窺豹5G - 毫米波開發系統的優點

為了實現高數據速率通信及傳感應用，下一代移動無線技術（5G）、射頻成像、甚至雷達將采用高微波和毫米波頻率。美國FCC和ITR已經就數種高微波和毫米波頻段在上述領域中的應用展開了研究，在過去數年中，該領域的國際投資勢以迅猛的勢頭蓬勃發展。早期的5G系統很可能因高頻通信及傳感系統大規模生產所需的開發和技術尚未到位而采用6 GHz以下頻率。

       此方面技術進步遲滯的原因主要在于射頻技術領域難以獲得低價毫米波測試和開發系統。這一點造成了極大的阻礙，這是因為射頻領域的傳播、天線物理學及相關輔助電子學/電路與6 GHz以下商業系統大為不同。幸運的是，毫米波開發系統的狀況已因近期出現的產品開始得到改觀，這些產品的售價甚至可供大學實驗室和小型初創企業開展相關研究。

       毫米波系統設計當中的部分挑戰在于如何提升認知熟悉度以及克服大氣衰減。與6 GHz以下通信頻率相比，毫米波極易受大氣衰減的影響。較之低頻情形，毫米波系統中為實現目標吞吐量或分辨率/準確度而進行的功率水平、天線設計、鏈路預算及通信/雷達波形測算的相關文獻極少，但也較為簡單。此外，毫米波天線的方向性遠大于微波天線，從而通常需要對用于相互通信的天線進行精確放置和定向。

大氣衰減度為溫度、壓力、濕度、天氣和頻率的函數

       因此，人們希望將相控天線陣列技術應用于波束可控的毫米波天線中。之前，相控陣天線的應用僅限于軍事和航天領域，其在商業和科學領域中的應用探索最近才開始發足。在毫米波相控陣天線的開發和測試領域，多數情況下，在有能力獲得毫米波開發套件之前，研究人員不得不從零開始設計一套完整的通信或傳感平臺。一般情況下，這將涉及毫米波信號源、發射機、接收機、互連器件、通信調制或感測系統以及天線系統的開發。與此相比，使用毫米波開發套件時，研究人員僅需專注于相控陣天線的開發，而且在多系統比較以及不同系統的相互配合方面，甚至有相關標準供其使用。對于波形開發研究團隊而言，同樣如此。當使用毫米波開發套件時，其無需進行系統設計，從而可將全部精力投入波形的開發和測試。

       使用低價現成毫米波開發系統的一個最大的優點在于，其可為研究團隊節省大量時間。此類毫米波開發系統提供一整套的相關文檔、API、甚至GUI，以實現即開即用，從而使得僅需極少的設置工作便可開始原型制作。相反，如無此類系統，即使使用高端測試測量設備時，也通常需要大量的設置工作，而且由于所有必需配件成本高昂，因此通常還需經過專門培訓的應用工程師進行協助設置。

       未來數年中，毫米波技術將從研究實驗室階段進入大學和實地試驗階段，并最終進入商業應用階段。許多研究團隊已開始采用上述套件進行相控陣天線技術、5G波形、甚至毫米波雷達系統的開發。為這些技術鋪路的將是那些有助于實現和普及毫米波通信和傳感研發的低價毫米波開發套件。

60GHz頻段免許可頻譜的國際分配

60GHz ISM頻段為全球可用毫米波頻譜的一部分，該頻段可實現吉赫級帶寬，數公里的視距范圍，極窄的波束寬度以及小尺寸天線

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