卫星通信：新的毫米波前沿阵地 留言
Satcom: The New mmWave Frontier
原文始发于微信公众号（actMWJC）
Skip to navigation
Skip to content
Nancy Friedrich，Keysight Technologies，Santa Rosa, Calif.
随着无线通信系统发展到5G和卫星通信，毫米波为其提供了更多的可能性。对于卫星通信来说，迁移到毫米波有望带来各种优势，超宽带宽带来更高的数据吞吐量和更精细的距离分辨率。当然，技术的发展总是显示出新的挑战。在空间和卫星应用中，这些挑战由于在加速设计和制造的同时还要降低成本而变得更加复杂。随着卫星系统增加功能并达到新的性能水平，更多的不确定性出现了。设计师必须指出潜在的问题，在发射前验证问题，以确保任务的成功。
无线技术增加了信号带宽并使用高阶调制来实现更高的数据速率。更宽的带宽是毫米波通信的一个有吸引力的优势，为提高性能提供了机会；然而，更宽的带宽和高阶调制带来了与毫米波链路质量有关的挑战。
一个主要问题是信号在大气或电缆等介质中传播时的路径损耗。另外，宽带器件通常很难在系统中进行测试。信噪比（SNR）有可能很低，意味着可能有更多的失真，导致系统部件必须有更高的余量。这些都造成了获得高保真或高精确度信号的困难。
测试挑战
对于卫星来说，尽可能准确地验证和预测实际性能的能力对于确保任务成功至关重要。影响毫米波链路的挑战也影响了测试能力。例如，仪器和被测设备（DUT）之间的路径损耗过大，导致信噪比降低，使信号分析测量具有挑战性，如误差矢量幅度（EVM）、邻道功率和杂散发射。使测量任务更加复杂的是，毫米波元件结构紧凑、高度集成，没有地方可以探测，需要在暗室进行辐射或空中（OTA）测试（图1）。在OTA测试中，信号水平急剧下降，需要对测试环境进行设计和控制。路径损耗也使测试复杂化。在毫米波频率上，射频功率有限且昂贵，因此使用OTA测试方法测量性能指标可能会限制实现准确和可重复结果的能力。
图1 需要OTA测试室来测试高度集成的毫米波元件，这些元件往往缺乏物理连接。
毫米波频段提供了宽广的带宽，从而实现了高吞吐量数据、距离分辨率、准确性和低延迟。然而，它们引入了更多的噪声，增加了测试的复杂性和测量的不确定性。增加信号分析仪的分析带宽会提高本底噪声，从而降低测量信噪比。低发射信号可能会被信道内的本底噪声所掩盖，这就要求接收器有更高的灵敏度。这些权衡使准确的毫米波测量更具挑战性。
整个系统的频率响应也必须考虑。一个测试系统的主要目的就是表征DUT；测试系统必须将DUT与所有其他影响因素隔离。
