipriani 表示：“随着 5G、WiGig、车载雷达和毫米波回程等应鼡变得越来越普遍客户迫切需要简单易用的低价位解决方案来维持高性能。这款参考解决方案使他们能够更迅速、更高效地开发这些新技术”5月22日至27日，国际微波研讨会将在旧金山莫斯科尼会展中心（Moscone Center）举办是德科技展台设在 1239 展位。届时是德科技将展示新款 E 波段信號分析参考解决方案。是德科技无线解决方案从 WLAN 到 LTE-Advanced 以及最新的 5G 技术是德科技专注于提供最丰富的解决方案选择，帮助客户解决业界最棘掱的设计与测试问题借助是德科技最先进的电子测量解决方案以及功能强大的台式和模块化硬件与软件，工程师能够获得更深入的设计與测试洞察覆盖从仿真到研发、从验证到制造以及从一致性测试到部署的整个流程。专家工程师深厚的蜂窝与 WLAN 标准制定经验加上全球數以百计的应用工程师，是德科技能够凭借精湛的技术与经验帮助客户应对挑战

　　通过使用变频模块RSZVA-Z110，罗德与施瓦茨(RohdeSchwar)公司的高端矢量網络分析仪可将覆盖频率扩展到75~110GHz毫米波波段(W波段)RSZVA-Z110是以易于操作和帮助客户节约时间和成本为设计出发点的因此，采用正确的4端口网络分析仪来操作一对变频模块并不需要增加额外的硬件电 路最近几年中，多端口测量已经变得越来越重要本文描述的解决方案是首个在W波段進行完整的多端口和平衡测量的方案 　　变频模块内有什么 　　图1显示了RSZVA-Z110内部的CAD结构图和原理框图该变频模块包含用作隔离参考和测量信号的通道源倍频器、可调节波导衰减器、定向耦合器这些参考和测量通道通过谐波混频器进行下变频 　　 　　图1：RS ZVA-Z110的透明CAD结构图和原理框图（不包含测试端口的适配器) 　　滤波器的S参数测量 　　下面以一混频器设置个90GHz带通滤波器的测量为例，来讨论测试步骤 　　步骤1：配置和设置 　　在图2所示的A、B、C三个区域进行如下测量配置：在A区择变频模块型号在B区选择电缆连接方式，在C区点击应用按键并连接变频模块到网络分 析仪(见图 3)然后将频率轴调节成75GHz到110GHz(见图2底部)此外，变频模块的所有测量参数会被自动设置(例如射频和本振的倍频系数、最佳功率电 平、复位设置、连接类型WR10以及定义和选择波导校准套件RS ZV-WR10) 　　 　　图2：设置对话框 　　步骤2：校准 　　本 例采用TOSM校准技术和RS ZV-WR10波导校准套件进行校准(见图3)RS ZV-WR10波导校准套件还支持其他的校准方式，如TRL、UOSM、TOM、TRM和OSM它还包含滑动匹配器可以把方向性和负载匹配的指标提高 到42dB和40dB由於波导开路时的辐射影响，波导校准件中的开路件都是由偏移短路代替该偏移短路由一个垫片(执行频带中心频率的λ/4偏移)和短 路器组成 　　步骤3：测量 　　图3显示了利用混频器的作用RS ZVA24矢量网络分析仪和两个RS ZVA-Z110变频模块测量90GHz带通滤波器的全部设置测量具有高抑制特性的滤波器偠求很高的动态范围RS ZVA-Z110变频模块树立了新的动态范围标准，其典型值>110dB可以轻松满足测量滤波器时的高动态要求这样，用户可以增加测量带寬如 增加到1kHz，以获得更高的测量速度 　　图3：带RS ZV-WR10波导校准套件的90GHz带通滤波器完整毫米波测量的设置 　　除了滤波器测试Z110还适用于其他哆种的应用，包括：1. 由于内置了W波段的衰减器所以它可以提供很低的激励电平，这样进行低噪声放大器测试等类似应用将不存在任何问題2. 可用在那些紧凑型设计和需要快速扫描的生产线上在粒子敏感环境中比如在晶元探针台上，无需风扇的无源散热是另一个优势3. 针对毫米波频段的多端口和平衡端口测量应用 　　多端口测量 　　到目前为止多端口和平衡端口测量被混频器设置限制为大约50GHz带宽，但在W波段Φ也有许多应用采用平衡电路或多端口器件(如测距雷达、国防和航空应用)利用RS ZVA-Z110变频模块和RS ZVT20矢量网络分析仪可以提供高达6个测量端口 　　萣向耦合器的三端口测量 　　1．为什么采用三端口测量？ 　　采用3个变频模块和合适的矢量网络分析仪连接一次就可以完成一个三端口嘚耦合器的测量(图4)这可以节约测量时间，并能同时测量所有的3×3S参数而不需要多次连接和多次的二端口校准采用全3端口的校准取代多次嘚二端口校准，可以获得更加精确的测量结果 　　图4：三端口测量只需三个变频模块 　　2．测量设置 　　RS ZVT20可以使用高达4个变频模块而不需要外部信号源这种解决方案非常紧凑，不需要额外硬件并提供很高的测量速度在上文提到的三端口应用中，只 需三个变频模块RS ZVT20的测量端口5和6为变频模块提供本振信号如果混频器设置需要还可以利用外部Wilkinson功分器将本振信号分配给所有的变频模块 　　UOSM校准 　　UOSM 校准技术的優点是可以利用一个未知的直通件作为标准件这一未知的直通件仅要求具有很好的正、反向互易性，因此该未知直通件不要求具有良好嘚匹配和低损 耗特性甚至价格低廉的、带带标准法兰盘的波导管节、波导弯头和波导扭转接头，只要具有互易特性都可以作为直通件在校准后所有对输出端口方向的改变都会 造成(可避免的)精度损失因此在这个例子当中，一个H面的波导弯头在波导测试端口1和4以及测试端口2囷4之间建立直通波导测试端口1和2是通过两 个测试端口的直接连接而建立直通的 　　定向耦合器的测量结果 　　图5所示的测量结果是采用1kHz测量带宽而得到的曲线Trc1为插入损耗，曲线Trc2为耦合度损耗曲线Trc3为隔离度，曲线Trc4为通过Trc3和Trc2运算得到的混频器模块方向性系数 　　 　　图5：三端ロ耦合器的测量结果 　　关键指标如下： 　　1. 频率范围：75~110GHz； 　　2. 波导型号：WR10； 　　3. 连接类型：兼容UG387/U-M精确的波导法兰盘； 　　4. 测试端口输出功率：+2dBm在射频输入口处为+7dBm； 　　5. 输出功率精度：4dB(0dB衰减)； 　　6. 手动功率衰减：0~25dB； 　　7. 动态范围：95dB(典型值110dB)； 　　8. 在射频和本振端的输入功率：+5~+10dBm(理想值为+7dBm)； 　　9. 供电特性：100~240V，47~63Hz； 　　10. 尺寸(W×H×D)：360.5×110×114mm； 　　11. 引脚的数目：4个、3个或者无引脚 　　配置要求 　　哪些矢量网络分析仪可以使用该变频模块 　　最高工作频率不低于20GHz的RS ZVA或RS ZVT都可以使用该变频模块，并假设支持以下两个选件：发生器和接收机的直接连接选件和变頻控制软件选件 　　需要外部信号源吗 　　在 第二个例子中(耦合器)，如果变频器的本振信号由RS SMF100A提供并(通过4端口功分器)被分配给所有的变頻模块则4端口RS ZVA也可以满足这样的测量外部信号源必须通过RS ZVA来控制，这会增加扫描时间但使用信号源的列表扫描方式可以改善扫描时间┅般而混频器言，如果通过外部信号源提供本振信号可以增加矢量网络分析仪使用 的变频模块数目例如：通过RS ZVT20和RS SMF100A以及一个合适的本振信號分配网络，可以使用6个变频模块此外只用一台两端口RS ZVA24网络分析仪是不能驱动该变频模块的(最少需要4端口)，不过如果加上一台RS SMF100A就可以使鼡一个或者两个变频模块 .

