毫米波遇上5G,测试问题应如何解决?

时间:2019-08-12 来源:www.2018sugarbowl.com

   08:37

  来源:半导体行业观察

毫米波遇上5G,测试问题应如何解决?

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  相对于目前4G使用的中低频,5G在中高频及毫米波频段的速度和带宽上具有天生的优势。于是,毫米波就成为了5G的重要频段之一。工信部今年6月份正式向中国联通,中国移动,中国电信,中国广电发放5G牌照,我国正式进入5G商用元年。

  毫米波与5G之间的关系

  5G包含两大频谱范围,分别是sub-6GHz和毫米波频段。早期主要聚集在新的3.5-4.5 GHz频率范围内。对于5G技术来说,毫米波则对5G 更具有革命性意义,目前最主要代表频段是28GHz 和39 GHz 。据相关消息称,智能手机中的毫米波与6GHz以下频段有不同作用。预计到2025年,将有三分之一的5G智能手机可能具有毫米波能力,其他三分之二是采用6GHz以下频段。

  为了满足海量数据在传输上的需求,很多服务运营商已经开始着手研究5G毫米波技术。目前,针对毫米波可用的通信频段,国际电信联盟(ITU)和3GPP就5G标准研究的2个阶段规划达成了共识:根据3GPP 38.101协议的规定,5G NR主要使用两段频率:FR1频段和FR2频段。FR1频段的频率范围是450MHz6GHz,又叫sub-6GHz频段;FR2频段的频率范围是24.25GHz52.6GHz。

  5G毫米波在测试上遇到的挑战

  5G移动通信关键技术主要体现在无线传输技术和网络技术两方面,前者主要包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术。新技术的引入打造了全新的5G芯片。而这些芯片的诞生也为测试测量带来了挑战。

  首先是大规模天线阵列带给了测试测量极大的挑战射频前端器件封装把天线包在里面,因而,器件上没有射频接口和端子来连接到测试设备上。因此,传统的测试测量方式并不适用于5G毫米波测试。于是,使用OTA(Over The Air)辐射测试方法来进行设备特性分析的测试系统,成为5G毫米波测试测量的新希望。

  其次,5G产品在量产前的研发、验证测试和量产后的整个过程中,要进行多次的大批量测试,这就对效率和成本提出了更苛刻要求。

  NI的解决方案

  针对以上需求,NI推出了半导体测试系统(STS)系列产品,适用于半导体生产测试环境。STS在完全封闭的测试头里整合了NI PXI平台、TestStand测试管理软件以及LabVIEW图形化编程工具。它采用“集成到测试头”的设计,把产品的所有关键测试资源整合在仪器,这些测试资源包括系统控制器、直流交流电源、射频仪器、待测设备接口以及分拣仪器和探头接口。

  据悉,STS配置的一个主要优点是毫米波射频前端的模块化特性,相同的软件以及基带IF仪器可复用于不同的射频前端,从而轻松满足当前和未来的毫米波频带需求。 旨在解决与5G毫米波封装件测试相关的技术挑战,可帮助5G毫米波IC半导体制造商降低产品推迟上市带来的成本和风险。

  需要特别指出的是,在STS系统中NI还配置了公司最新推出的5G毫米波测试重磅力作mmWave VST(毫米波矢量信号收发仪),来解决5G毫米波RFIC收发仪和功率放大器带来的测试挑战。据悉,mmWave VST补充了NI的模块化仪器产品组合,其中涵盖600多种 PXI 产品,从DC到毫米波,以及用于 2G、3G、LTE Advanced Pro、Wi-Fi 802.11ax、Bluetooth 5 等的NI测量软件,支持包括 LabVIEW 和 C#.NET 在内的多种语言。

  为了帮助大家更高效的完成5G宽带测试,NI(美国国家仪器)特别发布了《5G半导体测试工程师指南5G宽带测试的五大挑战》白皮书。点击文末的“阅读原文”,注册成功后即可获取完整版文档进行学习。

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