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  • 1 # 大帥工作室

    相對於目前4G使用的中低頻,5G在中高頻及毫米波頻段的速度和頻寬上具有天生的優勢。於是,毫米波就成為了5G的重要頻段之一。工信部今年6月份正式向中國聯通,中國移動,中國電信,中國廣電發放5G牌照,中國正式進入5G商用元年。

    毫米波與5G之間的關係

    5G包含兩大頻譜範圍,分別是sub-6GHz和毫米波頻段。早期主要聚集在新的3.5-4.5 GHz頻率範圍內。對於5G技術來說,毫米波則對5G 更具有革命性意義,目前最主要代表頻段是28GHz 和39 GHz 。據相關訊息稱,智慧手機中的毫米波與6GHz以下頻段有不同作用。預計到2025年,將有三分之一的5G智慧手機可能具有毫米波能力,其他三分之二是採用6GHz以下頻段。

    為了滿足海量資料在傳輸上的需求,很多服務運營商已經開始著手研究5G毫米波技術。目前,針對毫米波可用的通訊頻段,國際電信聯盟(ITU)和3GPP就5G標準研究的2個階段規劃達成了共識:根據3GPP 38.101協議的規定,5G NR主要使用兩段頻率:FR1頻段和FR2頻段。FR1頻段的頻率範圍是450MHz——6GHz,又叫sub-6GHz頻段;FR2頻段的頻率範圍是24.25GHz——52.6GHz。

    5G毫米波在測試上遇到的挑戰

    5G行動通訊關鍵技術主要體現在無線傳輸技術和網路技術兩方面,前者主要包括大規模天線陣列、超密集組網、新型多址和全頻譜接入等技術。新技術的引入打造了全新的5G晶片。而這些晶片的誕生也為測試測量帶來了挑戰。

    首先是大規模天線陣列帶給了測試測量極大的挑戰——射頻前端器件封裝把天線包在裡面,因而,器件上沒有射頻介面和端子來連線到測試裝置上。因此,傳統的測試測量方式並不適用於5G毫米波測試。於是,使用OTA(Over The Air)輻射測試方法來進行裝置特性分析的測試系統,成為5G毫米波測試測量的新希望。

    其次,5G產品在量產前的研發、驗證測試和量產後的整個過程中,要進行多次的大批次測試,這就對效率和成本提出了更苛刻要求。

    NI的解決方案

    針對以上需求,NI推出了半導體測試系統(STS)系列產品,適用於半導體生產測試環境。STS在完全封閉的測試頭裡整合了NI PXI平臺、TestStand測試管理軟體以及LabVIEW圖形化程式設計工具。它採用“整合到測試頭”的設計,把產品的所有關鍵測試資源整合在儀器,這些測試資源包括系統控制器、直流交流電源、射頻儀器、待測裝置介面以及分揀儀器和探頭介面。

    據悉,STS配置的一個主要優點是毫米波射頻前端的模組化特性,相同的軟體以及基帶/IF儀器可複用於不同的射頻前端,從而輕鬆滿足當前和未來的毫米波頻帶需求。 旨在解決與5G毫米波封裝件測試相關的技術挑戰,可幫助5G毫米波IC半導體制造商降低產品推遲上市帶來的成本和風險。

    需要特別指出的是,在STS系統中NI還配置了公司最新推出的5G毫米波測試重磅力作——mmWave VST(毫米波向量訊號收發儀),來解決5G毫米波RFIC收發儀和功率放大器帶來的測試挑戰。據悉,mmWave VST補充了NI的模組化儀器產品組合,其中涵蓋600多種 PXI 產品,從DC到毫米波,以及用於 2G、3G、LTE Advanced Pro、Wi-Fi 802.11ax、Bluetooth 5 等的NI測量軟體,支援包括 LabVIEW 和 C#.NET 在內的多種語言。

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