探测制导与信息对抗是两个具有国防特色的本科专业如何结合学校专业优势和学科特色培养学生的理论基础和專业实践有机结合的综合能力是广大教育者一直追求的目标。南京理工大学探测与控制工程系针对探测制导与信息对抗两个专业培养计划精心设计了十个综合实验，将教师的科研成果同教学内容有机结合设计制作了相应的教学和实验仪器设备并编写了实验指导教材，为學生深入理解课堂教学理论和培养动手实践能力提供了有效实验平台主要包括毫米波辐射探测与隐身、反隐身实验系统、毫米波线性调頻测距实验系统、通信干扰与抗干扰实验系统、无线电引信探测与干扰实验系统、GPS定位与干扰、抗干扰实验系统、导航综合实验系统、信息传输加解密实验系统等。 线性调频是毫米波雷达探测基本体制之一对于初学者如何理解探测距离、差频信号以及调制信号之间的关系對于理解线性调频探测原理、系统参数设计以及探测系统实现等至关重要。 针对上述研究内容并结合探测制导和雷达等国防特色专业教学內容的需求设计了毫米波线性调频测距实验系统，旨在通过本系统实验直观地验证课堂教学内容促进学生对雷达探测、线性调频测距鉯及线性调频雷达参数设计和系统实现等相关内容的深入理解和掌握。 系统主要由毫米波线性调频雷达、角散射器、小车等自制仪器和信號源、示波器等通用仪器组成如图1所示。 毫米波线性调频雷达工作在ka波段包括天线、TR组件、信号处理等模块，可以实现目标距离的精確探测;角散射器模拟被测目标角散射器装在小车滑轨上可完成运动目标的模拟。通过示波器可以监测雷达获取的差频信号随着距离的变囮而变化同时可以改变调频雷达VCO调制信号的波形以及频率来观察回波差频信号的变化，并同理论计算所得差频信号和距离进行比较通過上述模块的有效组合，可以完成目标散射特性模拟(角散射器)、线性调频雷达目标探测、线性调频测距信号处理以及线性调频雷达参数设計等实验 本系统由实际科研成果转换过来，在兼顾专业课程教学内容的同时具有毫米波雷达技术的前沿性。系统操作简单灵活，通過不同的组合设计可完成多个原理和教学内容的实验验证和演示。

Access处理器符合O-RAN联盟规范面向多种部署场景，包括中央单元/分布式单元(CU/DU)囷无线电单元(RU)以及集成式小型基站和客户端设备(CPE)系统。恩智浦的Layerscape Access处理器提供对5G-NR软件架构的前所未有的控制以支持不同的网络选项。5G开發面临的一大主要挑战是如何构建融合不同架构、频谱和演进标准的网络基础设施凭借这些可编程、可扩展的新型开放架构Layerscape Access产品，恩智浦可以帮助履行5G承诺恩智浦5G端到端通信基础设施产品组合从天线到处理器，恩智浦的具备可编程性、高性能和安全性的产品提供了灵活嘚5G技术组合可从2x2 RU系统扩展到mMIMO阵列，再扩展到100Gbps CU/DU平台这些产品包括恩智浦Airfast系列的RF蜂窝多芯片模块。恩智浦资深副总裁兼数字网络解决方案總经理Tareq Bustami表示：“依托开发无线解决方案的悠久历史和业界领先地位恩智浦提供了具有吸引力的端到端产品组合。我们相信这些独特的鈳编程Layerscape Access基带和集成数据转换器将提供实现快速5G部署必需的性能和灵活性。”Layerscape Access的重要特性：·创新的软件定义基带处理器，带有集成的可编程向量引擎;支持不断演进的标准和部署配置·先进的数据转换器提供灵活的6GHz以下或毫米波5G无线电选项，从而降低了物料(BOM)成本、能耗和复雜度·零I/F接口实现低功耗、灵活的6GHz以下到毫米波的组合搭配供应商收发器选项。新型Layerscape Access系列：·LA1200系列——软件定义基带处理器适用于毫米波或6GHz以下频段：无线电单元、集成小型基站、客户端设备。这些浮点运算级器件具有集成的前向纠错功能也非常适合分布式单元减负應用。·LA9350系列——经济高效的可编程基带处理器该系列可满足较低收发器密度的5G 6GHz以下和毫米波市场的需求，例如无线电单元或企业和工業应用·LA9310系列——恩智浦的高能效的软件定义基带处理器，针对5G定时检测、航空航天和国防应用设计新型Layerscape Access处理器计划将于2020年第1季度向紸册的抢先体验客户提供样品。概念验证开发平台现已提供在洛杉矶举行的2019年全球移动通信大会上观看实时演示在10月22日至24日在洛杉矶会議中心举行的全球移动通信大会上，恩智浦及其生态系统合作伙伴将在第1879号会议室联合演示5G Access Edge解决方案

SoC设计与应用技术领导厂商Socionext Inc.(以下“公司”)宣布推出全新60GHz毫米波雷达传感器“SC1220系列”产品，相交于早前推出的24GHz SC1230系列产品该系列产品能的探测距离更远，检测精度更高产品现巳提供样品，并计划于2020年第二季度投入量产图片：SC系列60GHz毫米波雷达传感器符合最新北美和欧洲频谱管理规定，使用7GHz(57~64GHz)带宽能以高精确检測人的位置和极其微小的动作，加上其不受温度和光线波动等环境条件的影响可适用于例如拥有隔空手势操作功能的智能家居设备。Socionext在毫米波无线通信LSI和24GHz毫米波雷达传感器方面拥有丰富的产品开发经验和专业知识SC1220系列产品采用7mm 0.83mm小型封装，功耗低至1~2.5mW芯片内集成有天线，無线电路A/D转换器，FIFO存储器SPI接口和智能电源控制定序器，可实现灵活的占空比控制开发者无需具备信号处理专业知识就能轻松开发高頻设备。SC1220系列产品分为“SC1220AT2”和“SC1221AR3”两类产品“SC1220AT2”可检测例如抬手、放低手臂等三维运动，“SC1221AR3”则适用于二维运动的高精度检测且在特萣区域中可检测多个移动物体。SC1220系列样品价格 (100片起价格如下)SC1220AT2：20.00美元/片SC1221AR3：20.00美元/片SC1220系列产品概要SC1220AT2是一款适合检测三维运动的毫米波雷达传感器内置有2个发射系统和2x2阵列的接收天线，能对移动物体的方位角仰角，速度和距离进行检测除此之外，该系列产品还能检测手在三维涳间中的位置可实现隔空手势操作等全新应用功能。SC1220AT2应用案例 (开关灯/回放音乐等)SC1221AR3二维运动检测的理想选择产品该产品集成有1x4线性阵列接收天线，可同时检测多个移动物体的方位、速度和距离尽管角度检测只能显示大方位，但它的精度是SC1220AT2的两倍适用于检测特定区域内嘚物体移动。SC1221AR3 应用案例(多个移动物体/特定区域等的检测)

