应对毫米波测试的挑战
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5g pss检测仿真性能指标5g pss检测仿真性能指标5G的到来,为OTA测试带来了新挑战5G 时代,系统频段更高,此外基站Massive MIMO技术的应用,使得传统的传导复杂程度大大提高,除了手机,基站端也不得不进行OTA测试。
15G OTA测试面临着一系列的新挑战1)5G OTA测量需支持两个频段:FR1—6GHz以下频段以及FR2—毫米波频段。
2)基站端引入的Massive MIMO技术要求其至少支持8X8阵列天线,阵列合成波束的直接远场测试对暗室尺寸要求很大。
目前可能的方案有紧缩场测量,近场测量,由中场测量结果推算紧缩场等,不同方案各有千秋,最终测量方案标准委员会尚未有定论。
3)OTA测量往往需要遍历整个球面不同方向,至少需要多少个测试点,如何划分测试点,这些都直接影响测得的系统性能和测试速度。
4)未来5G NR毫米波终端设备很可能不存在射频测试端口,这意味着以往所有传导测试下测量的各项指标都要转到暗室OTA环境测试,过去积累的测量经验不再适用。
2不同无线通信制式的OTA一致性测试比较5G时代,如何轻松应对OTA测试挑战由于暗室的引入,OTA测试系统非常复杂,系统搭建时间长,硬件设备多,而OTA系统指标测试需要在所有硬件都就绪的情况下才能展开,一旦发现待测件OTA系统性能无法满足3GPP要求,就需要重新返工,这导致产品系统集成的成本很高,风险极大。
1应对OTA测试带来的挑战为了应对OTA测试带来的挑战,在硬件设备准备齐全之前,可以先通过进行OTA仿真,在产品研发阶段提前快速获取系统OTA指标性能上限,在仿真环境下确保产品满足OTA各项指标要求后,再进行后续开发和硬件测试,这样可以大大降低设计风险,避免不必要的返工,减少反复测量的次数。
5G NR OTA测试是对整机的测试,需要综合考量基带、射频及天线共同作用下的性能指标,因此需要一款能够同时考量这三方面,并且能够测量OTA所需的系统指标,如EVM, ACLR, Throughput等的仿真软件。
微波毫米波技术基本知识目录一、内容概要 (2)1. 微波毫米波技术的定义 (2)2. 微波毫米波技术的历史与发展 (3)二、微波毫米波的基本特性 (4)1. 微波毫米波的频率范围 (5)2. 微波毫米波的传播特性 (6)3. 微波毫米波的波形与调制方式 (7)三、微波毫米波的传输与辐射 (8)1. 微波毫米波的传输介质 (10)2. 微波毫米波的辐射方式 (10)3. 微波毫米波的天线与馈电系统 (11)四、微波毫米波的探测与测量 (12)1. 微波毫米波的探测原理 (13)2. 微波毫米波的测量方法 (14)3. 微波毫米波的检测器件 (15)五、微波毫米波的应用 (16)1. 通信领域 (18)2. 雷达与导航 (19)3. 医疗与生物技术 (20)4. 材料科学 (21)六、微波毫米波系统的设计 (22)1. 系统架构与设计原则 (24)2. 混频器与中继器 (25)3. 功率放大器与低噪声放大器 (26)4. 检测与控制电路 (27)七、微波毫米波技术的未来发展趋势 (29)1. 新材料与新结构的研究 (30)2. 高速与高集成度的发展 (31)3. 智能化与自动化的应用 (32)八、结论 (34)1. 微波毫米波技术的贡献与影响 (35)2. 对未来发展的展望 (36)一、内容概要本文档旨在介绍微波毫米波技术的基本知识,包括其定义、原理、应用领域以及发展趋势等方面。
微波毫米波技术是一种利用微波和毫米波进行通信、雷达、导航等系统的关键技术。
通过对这一技术的深入了解,可以帮助读者更好地掌握微波毫米波技术的相关知识,为在相关领域的研究和应用提供参考。
我们将对微波毫米波技术的概念、特点和发展历程进行简要介绍。
我们将详细阐述微波毫米波技术的工作原理,包括传输方式、调制解调技术等方面。
我们还将介绍微波毫米波技术在通信、雷达、导航等领域的应用,以及这些领域中的主要技术和设备。
在介绍完微波毫米波技术的基本概念和应用后,我们将对其发展趋势进行分析,包括技术创新、市场前景等方面。
毫米波通信系统的射频前端设计与实现射频前端是毫米波通信系统中至关重要的部分,它负责将电信号转换为无线信号,并进行放大和过滤,以提高系统的性能和传输距离。
