优化毫米波信号分析的五个提示

主流毫米波

就在十年前，这可能令人难以置信，但 50 GHz 以上的毫米频率应用正在成为主流。无线高清、802.11ad 无线网络、5G 蜂窝、早期 6G 和汽车雷达成为重要趋势，引发人们的广泛关注，半导体技术的显著进步支持了这一趋势。

是什么行业趋势推动了毫米波频率的发展?其中一个关键的技术驱动因素是低频频谱的高成本。在较高的频率上，较低的成本使用较宽的连续频谱具有经济吸引力。此外，将现有的通信流量转移到更高的频率，以便在可能的情况下释放较低频率的频谱，对公众也有好处。毫米波产品在经济上是可行的。

可负担的零售价格无线高清。越来越多的汽车配备了雷达。将这项技术以大规模采用所需的价格推向大众市场，给设计和制造带来了巨大的挑战。

它的经济潜力很大，机会相对来说是短期的，而技术挑战正是射频工程师们感到兴奋的事情。无论您的重点是设计还是测试，在追求充分利用厘米和毫米波段的潜在容量的实际方法方面，还有许多困难的工作要做。

在微波和毫米波频率上，工程本身就具有挑战性。随着射频工程师已经转向毫米波频率和更宽的带宽，他们必须解决微波和毫米波频带的更宽带宽和更高的数据速率带来的噪音增加的问题。这种噪声降低了信噪比(SNR)，并最终削弱了信道容量增益，如图1所示。

毫米波频率的宽频保证了信道容量的巨大增加。不幸的是，这些带宽聚集了更多的噪声，这限制了现实世界的容量和频谱效率。

图1. 比较不同信道带宽下的最大频谱效率。s形曲线显示了频谱容量和信道效率回报如何随着带宽变得非常宽而减少。

图1还显示了现有服务运行时的频谱效率和信道带宽。这就是射频工程师已经将理论转化为实际的地方。随着毫米技术的广泛应用，您将对各种权衡进行优化。

以毫米波频率测试

在毫米波频率下进行测试是一项非常重要的工作，需要细心和注意。许多在较低频率下可以被忽略的事情真的开始变得重要起来。随着频率的增加，精度和动态范围已经在下降，在精度、重复性或连接损耗方面，你不想放弃任何不必要的东西。因为你买的测量方案包括信号分析仪、信号发生器和相关设备——都比较昂贵，您希望提取所有可用的性能，并尽可能保留所有余量。

无论你是否做过许多毫米频率的测量，你都可能在跟踪这一领域的发展。鉴于无线和其他应用扩展到更高的频率和更宽的带宽，覆盖范围并不短缺。在毫米频率下获得精确可靠的测量肯定会挑战你的技能，并密切关注那些你在射频甚至微波中更随意对待的因素。

优化毫米波信号分析的五个提示

考虑到向更高频率和更宽带宽的进军，这五个优化毫米波信号分析的提示比以往任何时候都更重要。

Ÿ 提示1:连接器保护程序发挥作用。

作为连接器保护器的同轴适配器是一个实用的配件，以减轻磨损和损坏更微妙的输入连接器。

Ÿ 提示2:外部混合或直接频率覆盖，哪个是你的最佳选择? 

预算和测试设置考虑因素将在今天可用选项中决定最佳选择方面发挥关键作用。

Ÿ 提示3:校准是关键。

在毫米波频率下，路径损耗是非常重要的，对其进行校正是进行精确测量的关键。

Ÿ 提示4:对于毫米级连接来说，正确的扭矩是简单而重要的

虽然连接器扭矩和旋转不是连接器损坏和性能差等问题的唯一来源，但它们是非常重要的考虑因素。

Ÿ 提示5:何时使用同轴电缆，何时使用波导

正如你可以从上面的总结中看到的，其他同轴/波导的权衡可能是你决定使用哪种连接的因素。

灵敏度是毫米频率测量的一个重要方面。在这些频率上很难获得功率，而且使用的宽频带可以收集大量的噪声，限制了信噪比。优化信号分析仪显示的平均噪声水平(DANL)，以及谨慎的连接，应该会产生出色的杂散和排放测量结果。

毫米测量，尤其是宽带测量，将会继续被要求，但随着它们成为你工程努力的更大一部分，处理它们的工具已经到位。无论您选择外部混合，带频率扩展器的信号分析仪还是连续、直接覆盖频率的单盒信号分析仪，了解您需要进行哪些测量是过程中的关键部分。

审核编辑：黄飞