中国上海2019年7月15日-Viavi Solutions公司今日宣布三星电子(以下简称三星)选择VIAVI TM500网络测试仪和TeraVM 5G核心网模擬仪对其5G网络设备的性能进行测试。此次合作是对5G独立组网(SA)基站设备进行的首次全方位测试通过对现实环境的模拟实现对无线接入网(RAN)的端到端测试，从而确保网络在外场实际应用时的性能和可靠性VIAVI TM500网络测试仪是一种可扩展型测试系统，用于终端用户所体验到的网络的性能验证TM500被视为业内同类产品的标杆，全球大多数基站制造商都在使用VIAVI的TM500网络测试仪VIAVI近期发布了一系列TM500业界首创的新功能包括：双层上荇链路MIMO，下行链路8CC 载波聚合支持MIMO技术，120kHz和240kHz带宽的4CC上行链路和下行链路载波聚合支持毫米波，支持非独立组网(NSA)和独立组网(SA)模式下大量的鼡户终端接入除了凭借业界领先的TM500和TeraVM解决方案，VIAVI长期以来备受行业认可正是基于公司多年的成功经验与专业知识积累技术路线图以及強大的本地团队支持。三星电子副总裁兼网络业务技术战略负责人Wonil Roh博士表示：“三星很高兴能够站在5G商用领域的前沿为全球运营商提供鉯最高标准进行设计和测试的5G网络设备。三星在充分发挥自身研发优势的同时通过与VIAVI等产业生态合作伙伴的密切合作，致力于持续加速5G商用服务的创新进程”VIAVI亚太和日本业务副总裁Rajesh Rao表示：“VIAVI与三星的合作已超过15年，作为移动通信领域的领导者三星对于技术所提出的高偠求也正是推动VIAVI实现创新突破的关键建议。同时我们专业的端到端网络测试技术和测试行业领先地位也将助力三星在所参与的市场中提供技术领先的设备和互操作性解决方案，帮助三星达到其客户所期待的卓越水准”关于VIAVI Lab To FieldVIAVI提供一系列4G和5G验证、部署和保障解决方案，加速測试进程、推进网络升级并缩短产品推向市场的时间符合3GPP标准的TM500网络测试仪已被视为无线网络测试的标准，在市场中被广泛应用于整个研发生命周期内的测试以及新服务推出之前针对网络性能的压力测试。此外VIAVI Lab To Field还包括领先的5G核心网模拟仪、CellAdvisor 5G基站分析仪和NITRO Mobile解决方案。VIAVI可提供强大的端到端测试、验证和保障解决方案组合从实验室到外场对整个5G生命周期进行完整测试。

随着移动通信的迅猛发展低频段频譜资源的开发已经非常成熟，剩余的低频段频谱资源已经不能满足5G时代10Gbps的峰值速率需求因此未来5G系统需要在毫米波频段上寻找可用的频譜资源。作为5G关键技术之一的毫米波技术已成为目前标准组织及产业链各方研究和讨论的重点毫米波将会给未来5G终端的实现带来诸多的技术挑战，同时毫米波终端的测试方案也将不同于目前的终端本文将对毫米波频谱划分近况，毫米波终端技术实现挑战及测试方案进行介绍及分析 6GHz的研究报告，详细研究了不同频段无线电波的衰减特性在同年的世界无线电通信大会（WRC-15）上提出了多个5G候选的毫米波频段，最终5G毫米波频谱的确定将在WRC-19上的完成经过多年的研究和讨论，各国各地区对毫米波频谱资源的划分都有所进展以下将着重介绍中国、美国及欧洲在毫米波频段划分上的近况。 中国：2017年6月工信部面向社会广泛征集24.75-27.5 GHz、37-42.5 GHz或其他毫米波频段用于5G系统的意见，并将毫米波频段納入5G试验的范围意在推动5G毫米波的研究及毫米波产品的研发试验。 美国：早在2014年FCC（美国联邦通讯委员会）就开启了5G毫米波频段的分配笁作，2016年7月确定将27.5-28.35 GHz、37-38.6 GHz、38.6-40 GHz作为授权频谱分配给5G，另外还为5G分配了64-71 GHz作为未授权频谱 欧洲：2016年11月，RSPG（欧盟委员会无线频谱政策组）发布了欧盟5G频谱战略确定将24.25-27.5 GHz作为欧洲5G 的先行频段，31.8-33.4 GHz 、40.5-43.5 GHz作为5G潜在频段 3、毫米波终端技术实现 毫米波频段频率高、带宽大等特点将对未来5G终端的实現带来诸多挑战，毫米波对终端的影响主要在于天线及射频前端器件 3.1 终端侧大规模天线阵列 由于天线尺寸的限制，在低频段大规模天线陣列只能在基站侧使用但随着频率的上升，在毫米波段单个天线的尺寸可缩短至毫米级别，在终端侧布置更多的天线成为可能如下圖1所示，目前大多数LTE终端只部署了两根天线但未来5G毫米波终端的天线数可达到16根甚至更多，所有的天线将集成为一个毫米波天线模块甴于毫米波的自由空间路损更大，气衰、雨衰等特性都不如低频段毫米波的覆盖将受到严重的影响。终端侧使用大规模天线阵列可获得哽多的分集增益提高毫米波终端的接收和发射性能，能够在一定程度弥补毫米波覆盖不足的缺点终端侧大规模天线阵列将会是毫米波嘚以商用的关键因素之一。 图1：LTE终端与毫米波终端天线设想 终端部署更多的天线意味着终端设计难度的上升与基站侧部署大规模天线阵列不同，终端侧的大规模天线阵列受终端尺寸、终端功耗的制约其实现难度将大大增加，目前只能在固定终端上实现大规模天线阵列的咘置移动终端的大规模天线阵列设计面临诸多挑战，包括天线阵列校准天线单元间的相互耦合以及功耗控制等。 3.2 毫米波射频前端器件 射频前端器件包括了功率放大器、开关、滤波器、双工器、低噪声放大器等其中功率放大器是最为核心的器件，其性能直接决定了终端嘚通信距离、信号质量及待机时间目前制造支持低频段的射频前端器件的材料多为砷化镓、CMOS和硅锗。但由于毫米波段与低频段差异较大低频射频前端器件的制造材料在物理特性上将很难满足毫米波射频前端器件的要求。 以功率放大器为例目前主流的功率放大器制造材料为砷化镓，但在毫米波频段氮化镓及InP的制造工艺在性能指标上均要强于砷化镓。下表所示为从低频到毫米波段主要的射频前端器件制慥工艺上的发展方向 另外，毫米波频段大带宽的特点对射频前端器件的提出了更高的要求未来毫米波终端的射频前端器件将可能需支歭1GHz以上的连续带宽。 虽然氮化镓被认为是未来毫米波终端射频的主流制造工艺但由于成本、产能等因素，基于氮化镓工艺的高性能射频湔端器件多用于军工和基站等特殊场景毫米波射频前端技术的发展将会成为毫米波终端实现的关键，预计到2020年之后毫米波移动终端射頻器件的技术和成本才可能达到大规模商用的要求。 4、毫米波终端测试方案分析 目前LTE终端的实验室测试主要使用传导连接使用射频馈线將被测设备和测试仪表连接，这种测试方案对场地要求不高受外界干扰较小。但随着毫米波终端侧的大规模天线阵列的使用终端的无線收发器都将集成到天线形成天线模块，未来毫米波终端可能不会存在射频测试端口而且高频率下进行耦合带来的高插损等因素使传统嘚传导连接测试的方案更不可行，因此OTA（Over The Air）测试将成为毫米波终端测试的主流方案 OTA测试可直接测试设备的整体辐射性能，能够对设备的整机性能进行测试能够更真实地反映设备的实际性能，但测试需要在微波暗室进行对于测试的场地要求较为严格，测试费用昂贵 图2：OTA测试的暗室 目前LTE OTA和MIMO OTA的研究已经较为深入，但毫米波的OTA研究还处于起步阶段有关毫米波OTA测试的标准立项已经在CCSA开始讨论。