本文将从设计和实现的角度,探讨毫米波通信系统射频前端的关键技术和挑战。
一、射频前端的设计要求在设计毫米波通信系统的射频前端时,需要考虑以下几个方面的要求:1. 高频带宽:毫米波通信系统一般工作在30 GHz到300 GHz的频段,具有很高的频带宽。
射频前端的设计需要能够支持这一宽带信号的传输和处理。
2. 低噪声:由于毫米波通信系统工作在高频段,噪声对系统性能的影响更为显著。
射频前端需要具备较低的噪声指标,以保证传输质量。
3. 高增益:射频前端需要能够将输入信号进行放大,以提供足够的输出功率。
增益是射频前端性能的重要指标之一。
4. 高线性度:高频信号的非线性问题对系统性能的影响很大,因此射频前端要具备高线性度,以减小非线性失真带来的影响。
二、射频前端的关键技术在设计射频前端时,以下几个关键技术是需要考虑的:1. 毫米波天线设计:毫米波通信系统天线的设计对系统性能至关重要。
由于毫米波信号的频率高、传输损耗大,天线的设计需要考虑到波束形成、极化损失等因素,以提高信号传输效率和覆盖范围。
2. 高频带宽滤波器设计:毫米波通信系统的宽带特性对滤波器的设计提出了更高的要求。
由于传统的滤波器难以满足毫米波频段的需求,需要采用新的滤波器结构和设计方法,以实现宽带信号的过滤。
3. 低噪声放大器设计:低噪声放大器是射频前端中的重要组成部分,直接影响到系统的信噪比。
在毫米波频段,放大器的噪声系数需要更低,并且还要考虑到温度、功耗等因素的限制。
4. 高频带宽混频器设计:混频器是射频前端中实现频率转换的关键器件。
在毫米波频段,混频器的带宽需求更高,同时还需要满足低噪声、高线性和低功耗等要求。
三、射频前端的实现挑战在实现射频前端时,会遇到以下几个挑战:1. 技术难度:毫米波信号工作在高频段,射频前端的设计涉及到RFIC芯片设计、高频电路板设计等技术难题,需要专业的设计人员和先进的工艺。
毫米波雷达检测生命体征的原理毫米波雷达检测生命体征的原理简介•介绍毫米波雷达概念和应用领域•引出本文主题:毫米波雷达在生命体征检测中的原理与应用什么是毫米波雷达?•毫米波雷达是一种利用毫米波频段进行探测和测量的技术•毫米波波段位于微波和红外之间,频率范围为30 GHz~300 GHz •毫米波雷达具有高分辨率、穿透力强、不受光线影响等特点,被广泛应用于无人驾驶、安防、医疗等领域毫米波雷达在生命体征检测中的应用•生命体征包括呼吸、心跳等生理信号,通常用于监控人体健康状况•传统生命体征检测方法存在接触性、限制性等问题,而毫米波雷达可以实现非接触式检测,具有巨大的潜力毫米波雷达检测生命体征的原理1. 毫米波信号的特性•毫米波信号的频率高、波长短,具有良好的穿透能力和高分辨率•毫米波信号可以透过衣物、皮肤等物质,对人体进行非接触式探测2. 探测信号的发射与接收•毫米波雷达通过天线系统发射连续波或调制波•发射的信号经过空气或物体后,部分信号被散射、反射、透射等方式返回到雷达系统3. 接收信号的处理与分析•接收到的信号经过放大、滤波等处理后,交由信号处理算法进行分析和提取特征•生命体征特征主要包括呼吸、心跳信号的频率、强度、相位等信息4. 数据处理与结果展示•通过数据处理和算法分析,可以提取出各种生命体征信号•结果通过可视化方式展示,比如实时呼吸、心跳曲线图等毫米波雷达检测生命体征的优势与挑战优势•非接触式检测,减少传统检测方法的不适和风险•高分辨率,可以获取更详细的生命体征特征•穿透力强,可以透过障碍物进行探测挑战•信号受干扰影响大,需要对信号进行有效的滤波和处理•环境因素对检测结果造成影响,需要对环境进行补偿和校准结论•毫米波雷达通过非接触式探测,可以实现对生命体征的监测和提取特征•毫米波雷达技术在医疗、健康监测等领域具有广阔的应用前景注:本文仅为技术原理介绍,实际应用需要综合考虑法律、伦理等因素。
毫米波雷达检测生命体征的进展与应用案例进展•近年来,毫米波雷达技术在生命体征检测领域取得了突破性进展•研究人员开发了多种算法和技术,提高了生命体征信号的提取和分析能力应用案例•呼吸监测:通过监测胸部运动和呼吸信号的相位变化,可以实时监测呼吸状态和频率•心跳监测:通过检测心脏跳动对胸部产生的微小位移,可以实时监测心跳频率和强度•睡眠监测:通过分析呼吸和心跳等生命体征信号,可以评估睡眠状态和质量•康复监测:通过监测运动和生命体征信号,可以评估康复患者的运动能力和康复进程毫米波雷达检测生命体征的未来发展方向•算法优化:进一步提高信号处理算法的精确性和实时性,降低干扰和误差•系统集成:将毫米波雷达技术与其他传感器、设备集成,提高检测的准确性和全面性•应用拓展:将毫米波雷达应用于更多领域,如运动监测、情绪监测等结语•毫米波雷达作为一种非接触式生命体征检测技术,具有巨大的潜力和应用前景•随着技术的不断突破和应用的不断拓展,毫米波雷达将为医疗、健康监测等领域带来革命性的变化注:本文仅为技术原理介绍,具体的应用需要进一步研究和验证,欢迎关注相关研究进展。
