为毫米波相控阵天线空中测量选择暗室 留言

Choosing an Anechoic Chamber for Over-the-Air mmWave Phased Array Antenna Measurements

Jeanmarc Laurent和Chinh Doan，Milliwave Silicon Solutions Inc.，美国加州圣何塞

自2005年以来，从我们首次开始为消费类电子产品进行毫米波IC设计起，我们就亲眼目睹了众多新的毫米波解决方案的快速发展和增长，这些解决方案主要面向三个市场：汽车雷达(77至81GHz)、60GHz免许可应用，当然还有28、39和44GHz的5G。由于毫米波传播的特性，这些应用在很大程度上依赖于系统在算法、电路和天线层面的毫米波相控阵波束成形能力。天线设计人员可以独立于系统的其他部分对其设计进行表征和微调的日子早已过去。要优化这些复杂系统的性能，需要不同学科的工程师进行多次反复测量和精心联合设计。此外，模块中的集成天线需要进行空中(OTA)测量，以确定系统的特性(图1)。

图1：毫米波相控阵波束成形测量。

相控阵天线的性能依赖于波束成形技术。优化波束成形性能需要多个学科，这超出了天线设计的范围：波束成形对RFIC设计和控制它的算法有关键的影响。因此，测试毫米波相控阵和波束成形涉及多个领域的专家，从算法软件到基带到射频再到相控阵天线，他们将争相访问测试系统以调整自己的设计。有些测试可能需要数百个小时才能完成；在不同的设置之间切换将更加耗时。随着这种复杂性的增加，由于尺寸、成本和可用性的限制，使用传统暗室进行毫米波OTA测试远非理想的方法。

多个暗室

必须共享一个大的暗室是不切实际的，而且会拖慢开发速度。相反，拥有多个紧凑的毫米波暗室，使OTA测量能够并行进行，而不是顺序进行，效率会更高。通过多年开发和测试毫米波IC，我们了解到，从一个暗室开始是必要的，但对于一个成功的项目来说，是不够的。根据经验，即使现场有一个大暗室，也建议增加两到三个迷你暗室。

尺寸

两个主要因素决定了辐射模式测试暗室的最佳尺寸。首先，测试暗室必须足够大，以便在远场进行测量。第二，发射器和接收器之间的距离应尽可能小，以尽量减少电缆损耗和路径损耗。

在射频/微波频率下，暗室通常是一个边长为3、5或10米的房间。这些房间体积庞大，安装费用昂贵，而且比大多数毫米波系统的远场大得多。例如，28GHz的6厘米阵列的远场距离源约70厘米，因此传统的微波暗室显然是大材小用。

原文始发于微信公众号（actMWJC）