下图3是LTE OTA测试系統的示意图未来毫米波终端OTA测试的方案预计会参考LTE OTA测试的系统，但由于毫米波工作频率和主动天线阵技术等应用未来毫米波OTA测试在技術上将进行一些改进。 OTA测试作为毫米波终端测试的必选方案将面临以下挑战： 1）毫米波新型吸波材料。由于传统的软质海绵吸波材料在粅理性能可电性能上存在缺陷无法完全满足5G毫米波测量的要求。因此研究并开发更适合于毫米波暗室的吸波材料将会是毫米波OTA测试的关鍵 2）OTA测试远场测量条件。OTA测试根据测试场类型可以分为近场和远场测试通常对于天线辐射性能的测试，测试接收天线一般置于远场此时电磁辐射属于平面波，场的相对角分布与离开天线的距离无关大小与离开天线的距离成反比，天线方向图主瓣、副瓣和零值点已全蔀形成而在近场接收天线可能会和发射天线会由于电容和电感的耦合作用互相干扰，造成错误的结果远场的判定条件是被测件与测量忝线间的距离要大于2D2/λ，其中D为测量天线的直径，λ为波长，由于毫米波段波长很短，因此天线远场的距离较大，以30GHz频段测量天线直径為0.2m为例，远场的距离将达到80m暗室难以达到如此大的尺寸，并且测试距离的增加还会增加被测终端到测量天线间的路径损耗会进一步降低测试系统的灵敏性和准确性。为解决毫米波远场条件的问题我们可以通过紧缩场法缩短测量距离，或者采用中区场测量的方式来代替遠场测量 紧缩场法：其通常采用一个抛物面金属反射板，将测量天线发送的球面波经反射面反射形成平面波在一定远距离处形成一个良好的静区。将天线安置在静区内测量天线的远场特性，其类似于远场测量只是缩短测量距离，便于在理想远场环境（暗室）下进行測量紧缩场天线测量系统能在较小的微波暗室里模拟远场的平面波电磁环境，利用常规的远场测试设备和方法对天线的辐射性能进行测試 中区场法：中区场（菲涅尔区）的距离计算方式为0.63，同样以30GHz频段测量天线直径为0.2m为例，中区场的距离只有1.26m普通的暗室尺寸也能满足需求，因此可以在系统层面上研究新的中区场测量理论与场源重构方法，用中区场来代替远场进行OTA测试 图3：LTE和毫米波测试系统示意圖 5、国内毫米波终端商用计划分析 国内有关5G相关的研究和测试正如火如荼地进行，但是相比于欧美我国在6GHz以下的低频段尚有较多可用的頻谱资源，包括3.3-3.6 GHz4.8-5 GHz以及部分重耕的频谱，因此我国对于毫米波的需求并不是很迫切从产业链各方的路标来看，国内5G的首发频段应该为6GHz以丅的低频段 目前毫米波相关的研究尚处于起步阶段，5G毫米波频谱划分还需进一步确定预计到2020年，才会有正式的5G毫米波终端出现在5G商鼡的初期，主要会以6GHz以下低频基站为主国内5G毫米波终端的大规模商用预计还需要较长的一段时间才能实现。 6、结束语 本文介绍了全球毫米波的划分情况总结了毫米波终端在技术实现上将会遇到的挑战及困难，毫米波终端将布置更多的天线形成天线模块同时在射频前端淛造工艺上，高频特性更好的材料将被开发和应用最后对毫米波终端OTA测试的情况及毫米波终端商用情况进行了分析。毫米波技术作为5G关鍵技术之一必将在即将到来的5G时代得以重用，毫米波终端相关的研究和测试工作也将不断提速为毫米波的商用奠定基础。 工信部“公开征求对第五代国际移动通信系统（IMT-2020）使用MHz和MHz频段的意见” ，2017 [4] 黄海峰欧盟5G频谱初定:竞争驱动,影响全球.通信世界，2016 [5] 魏军5G通信技术推动粅联网产业链发展.集成电路应用，2017 [6] IMT-2020(5G)推进组5G无线技术试验进展及后续计划，2016

半导体行业正赢来下一个风口：下一代无线通信演进的前沿粅联网部署的逐年递加，自动驾驶车辆的触手可及不同技术的不断融合，设备的愈加智能……这些也都使得半导体测试的作用日益举足輕重“半导体测试一直是NI的战略性重点领域，凭借基于平台的方法 NI的半导体测试方案可以在行业不断提高芯片集成度的需求下确保产品品质，保持价格竞争优势此外更适应紧张的市场周期。”美国国家仪器(National Instruments, 以下简称“NI”)CEO Alex Davern认为NI的半导体测试方案在业界有自己的独特定位事实上，仅从前不久刚落幕的SEMICON CHINA 2018期间NI展位的人流量即可管窥出半导体测试领域的热度以及NI的测试方案是如何“深得民心”。   图1. NI半导体测試方案亮相SEMICON CHINA 2018吸引众人关注半导体测试热持续高涨。 聚焦半导体测试NI 大中华区半导体市场开发经理潘建安在SEMICON CHINA 2018同期采访中表示这个领域正形成3股趋势，第一从实验室特征分析到量产测试的无缝衔接;第二，就是保持行业先进性一方面是指对5G NR，毫米波等新标准、新技术的进┅步支持另一方面也是指对测试领先性的与时俱进，例如利用人工智能优化半导体测试效率;第三针对系统级封装(SiP)的系统级测试(SLT)需求日漸崛起。而这三种趋势最终都将汇成一股需求，就是灵活、可扩展能够适应新的标准和协议，确保最低的总体拥有成本和最短上市时間的智能测试方案NI半导体测试方案正是其中之一。   图2. NI 大中华区半导体市场开发经理潘建安(左)和NI技术市场工程师马力斯(右)在SEMICON CHINA期间接受媒体參访 全球部署超过500台，弹性贯穿实验室到量产测试的NI STS闯出自己的“蓝海” 无缝衔接实验室特征分析到量产测试就必须提到NI可快速部署箌生产测试环境的半导体测试系统(Semiconductor Test System，简称STS)“从2014年底正式面向市场以来，NI STS也就是标准的测试机已经在全球部署超过500台，”潘建安强调眾所周知，过去半导体测试市场一直都被几家提供传统ATE设备的行业巨头所垄断 能在这片红海中“杀出”一片蓝海，在短短几年内得到大范围认可NI STS必须有自己的独到之处： 第一，测试成本：测试成本不仅是购买测试设备的金额还包括客户的维护成本，传统ATE设备的高复杂性带来高昂的维护成本而作为一个开放的业界标准，PXI平台是NI开发其所有测试系统的基础此外，由于在实验室和量产测试中使用统一开發环境LabVIEW和测试管理软件TestStand因此，软硬件的一致性是NI STS在测试过程中最大化复用实验室中的代码，提升半导体测试效率降低测试成本的关鍵; 第二，测试并行性：搭载FPGA加速运算通过PXI的模组化特性搭配NI TestStand软件进行自动排程的NI半导体测试方案，不仅可以在更短的时间之内完成更多嘚测试项目实现Multi-site并行测试更不在话下。 第三可扩展性：据潘建安介绍，客户在实验室测试中一般使用NI的PXI平台NI将仪表整合其中就构成叻适合量产测试的标准测试机STS，而对于更高通道数的测试需求NI可以将STS从T1系统拓展到T2、T4系统。     图3.(上)图：NI STS的内部架构正是基于PXI平台;(下)图：根據客户的需求NI的半导体测试方案可以从PXI平台灵活扩展到NI STS系统。 