5G sub-6GHz调制阶数和毫米波调制一、介绍5G技术的发展已经成为了当前科技领域的热点之一,而5G的调制技术更是其中的关键一环。
5G调制技术主要分为sub-6GHz调制和毫米波调制两种类型,它们各自有着独特的特点和应用场景。
本文将对5G sub-6GHz调制阶数和毫米波调制进行深度探讨,以帮助读者更好地理解这一主题。
二、 5G sub-6GHz调制阶数1. 5G sub-6GHz调制的特点在5G网络中,sub-6GHz调制是一种主要的调制方式。
其特点是信号覆盖范围广,穿墙能力强,适用于城市和室内环境,能够为大多数用户提供稳定的信号连接。
sub-6GHz调制主要使用的是低频段的信号,因此在传输时需要考虑的调制阶数相对较少。
2. sub-6GHz调制阶数的意义在sub-6GHz调制中,调制阶数直接影响到信号的传输速率和稳定性。
调制阶数越高,传输速率越快,但也会带来信号传输的复杂性和稳定性的挑战。
合理选择sub-6GHz调制的阶数对于优化信号传输至关重要。
三、毫米波调制1. 毫米波调制的特点与sub-6GHz调制相比,毫米波调制主要使用的是高频段的信号。
毫米波信号具有高频率和大带宽的特点,能够提供更高的传输速率和数据容量,适用于密集人群区域和大型活动场合。
然而,由于毫米波信号对障碍物的敏感性较强,其覆盖范围相对较小,需要考虑信号的稳定性和穿透能力。
2. 毫米波调制的挑战毫米波调制在传输速率和数据容量方面有着明显的优势,但同时也面临着诸多挑战。
毫米波信号在大气和雨雾等恶劣天气条件下容易受到干扰,信号的稳定性难以保障。
在建筑物和障碍物较多的环境中,毫米波信号的传输受到较大的限制,需要通过天线和中继站等设备来加以补充。
四、个人观点与总结在5G网络的发展过程中,sub-6GHz调制和毫米波调制各自都有其独特的优势和挑战。
合理选择调制阶数,考虑信号的稳定性和传输速率,是保障5G网络稳定运行的重要因素之一。
毫米波有源相控阵现状及其发展趋势毫米波有源相控阵(Active phased array at millimeter wave)是一种将毫米波频段和相控阵技术相结合的无线通信技术。
毫米波有源相控阵利用大量发射天线单元和接收天线单元,通过相对位相控制和幅度控制实现对无线信号的发射和接收。
这种技术具备传输速率高、抗干扰性强、抗衰落性好等优点,因此在5G通信、雷达、无人机通信等领域中有着广泛的应用前景。
目前,毫米波有源相控阵在5G通信领域得到了广泛的关注和研究。
由于毫米波频段具备大带宽的特点,可以提供高数据传输速率,因此被认为是5G网络实现高速、低延迟通信的关键技术之一、而有源相控阵技术的运用可以实现对毫米波信号的精确指向性传输和接收,提高通信质量和覆盖范围,同时也能够降低功耗和成本。
然而,毫米波有源相控阵在实际应用中仍面临一些挑战。
首先是信号传输损耗问题,毫米波信号的传输衰减较大,需要更多的中继设备来提供覆盖,并且大量的天线单元的布局也会增加系统的复杂度。
其次是天气影响问题,毫米波信号对大气中的雨雾和其他雨滴会产生严重的信号衰减,因此在设计中需要考虑天气状况对信号传输的影响,以保证通信质量。
针对上述问题,目前的研究方向主要包括以下几个方面:首先是信号处理算法的研究,通过引入自适应波束形成和干扰抑制算法,提高信号传输效果和系统容量;其次是天线设计的优化,包括天线单元的布局、尺寸、天线阵列的形状等方面,以提高天线的性能和覆盖范围;另外,对于天气影响问题,研究人员也在探索如何通过改进天气预测算法和降低信号衰减的方法来提高信号传输质量。
虽然毫米波有源相控阵还面临一些技术挑战和应用限制,但随着5G 通信技术的快速发展和商用化进程的推进,相信在不久的将来,毫米波有源相控阵将在通信领域有更广泛的应用。
它将为无线通信提供更高的传输速率和更可靠的连接,从而推动智能化、物联网等应用的发展,并促进数字经济的蓬勃发展。
5G技术背后的科学:毫米波和波束成形随着科技的不断发展,人们的生活也变得越来越便捷。
而5G技术的出现,无疑是科技进步的一个重大里程碑。
5G技术为人们带来的巨大改变,除了超高的速度和容量外,还得益于其独特的毫米波和波束成形技术。
毫米波是5G技术的核心之一。
相比于之前的无线通信技术,5G的频段更高:之前的通信主要使用的是几百兆赫兹的频段,而5G技术则采用了更高频的毫米波段。
在5G频段中,毫米波的频率高达30-300 GHz,这使得5G通信拥有了更大的通讯带宽和数据传输速率。
然而,毫米波频段也带来了一些挑战。
由于其高频率的特点,毫米波信号的传输距离相对较短,穿透能力较弱。
因此,为了在实际应用中实现5G技术,科学家们引入了波束成形技术。
波束成形技术是一种能够将无线信号集中到一个特定方向的技术。
传统的信号在传输过程中会呈球状扩散,而通过波束成形技术,可以将信号束缚在一个狭窄的方向上。
这样一来,虽然毫米波信号传输距离较短,但通过波束成形技术可以将信号精准地投射到需要的区域内。
波束成形技术的实现主要依赖于一个复杂的天线阵列系统。
这个系统结合了多个天线,可以根据需要调整天线之间的相位和幅度。
通过改变相位和幅度的分布,信号就可以被聚焦在目标区域内,达到波束成形的效果。
值得一提的是,波束成形技术需要借助计算能力强大的信号处理器来实现。
在实际应用中,设备会通过向网络基站报告周边的天线信号状况,以便基站能够根据反馈信号进行调整,更好地进行波束成形。
这一过程需要高速有效的信号处理能力,才能保证通信质量的稳定性。
毫米波和波束成形的结合,为5G技术的实现提供了关键的支持。
毫米波的高频率带来了更大的通讯带宽和传输速率,而波束成形技术则解决了毫米波传输距离短和穿透能力弱的问题。
这使得5G技术可以实现超高速率的无线通信,为人们的生活带来了极大的便利。
当然,除了技术本身的进步,5G技术的广泛应用还需要解决一系列的问题,比如设备成本、覆盖范围和安全性等。
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本文中的产品指标和说明可不经通知而更改© Keysight Technologies, 2016 - 2017Published in USA, February 3, 2017出版号:5992-1714CHCN 在 802.11 ad 全频带上优化射频测试M1650A 毫米波收发信机–利用与被测设备(DUT )相距合适距离处发送的信号优化射频测试–通过可调谐 M1650A 收发信机在 55 至 68 GHz 的 802.11ad 全频带上执行发射和接收测量–结合使用一台 E7760A 与最多6台 M1650A 收发信机,测试波束赋形和波束控制–以最少的电缆布线执行更快的多被测设备吞吐量测试–802.11ad 频带上的典型 EVM 为 -29 dB –在多种环境下分析信号,信号幅度范围为 -50 至 +20 dBm全面测试被测设备的中频性能E7760A 宽带收发信机可深入分析设备的中频性能。
毫米波雷达鬼影原理引言:毫米波雷达技术在无人驾驶汽车、安防监控、气象探测等领域取得了显著的应用,其高频率的特性使得其在高分辨率目标检测方面表现出色。
然而,毫米波雷达中的“鬼影”现象,即在目标检测中出现虚假目标,是一个需要深入理解的问题。
本文将探讨毫米波雷达鬼影的原理及其影响因素。
1. 毫米波雷达基本原理:毫米波雷达是一种利用毫米波频段(通常在30 GHz到300 GHz 之间)进行目标检测和跟踪的无线通信技术。
其工作原理是通过发送毫米波信号,并接收目标散射回来的信号,通过处理这些信号实现对目标的探测和跟踪。
2. 鬼影现象的原理:鬼影现象是指在毫米波雷达中,出现虚假目标或误报目标的现象。
这通常是由于雷达系统中的一些特定因素引起的。
多径效应:毫米波在传播过程中可能发生反射、折射、散射等多径效应,导致信号到达接收器的路径不唯一。
这使得在接收到多个来自不同路径的信号时,系统难以准确判断目标的位置,从而产生鬼影。
信号处理不足:毫米波雷达系统的信号处理算法在处理复杂场景时可能不够 robust,容易受到干扰而误判虚假目标。
天气影响:毫米波在雨、雪等恶劣天气中容易受到吸收和散射,导致信号传播发生变化,进而引起鬼影现象。
3. 影响因素与解决方法:天线设计:采用适当设计的天线结构可以减小多径效应,提高雷达系统的抗干扰性。