保持先进性NI半导体测试方案始终“向前一步”兼容5G、毫米波等 打通实验室到量产测试，兼容更多前沿技术也成为半导体测试进阶的重中之重众所周知，半导体技术的发展可以说是各类前沿应用落地的关键洇而5G、毫米波等技术的不断发展也会为半导体测试测试领域带来无限挑战。转向市场上比较热门的5G芯片现代的射频前端模块越来越多地將更多模块(如功率放大器，低噪声放大器等)封装到单个组件中同时前端模块对多模多频段的支持也增加了整个测试的复杂性。 例如Qorvo最新嶊出的业内首款市售5G RF前端模块QM19000正是将一个功率放大器和一个低噪声放大器集成封装而正是借助NI PXI系统的灵活性，Qorvo可以在测试中重复使用相哃的硬件并可使用各种波形快速测试其5G FEM设计。Qorvo表示”NI PXI测试系统的高带宽，出色的射频性能以及灵活性对帮助我们推出业界首个商用5G前端模块至关重要” 5G测试参考解决方案。据NI技术市场工程师马力斯介绍NI推出的新参考测试解决方案不仅非常适合测试新型宽带RFIC，特别是茬3.3-4.2GHz和4.4-5.0GHz频段工作的RFIC而且该解决方案的关键部分是NI-RFmx NR测量软件，该软件将跟随着3GPP规范的步伐进行演变   图4. 此次亮相SEMICON CHINA 2018，NI也是带来了最新最全面的半导体测试方案 对应毫米波应用NI毫米波系统可利用灵活可扩展的模块化仪器加速从基带到射频前端的原型验证及测试系统，据悉NI的毫米波系统结合灵活的模块化硬件和强大的软件，支持高达2GHz带宽信号收发适用于双向和单向系统的基本配置，可从SISO扩展到MIMO 携生态力量攻堅半导体测试领域，NI认为软件在测试系统的作用日益凸显 “除了刚刚提到的NI在晶圆级的量产测试NI也会通过像博达微(PDA)这样的生态伙伴，来匼作拓展我们在实验室里的晶圆测试能力”潘建安认为NI始终是在携生态力量来攻坚半导体测试领域的各项挑战。 “博达微应该说是一个將人工智能(AI)应用在半导体领域的公司”博达微CEO李严峰认为，“ 应用的模式就是让测试更快、更准、更强大”在半导体测试的未来大趋勢中，算法正形成一波新的助力此次，博达微也受邀亮相NI在SEMICON CHINA的展位展出今年初最新发布的基于NI PXI源测量单元 (SMU)的应用机器学习的半导体参數化测试产品FS380-Pro，全面覆盖IV电流电压测试功能CV电容电压测试功能，1/f Noise低频噪声测试功能Pulse脉冲生成功能，实现在单台仪器内完成所有测试的需求并将测试速度提升10倍。   图5. 博达微最新基于机器学习的半导体参数化测试产品FS380-Pro亮相NI SEMICON展位 尽管目前是集中在实验室的参数化测试，李嚴峰直言“未来是盯量产的”而从这个角度上来说，NI的架构提供了一个无限并行的可能“回归半导体测试的本质，我们跟NI的理念是极其一致的”李严峰认为，“首要就是快测试时间的减少直接关联到测试成本的进一步降低;第二点就是灵活，要不断涌现新的东西去支歭不确定的未来”   图6. NI在半导体测试领域的部分合作伙伴一览。 “在测试系统里面软件的地位越来越重要，” 潘建安直言“NI跟博达微嘚合作，正是看重他们的算法优势其实，NI在测试机上也同样越来越侧重软件的核心地位或者去更多的跟厂商做合作，或者去完善测试機上面的软件像TestStand，LabVIEW以及Systemlink” NI灵活开发的测试方案正成为半导体测试领域不容忽视的新势力 以软件为核心的模块化、高灵活度NI半导体测试方案正在趋势演变中逐渐显现出自己的优势，今年联合NI参展SEMICON CHINA的翱捷科技正是利用NI开放性的系统级测试方案(SLT)实现针对其最新4G LTE调制解调芯片的系统级测试项目的开发“我们只用了短短的3个月时间便完成了SLT系统级测试项目的开发并成功部署于产线“翱捷科技认为这也是LabVIEW及TestStand的易用性带给工程师的便利。 事实上追溯根源，早在2014年推出STS之前 NI的半导体测试方案就得到了包含Qualcomm、TI、ADI以及BOSCH在内等众多行业leading公司的一致推崇，茬WLAN测试PMIC电源管理芯片测试，数据转化器ADC/DAC MEMS测试项目中发挥高价值，客户给予的评价也高度集中在 “可支持不同测试配置的高灵活性”、“测试吞吐量、覆盖范围和可靠性的提高”“简化数据关联形成的测试时间优势，加速产品上市”以及“测试成本的进一步降低” “佷多客户都非常喜欢我们弹性的模块化解决方案，“潘建安表示“但他们也同时提出标准化的需求，因此我们决定使用双轨并进的战略既提供开放的PXI平台，又提供标准的STS测试仪而我们的方案一推向市场，立马给业内带来耳目一新的感觉”

在很长的一段时间内，毫米波(大于40GHz频段)主要用于军事领域包括各种雷达，卫星通信等民用应用也只限于微波点对点的应用中。由于工作在毫米波频段的同轴电缆囷连接器等器件的设计开发难度比较大很多公司的产品目前使用的连接方式还是以波导为主。安立公司在毫米波半导体器件微波器件，电缆和接头方面一直有很深的研究并且有多年的持续投入，在该方面一直处于业界的领先的位置目前毫米波在工业和消费类领域的應用也越来越多，研发工程师必须知晓测试系统中使用的同轴电缆给测试可能带来的问题安立公司为此开发了一系列的小型化仪表，可鉯有效的减少使用同轴电缆和连接器的数量有效的提高测试精度。 市场展望 随着科技的发展越来越多的行业和应用开始使用毫米波的頻率。 5G— 随着智能手机用户的增加和各种手机应用软件的发展对无线数据传输速率的要求与日俱增。原有的频谱资源已经非常拥挤不能满足这些需求，急需新的频谱资源来满足这一需求有鉴于此，2016年7月美国FCC开放了将近11GHz的频谱资源：27.5到28.35GHz， 37到38.6GHz38.6到40GHz 和64 到71GHz，用于满足该需求虽然5G还在研发中，目前来看最快应用的将是家庭宽带毫米波接入。在此之后将会在移动通信，基站中大规模应用并会使用波束赋形天线技术来补偿信号在空间传输中产生的比较大的衰减。 汽车雷达 — 自动驾驶技术实现的前提条件是汽车要能感知并且规避障碍物(见图1)因此汽车就需要一系列的雷达来探测和感知汽车周围的环境。为了提高雷达的分辨率目前主要使用的频率是24GHz，77GHz和79GHz的毫米波频率 图1、汽车雷达的应用 60GHz Wi-Fi (WiGig)— 随着对高速传输速率需求的增加，在原有IEEE 的802.11ac 无线局域网(LAN)的基础上发展了802.11ad的标准。802.11ad的频率范围定义为58到64 GHz该频段是无需授权的频段。最近该频段的频率范围扩展到了71GHz (FCC 第15部分)。802.11ad主要用于高速无线多媒体传输的应用包括未压缩的高清晰度电视和实时的音乐囷图片传输。 点对点微波回传 — 电信的数据传输应用中一般使用光纤和微波两种方式。光纤的优势是数据传输速率高但是缺点是部署麻烦。微波的优点是容易部署适合基站回传的应用，被大量的使用尤其是随着各种小基站，如picocells(微微基站) microcells(微基站) 和metrocells(地下基站)的大量部署，微波回传也在被大量的使用传统的微波回传频段是6， 11 18， 23 和38GHz最新的60GHz微波回传频段是非授权频段，具有使用成本低的优势但是缺點是60GHz频段受氧气分子吸收的影响，衰减比较大目前有些微波回传使用的是80GHz的频段，常用的频段是E-BAND频段频率范围覆盖71到76 GHz， 81 到86 GHz 和92 到95 GHz 安全囷防务 — 雷达和卫星通信是毫米波在军工方面的主要应用。毫米波最近在安全领域也逐渐开始得到应用利用毫米波特性开发的成像技术，可以使用非接触的方式探测金属和非金属用于探测武器或者爆炸物。如果您近期会乘坐美国的航班的话您有可能在美国的机场看到並使用这些毫米波成像设备。 毫米波应用的挑战 如上文所述基于毫米波的诸多优点，可以开发很多的应用然而，高频率的信号传输吔不可避免的带来高的传输损耗，低的测试重复性和外场测试困难等问题射频和微波信号传播损耗vs.频率(f)与距离(d)的关系见下面的公式 在毫米波的频率，受到大气中尤其是氧气分子的影响，还会有比较大的大气传播衰减图2显示了大气传播衰减和频率之间的关系。在60GHz的频段由于氧气分子对电磁波吸收的加剧，会出现一个衰减的峰值正因为60GHz传输衰减比较大，传输距离相对短同频干扰也相对少，因此政府將60GHz频段规定为非授权的频段同时，衰减较大对测试也带来了挑战测试仪表需要比较大的输出功率或比较高的接收灵敏度来保证测试的精度。 当频率到70GHz的时候同轴连接器内导体的直径只有0.5mm，该尺寸已经接近车床机械加工能力的极限连接器上任何的毛刺甚至灰尘都会影響连接器的在毫米波频段的匹配性能。相对于低频连接器在使用高频连接器的时候，要务必小心以免损坏。并且建议在每次使用之前使用放大镜检查和进行清洁，并且使用力矩扳手进行连接 图2、大气传播衰减VS 频率 应对毫米波测试的挑战 频谱仪是进行毫米波测试的关鍵的设备之一，配合信号源和天线可以用于无线信道的衰落特性测试。在低频段常用台式频谱仪和天线组成测试系统。天线一般放置茬转台上台式频谱仪放置在测试台上，两者之间使用同轴线连接然而在毫米波频段，由于频率的增加同轴线的损耗会急剧的增加。唎如在70GHz的频段，一个3m电缆的损耗会高于20dB使用这样的电缆进行测试时，测量的范围和精度会大大降低同时，电缆的损耗和相位特性还會随着温度变化这将导致测试的不确定度增加。为了去除电缆对测试的诸多影响安立公司提出了全新的方案，使用超小型的频谱仪和忝线直接连接便携式的频谱仪使用PC通过USB线进行连接和控制(见图3和4)。 图3、使用台式仪表进行毫米波频段的测试将会面临电缆损耗过大的问題(b) 使用超小型的USB接口的仪表可以将仪表和被测件直接连接(a) 图4、28GHz的无线通道测试，使用电池供电的便携式信号源通过天线发射0dBm的信号使鼡USB式的频谱仪和天线接收信号 减少测试系统中的连接次数和电缆数量会降低测试的误差和降低误测的比例。由于减少电缆的使用也会降低信号传输的不匹配，减少由于电缆带来的测试漂移提高测试的精度。 功率计和频谱仪的测试是“标量”测试意味着不包含信号的相位。功率计和频谱仪连接处的失配会使部分信号被反射回去到信号源信号反射到信号源后，信号源端口的失配会将反射信号重新反射到功率计和频谱仪反射信号的相位会随着频率而变化，相位的变化会导致反射信号和原有的入射信号矢量叠加时总的信号强度可能为幅喥相加或相减，导致总的幅度测量结果的纹波增加这样测试结果可能高于或者低于真实的情况。 失配的不确定度可以使用连接处的电压反射系数ρ进行计算。假设电缆两端连接处的反射系数为ρ1和ρ2可以使用下面的公式计算正不确定度u+和负的不确定度u-，单位为dB 可以使用矢量网络分析仪进行ρ的测量，图5显示的就是通过上述公式得到的不确定度曲线。例如：一个70GHz的信号源和一个功率计或频谱仪通过电缆连接信号源和功率计或频谱仪端口的驻波比为2：1(ρ=1/3)，一个0dBm的功率测试的最差不确定度可能高达+0.92dB 到‐1.02 dB如果一个系统的电缆或连接数量更多，相应的误差也会更大 图5、由于连接处的反射ρ1和 ρ2导致的测试不确定度(±dB) 使用高性能，低损耗的电缆可以降低测试不确定度但是会帶来成本的上升等问题，例如一个2英尺长的精密测试电缆大约需要1000美元同时在精密的测试电缆也不能完全消除连接端面的失配和电缆自身损耗带来的测试误差(见图6)。如果在一个系统中使用多根电缆的话问题将会变得更加复杂。例如假设一个电缆在30GHz时候的损耗是5dB，在70GHz时候的损耗是8dB同样厂家生产的另一跟电缆，在30GHz时候的损耗是5dB在70GHz时候的损耗却是10dB。事实上这种情况很常见，在这种情况下损耗的计算僦变得复杂了，可能需要一个矢量网络分析仪测试每一个频点的实际损耗这将变得很繁琐并且容易出错。如果能减少甚至消除电缆的使鼡将被测件和测试仪表直接连接，将会大大简化测试过程并且提高测试精度。图6的例子中如果将频谱仪和被测件直接连接，由于没囿了电缆的影响灵敏度将增加5dB，测试不确定度会降低大约0.4dB 图6、当使用电缆连接测试仪表和被测件时，由于电缆的反射和损耗引起的测量不确定度 毫米波测试的进展 毫米波测试技术的进展使得测试的精度得到了提高1983年发明的40 GHz的K型连接器(安立公司专利)，1989年发明的70 GHz V型连接器囷1997年发明的110GHz W型连接器的都是测试接口技术逐渐发展的例子 测试仪表也在逐渐发展以满足市场的需求：目前，矢量网络分析仪的一个同轴輸出口可以支持70kHz到145GHz还有非常小巧的USB接口的频谱分析仪，频率范围支持9kHz到110GHz(图7) 安立的毫米波矢量网络分析仪的外混频器体积非常小，由于使用了非线性传输线(NLTL)技术单次连接最宽覆盖70kHz-110GHz/145GHz。并且由于使用同轴输出可以和探针直接连接，大大提高了测试的稳定性和易用性非常適合晶圆级别的探针测试。同样使用了非线性传输线(NLTL)技术开发的手持频谱仪频率范围覆盖9kHz-110GHz，体积只比一个智能手机稍大却可以提供和囼式仪表相媲美的性能，但是还具有比较低的价格和小的体积由于体积很小，仪表可以和大部分的被测件直接连接而不需要同轴电缆轉接。 在过去的十年中随着半导体，微波元器件电缆，连接器和测试仪表的发展大大降低了毫米波应用的难度和成本，使得毫米波技术可以大规模应用到价格敏感的商业和消费类的产品及系统中通过使用先进的测试仪器，可以减少电缆的使用减少因为失配和电缆損耗引起的测试不确定度，提高毫米波频段的测试精度减少误测，提高产品的质量新推出的测试仪表大大提高测量了速度和精度，保證了研发和测试的顺利进展和成本降低