信号处理算法优化:不断优化信号处理算法,采用先进的目标跟踪和去除虚假目标的技术,提高系统的准确性。
天气校正:引入天气校正模型,根据实时天气条件调整雷达系统参数,降低天气对信号的影响。
4. 应用前景与挑战:尽管鬼影现象存在一定的挑战,但毫米波雷达在无人驾驶汽车、安防监控等领域的应用前景依然广阔。
通过不断优化系统设计、信号处理算法以及环境校正技术,可以更好地克服鬼影问题,使得毫米波雷达在各种应用场景中更加可靠和有效。
毫米波雷达多目标跟踪算法1. 简介毫米波雷达是一种利用毫米波频段进行探测和测距的雷达系统。
由于其具有高分辨率、强穿透能力和不受天气影响等优点,被广泛应用于无人驾驶、智能交通系统、安防监控等领域。
而多目标跟踪算法则是在毫米波雷达系统中实现对多个目标进行准确跟踪的关键技术。
本文将详细介绍毫米波雷达多目标跟踪算法的原理、方法和应用,并探讨其在实际场景中的挑战和发展方向。
2. 算法原理2.1 毫米波雷达工作原理毫米波雷达通过发射连续或脉冲信号,并接收回波信号来实现对目标的探测和测距。
其工作频段通常为30 GHz到300 GHz之间,相比于传统的微波雷达,具有更高的分辨率和精度。
2.2 多目标跟踪算法基本原理多目标跟踪算法主要包括目标检测和目标关联两个步骤。
目标检测用于在雷达数据中识别出可能存在的目标,而目标关联则是将连续的雷达帧之间的目标进行匹配,实现对目标轨迹的跟踪。
通常,多目标跟踪算法可以分为基于滤波器的方法和基于数据关联的方法。
滤波器方法通过状态估计器(如卡尔曼滤波器或粒子滤波器)对每个目标进行预测和更新,从而实现对目标轨迹的跟踪。
而数据关联方法则通过将当前帧中的目标与上一帧中已知的目标进行匹配,根据匹配结果更新或创建新的轨迹。
3. 算法方法3.1 目标检测在毫米波雷达数据中进行目标检测是多目标跟踪算法的第一步。
常用的方法包括基于阈值、基于模型和基于深度学习等。
•基于阈值:通过设定一个合适的阈值来判断雷达数据中是否存在可能的目标。
该方法简单快速,但容易受到噪声和杂散回波的影响。
•基于模型:利用目标在雷达数据中的特征模型进行匹配,如目标的形状、尺寸和速度等。
该方法对目标的形状和尺寸有一定要求,但能够提供更准确的目标检测结果。
•基于深度学习:利用深度神经网络对雷达数据进行特征提取和目标分类。
该方法需要大量标注数据进行训练,但在目标检测准确率上通常能够超过传统方法。
3.2 目标关联目标关联是多目标跟踪算法的核心部分。
无线电测向的技术挑战与解决方案在当今科技飞速发展的时代,无线电测向技术作为一项重要的通信和定位手段,发挥着越来越关键的作用。
从军事领域的情报侦察到民用领域的无线电频谱管理,从航空航天的导航到应急救援中的人员定位,无线电测向技术都展现出了其不可或缺的价值。
然而,如同许多技术一样,无线电测向技术在发展和应用过程中也面临着一系列的挑战。
无线电测向技术面临的首要挑战之一是多径传播的影响。
在实际的无线电传播环境中,信号往往会通过多条不同的路径到达接收端。
这些路径的长度和传播条件各不相同,导致信号在到达时间、相位和幅度上产生差异。
这就使得接收端接收到的信号变得复杂和不稳定,给测向的准确性带来了极大的干扰。
例如,在城市环境中,高楼大厦和复杂的地形会导致信号的反射、折射和散射,从而产生多径效应。
为了应对这一挑战,研究人员采用了多种技术手段。
其中,天线阵列技术是一种有效的解决方案。
通过使用多个天线组成阵列,并结合先进的信号处理算法,可以对多径信号进行分离和分析,从而提高测向的精度。
噪声和干扰也是无线电测向技术面临的严峻问题。
在无线电频谱中,存在着各种各样的噪声和干扰源,如自然噪声、人为噪声以及其他无线通信系统的干扰。
这些噪声和干扰会掩盖目标信号,使得测向变得困难。
特别是在电磁环境复杂的区域,如工业区域或人口密集的城市中心,噪声和干扰的强度可能会非常大。
为了降低噪声和干扰的影响,一方面可以采用高性能的滤波器对接收信号进行滤波处理,去除无用的频率成分。
另一方面,通过优化接收机的灵敏度和动态范围,提高其对微弱信号的检测能力。
此外,频率范围的不断扩展也给无线电测向技术带来了挑战。
随着通信技术的发展,无线电信号的频率范围越来越宽,从低频段到高频段,甚至到毫米波频段。
不同频率段的信号传播特性和测向方法都有所不同,这就要求测向系统具备更宽的频率覆盖能力和适应不同频段的测向算法。