随着电子技术的飞速发展，电磁研究的不断深入天线作为信号接收和发射不可或缺的关键部件，其发展和应用已经渗透到雷达、电子对抗、导航和通信等诸多领域高性能新型天线的设计与研制已成为一种迫切的需要，从而对测试掱段也提出了更高的要求在传统天线测量中，通常采用的都是单通道单频点的测量方式，这种测量方法烦琐、费时有时还会得到片媔的结果，很难全面刻画天线的频带响应特性尤其是现代宽带、超宽带天线的研制和发展，以及低可探测目标的RCS测量隐身与反隐身材料特性的研究等都迫切需要应用扫频技术来提高效率。 在天线扫频测量中采用扫频信号(一个频率值随时间按一定规律，在一定频率范围內扫动的信号代替以往使用的固定频率信号)可以对被测天线进行快速、定量的动态测量给出天线频带特性的实时测量结果，从而为天线嘚调整、校准及故障排除提供了有力的手段测量中通过对射频开关的控制在各通道间进行切换，可实现天线的多通道自动测量近代微波和天线测量技术，要求准确、快速、智能和自动以提高测量的工作效率在组成测量系统时，首要的是具有高性能的接收机、信号源和楿应的控制部件才能组成符合要求的自动测量系统。扫频测量系统与传统的点频测量系统在组成原则上是相同的，所不同的是扫频测量系统要求信号源能输出以直接方式进行线性扫动的信号而测量装置要有足够的带宽。对于天线测量系统而言还必须具有协调各部件哃步执行的控制器。系统组成见图1 该系统由射频、控制和机械子系统组成。工业控制机通过对运动控制器驱动器，交流伺服电机的控淛来实现待测天线和辅助天线的位移和定位通过GPIB接口完成对Anritsu 37169C网络分析仪和Anritsu MG3694A信号源的控制，使其在测试过程按预订的要求自动完成信号的發射接收，数据采集和传递然后由数据处理软件包对测量数据进行分析，获得天线远场辐射特性信息如远场方向图的主瓣宽度，副瓣电平位置;单脉冲天线的零深及差斜率等一系列特性参数，并将图形或数据在屏幕显示或打印输出 1 Anritsu射频系统 对天线测量而言，Anritsu37169C矢量网絡分析仪是一种高性能的快速测量S参数的专用仪器该仪器除了具有速度快、高精度特点外，还具备丰富的编程指令其所有的人工操作功能都可由计算机程序来控制，计算机与它的通信联络由GPIB接口电路来实现在远场测试中，Anritsu37169C工作于连续波或扫频模式并通过外触发，以朂快的速度实现测量测试触发信号来自多轴运动控制器，测试数据被暂存在Anritsu37169C内存里然后由计算机通过GPIB快速读入，这些数据经过处理变荿所需的幅度相位或实虚部数据格式 37100C系列微波矢量网络分析仪将快速合成扫频源，自动反转的S参数测试装置及四通道接收机集成于一体其先进的测试水平，大大加快了生产测试速度37169C具有快速的合成扫描功能，每个测量点的扫描更新时间小于2ms为保证测量精度，每个数據点都是经锁相并进行了矢量误差修正内部信号源分辨率为1Khz就能满足大部分宽带和窄带带宽的要求，对于要求更高的频率精度则可用1Hz嘚频率分辨率和高稳定度的时基。37169C配有两个GPIB接口利用高速数据传输，配合快速误差修正扫描从而最大限度的提高生产率。37169C大容量的内存、用好的用户界面和简便易用的特点也为其广泛应用提供了条件。仪器技术指标如下： 根据37169C的技术指标在毫米波段仪器的内部源输絀功率最大为-3dBm,对于远场测量，为了保证天线测试系统的动态范围必须提高发射端的功率电平,我们采用37169C加MG3694A合成信号发生器的系统配置方案。MG3694A是自动测试系统中理想的信号发生器其大功率输出保证了经过测试系统交换和电缆损耗之后，仍能保证有足够的信号强度精确的稳幅功率输出，从-120dBm以0.01dB步进可以实现接收机高灵敏度的测量。 37100C系列矢网具有强大的多源控制功能利用多源控制功能，可以很方便的进行混頻器、倍频器测量无需外部控制器控制，就可以独立控制两个信号源和一个接收机可分别设定两个信号源的频率范围和输出功率，以忣接收机的扫描范围多源方式的设定，包括定义每段的频率范围和段内信号源、接收机的工作方式源1为内部源，用于驱动端口1和端口2,源2为外部源可通过GPIB接口编程控制;矢网与外部信号源的同步通过10MHz时基控制。图2为多源方式仪器设定 2 基于PMAC的开放式数控系统 控制系统配置時需根据应用中的总线结构、电机类型、反馈元件等对PMAC进行扩展。 我们研制的远场测量系统是基于PMAC的开放式数控系统与国内外同类产品仳具有领先水平。数控系统以工业控制机为平台PMAC为控制器构成主从式双微处理器结构。工控机负责采样参数的设定、测试、数据的处理PMAC控制转台的伺服运动,并在采样的精确位置为网络分析仪提供触发脉冲。 PMAC可编程多轴运动控制器是美国Delta Tau 公司研制的世界上功能最强大的运動控制器之一它首先全面地开发了DSP (Digital Signal Processing)功能，具有极快的处理速度每轴的伺服更新在20-30 从而保证了伺服的刚性和响应速度，同时减小了系统誤差和滞后另外，PMAC良好的轨迹特性为高级伺服应用提供了准确性和平滑性，而其大宽带输入特性也为转台的快速精密运动提供了保障软件方面PMAC的开放结构，编程的灵活性以及后台运行的PLC(Programable Logic Control)程序都为系统的开发提供了便利条件 其中包括从绝对编程器或激光干涉仪获得反饋的I/O板，伺服驱动单元伺服电机，双端口存储器等进而形成完整的数控系统数控系统结构如图3。 工业控制机与矢量网络分析仪之间的通讯由GPIB(General Purpose Interface Bus)总线完成主机通过GPIB卡设置矢量网络分析仪的频率，信号源功率激励方式，中频带宽等测量参数远场测量时，网络分析仪收到PMAC嘚触发脉冲后立即进行幅相数据采集并将其存入缓冲区随后送到主机进行实时数据显示。系统配置的AGP(Accelerated Graphics Port)双端口显示卡可将桌面扩展到两個显示器。实现转台位置信息的实时监控控制软件包括对PMAC和GPIB接口的控制，并由此实现转台的闭环控制以及网络分析仪的功能设定与采樣控制。控制软件的功能模块包括：系统初始化PMAC参数设定，矢量网络分析仪控制文件管理，运动轴定位远场测试等功能。 在定位控淛和远场扫描中不仅要对PMAC设置运动及采样参数而且需要对各轴的位置反馈信息进行实时处理，即实现上下位机间的实时通讯软件采用PCOMM32動态连接库实现通讯。PCOMM32与GPIB驱动结构框图见图4 在驱动程序的外层开发人员可采用Visual Basic、C++、Delphi等可视化语言进行编程，并充分利用Windows丰富的GUI(Graphics User Interface)函数创建伖好的人机界面 3 系统软件包 天线远场测量系统是一套在计算机控制下的高精度自动测试设备。整个系统的正常工作依赖于系统软件的支歭系统软件包括在远场测量方式下对被测天线及辅助天线各运动轴的驱动控制，通过GPIB接口对矢量网络分析仪Anritsu 37169C的设定和控制,以及远场信息嘚采集存储和天线辐射特性分析处理。全部软件采用模块结构在WINDOWS界面下，通过窗体屏幕菜单提示，简单人机对话等方式为用户提供極大的方便系统具有连续波点频测量、多通道测量、扫频测量和极化测量功能。各种方式的灵活组合充分满足了用户的测试需求。系統软件包括测量和数据处理两大功能其它选项可以帮助用用户分析和处理数据。 (1) 测量部分由五个功能模块组成： 扫描设定：本模块允许鼡户定义测试类型和待侧天线的基本特性该信息将作为自动测试参数; 多通道设置：本模块由于自动产生通道选择表，用户可以选择扫描速度; 扫频测量设定：选择扫频测量频率生成频率列表; 接收机控制：控制Anritsu 37169C矢量网络分析仪和综合频率源。根据扫描方式设定仪器工作状态; 萣位功能：控制转台和极化器的精确确定和测量轨迹 (2) 数据处理部分 远场方向图参数分析：用户可以输入和改变远场方向图的显示方式，並可对数据进行归一化、平滑、移动、截断等处理; 扫频数据处理：实现多频点数据的显示、参数分析、比较和转换; 数据比较、叠加、平滑功能;分析比较个通道方向图的差别分段平滑测试数据。 立体方向图重构：根据E面和H面方向图重构天线的空间立体方向图 4 测试实例 根据圖1远场测量系统配置，我们对某机载多通道天线进行了扫频测量测试通道数为3，极化状态为1频率点数为11。一次扫描完成33个方向图测量因而整个测量时间约为2min。在保证近场测量精度的同时与单通道单频点远场测量相比测试效率提高了20倍。图5为某天线第二通道11个频率嘚远场方向图。图6为中心频率三个通道方向图比较   5 结论 毫米波多通道扫频远场测量系统是一套基于PMAC多轴运动控制器的高精度、多功能、洎动化的测量设备。该系统集数据分析、图像处理、系统控制等功能于一体能方便快捷地完成天线远场测量任务，是天线现代化测试技術的高度集成系统采用Anritsu"闪电"37169C矢量网络分析仪和MG3694微波合成信号发生器，在保证测量精度的同时实现了多通道扫频远场测量，有效地降低叻测量时间系统满足了毫米波远场测试的高指标要求，与国外同类产品相比具有良好的性能价格比和推广应用价值。

5G被认为是半导体荇业的下一个风口5G使得物联网和通信结合，促进智能网联汽车、工业物联网、智能家居等细分应用快速落地与这些美好畅想同时到来嘚还有技术挑战，尤其是毫米波和大规模天线技术的引入让测试更加复杂面对新兴技术的挑战，保持高研发投入和持续创新是一个科技公司维持行业竞争力的杀手锏测试测量行业引领者NI(National Instruments)每年将营收的19%用于研发，积极与客户一起攻关前沿研究并不断根据市场需求及时推絀新品。在市场需求瞬息万变的2019年NI推出了一系列重磅新品：LabVIEW NXG 4.0、FlexLogger更新版、SystemLink更新版、新型无线监测设备，在半导体领域NI重磅推出了用于5G测試的mmWave VST、STS系统更新版，以NI软件定义的平台为基础NI正以源源不断的创新力推动着整个半导体行业测试技术的发展。图1：NI平台以软件为中心結合模块化硬件和庞大的生态系统新兴的技术趋势正在打破传统的测试方法，带来前所未有的复杂挑战这将促进测试测量行业从根本上轉变自动化测试和测量方法，NI软件定义的平台性解决方案其“灵活性”日益重要。毫米波未来发展前景广阔,NI推出测试方案——mmWave VST从5G整体部署来看Sub-6GHz应与毫米波相结合才能最大限度发挥5G潜能。Sub-6GHz频段部署可实现5G的广覆盖毫米波部署则能提供更高速率、更佳性能的5G连接。Sub-6GHz的商业蔀署较早未来一段时间的重点是毫米波频段部署。要抓住从现在到毫米波5G商用这个“窗口期”构建良好的5G毫米波合作生态体系，保证射频器件的供应也要解决从实验室到量产整个环节的测试测量的技术挑战，为产品提供安全保障为解决5G毫米波RFIC收发仪和功率放大器带來的测试挑战，NI推出毫米波矢量信号收发仪(mmWave VST能够覆盖44GHz频段提供1G的实时带宽，支持未来在数字预失真上面的测试需求或是在各种载波聚匼上面可能性的测试需求。还可以通过前端的开关网络将端口数量扩展到8个、16个。针对各种波束形成器所需要的射频进、射频出或者昰中频进、射频出，诸如此类的配置都能够通过弹性的VST的配置来支持实现测试NI表示：“除了实验室中现有的基于PXI的表征系统外，该仪器夲身可以集成到NI半导体测试系统(STS)中从而在批量生产产线上进行部署。选择基于模块化PXI平台的测试仪可帮助采用STS的工程师将新的测量功能(洳5G)快速集成到测试单元中从而提高成本效益并降低推迟上市时间带来的风险。”图2：NI针对5G测试推出的重磅新品mmWave VSTNI不遗余力参与从5G的原型验證到商业部署不断推进的各个阶段中从开展“射频领先用户计划”再到与Qorvo，Skyworks三星等行业领先企业保持密切合作，NI一直在推动着5G的发展NI STS为Butterfly Networks和ADI提供测试保障NI STS系统于2014年首次推出，是半导体生产测试的一个革命性的解决方案该方案基于NI平台和生态系统，可帮助工程师开发更智能的测试系统此外，NI STS提供了可快速部署到生产的测试系统适用于半导体测试环境(实验室验证、晶圆测试等)。值得一提的是STS的核心優势体现在能够用统一的平台实现从实验室到量产的部署，帮助用户节省测试成本提高测试效率。STS系统在过去几年都有高速的增长在NIDays Asia嘚第二天Keynote演讲上，NI指出NI推出的第二代STS半导体测试系统，在功率上面有非常大的性能提升能够直接能够将DC和数字通道扩展到更多通道数。STS是专为半导体产线测试而研发的同时也让很多下游应用领域受益，比如医疗领域受限于医疗影像设备昂贵且体积庞大的特点，世界仩有超过2/3地区的人口没有办法接触到影像医疗技术美国超声波设备公司Butterfly Networks致力于推动便携式医学成像影像设备的发展，该公司的首款超声荿像产品Butterfly iQ于2017年9月获美国FDA批准上市该产品还可连接iPhone，从手机上就能看超音波图像而且售价只要不到两千美元，远远低于市场上大型超声波设备的价格Butterfly Networks公司的工程师在测试Butterfly iQ时非常慎重地选择测试方案，以往从验证测试到向量产部署往往数据的关联需要花到大概3-4周的时间，现在他们把将测试的部分委由亚洲的厂商在跨洲的合作之间在一天之内就完成所有的数据关联作业，速度大大提升据NI亚太区半导体市场战略经理潘建安介绍，Butterfly Networks公司在实验室、封测产线、晶圆测试上都有部署NI STS系统凭借STS系统的紧凑型设计、低功耗、高集成度等优势，帮助Butterfly Networks灵活应对产品上市时间及测试成本的压力图3：Butterfly Networks在多个测试环节部署NI STS系统正如前文提到STS系统已经被市场上很多领先的公司采用，STS系统的叧外一位资深用户就是领先的模拟芯片公司ADIADI已经通过大规模部署NI STS系统，跨越从实验室到量产的测试ADI拥有强大的技术能力，在加上NI更智能的半导体生产测试解决方案的支持A