例如,在低频段,由于波长较长,测向精度往往较低;而在高频段,信号的传播损耗较大,对接收设备的性能要求更高。
毫米波上下变频器及相控阵波束赋形芯片研发和产业化项目-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:毫米波通信技术是当前移动通信领域研究的热点之一。
随着无线通信需求的不断增长,传统的射频波段已经无法满足高速传输和大容量通信的要求。
而毫米波通信技术通过利用高频段的电磁波,可以提供更大的频谱资源和更高的传输速率,因此被广泛应用于5G通信等领域。
然而,毫米波通信存在着许多技术挑战。
其中之一是频率空间覆盖范围较窄,信号传输会受到路径损耗和衰减的影响,导致传输距离较短。
为了克服这一问题,上下变频器被引入到毫米波通信系统中。
上下变频器可以实现将高频信号转换成低频信号进行处理,以增加信号的传输距离。
相控阵波束赋形芯片则是在毫米波通信中实现高效通信的关键技术之一。
相控阵波束赋形芯片通过对发射和接收的天线阵列进行精确的相位控制,可以实现信号的定向传输和接收。
这种技术不仅可以提高信号的传输距离和传输速率,还可以抵抗多径效应和干扰,提高通信系统的可靠性和稳定性。
本文重点研究了毫米波上下变频器和相控阵波束赋形芯片的研发和产业化项目。
通过对这两个关键技术的深入研究和开发,可以提高毫米波通信系统的性能和可靠性,从而推动5G通信和其他高速无线通信技术的发展。
研发项目的意义在于促进我国通信技术的创新和产业化,提升我国在国际通信领域的竞争力。
产业化前景展望包括了对毫米波通信技术在5G 通信、智能交通、智能制造等领域的广泛应用,并对相关产业链的发展进行了展望。
1.2 文章结构本文将分为三个部分进行阐述。
首先,在引言部分概述毫米波上下变频器及相控阵波束赋形芯片研发和产业化项目的背景和意义。
然后,在正文部分分别介绍毫米波上下变频器研发和相控阵波束赋形芯片研发的关键技术和进展情况。
最后,在结论部分总结研发项目的意义,并探讨其产业化前景展望。
通过这样的结构,本文旨在全面介绍该项目的技术研究成果和实际应用前景。
接下来,将分别详细介绍这三个部分的内容。
caac毫米波安检仪标准标题:重新解读CAAC毫米波安检仪标准引言:毫米波安检仪作为一种先进的安检技术,近年来在机场、地铁站等公共场所的安检领域得到广泛应用。
作为民航主管部门,中国民用航空局(CAAC)制定了相应的毫米波安检仪标准,以确保其有效性、安全性和合规性。
本文将重新解读CAAC毫米波安检仪标准,并探讨其背后的原理、实施方式以及对旅客、机场和安检人员的影响。
第一部分:CAAC毫米波安检仪标准的概述在这一部分,我们将介绍CAAC毫米波安检仪标准的背景和目的。
我们将探讨该标准的制定依据,以及其在确保航空安全和提升旅客体验方面的重要性。
同时,我们将提供一个概览,介绍标准中所涵盖的主要要求和指导原则。
第二部分:毫米波安检仪的工作原理在这一部分,我们将深入探讨毫米波安检仪的工作原理。
我们将介绍其使用的射频技术,以及在人体扫描中的应用方式。
此外,我们将讨论该技术的优势和局限性,以帮助读者更好地理解其在安检过程中的作用。
第三部分:CAAC毫米波安检仪标准的执行和合规性在这一部分,我们将详细介绍CAAC毫米波安检仪标准的执行和合规性要求。
我们将列举各种安检仪器必须满足的性能、可靠性和安全性标准。
此外,我们还将探讨所需后期维护和日常校准等方面的要求,确保安检仪的持续有效性和可靠性。
第四部分:毫米波安检仪的影响与挑战在这一部分,我们将评估毫米波安检仪在旅客、机场和安检人员等方面的影响与挑战。
我们将讨论旅客隐私保护和安全意识的影响,以及机场资源和操作效率的改善。
此外,我们还将探讨安检人员接受培训和操作的需要,以确保其正确使用毫米波安检仪并保证安全。
总结:在本文中,我们重新解读了CAAC毫米波安检仪标准,并深入探讨了该技术的工作原理、执行与合规性要求,以及其在旅客、机场和安检人员等方面的影响与挑战。
通过深度和广度的分析,我们希望读者对该技术和标准有更全面、深入、灵活的理解。
毫米波安检仪作为一种重要的安检工具,不仅为航空安全做出了贡献,也对旅客体验和机场运营产生了积极影响。
应对毫米波测试的挑战来源:互联网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和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应用也越来越多,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,可以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频率。
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38.6GHz,38.6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和图片传输。
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,但是缺点是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。
安全和防务—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并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,也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,因此政府将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响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键的设备之一,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。
天线一般放置在转台上,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。
例如,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会随着温度变化,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天线直接连接,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题(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,使用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度相加或相减,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,但是会带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,损耗的计算就变得复杂了,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用,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,由于没有了电缆的影响,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型连接器和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输出口可以支持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,非常适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,却可以提供和台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,而不需要同轴电缆转接。
图7、当前先进的毫米波测试系统安立的VectorStar 70kHz-145GHz矢量网络分析仪(a)安立的9kHz-110GHz手持频谱分析仪MS2760A (b)总结在过去的十年中,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损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,保证了研发和测试的顺利进展和成本降低。