tag 标签: 毫米波

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  • 2022-12-1 09:24
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    如今的高频信号标准使用的是比以往更高的频率和更宽的带宽,经过多年的研究和测试,5G无线网络正在世界各地进行部署。5G利用比以前使用的频带高得多的频段和毫米波频率,实现了高速、宽带宽、低时延和极高的容量。 然而,这些高频信号给移动运营商、射频设备供应商、研究人员和该领域的射频工程师带来了独特的挑战。部署和优化5G网络需要更广泛的测试以确保其性能,必须能够快速识别和解决射频干扰或其他干扰源,同时需要进行持续的远程监控和驾驶测试,以保持可靠连接。 然而,现有的设备大多是6GHz以下的设备,如何在已有设备的基础上,满足5G毫米波设计和开发的需求呢?我们提出了经济高效的5G毫米波扩展方案,能够将现有的低于6GHz的设备经济地扩展到5G毫米波频段,并且能够做到在升级到5G毫米波的同时降低成本和所需时间,轻松地实现上下变频。 原理 上/下变频器具有双电路拓扑结构,共用一个LO源,可以实现同时上下变频。首先输入一个高精度的OCXO,通过Clock network产生一个PLL所需要的一个参考源,然后参考源通过PLL系统产生所需要的本地振荡,本地振荡的控制范围在24-44GHz。输出后通过分离器,分为两路信号,实现同步输出,再将此信号和IF或者RF信号进行混频,通过频谱搬移即可实现从低频到高频或从高频到低频的变频,从而完成频率扩展。 上/下变频器内部构造图 一般存在两种情况,有些低频段设备,如信号发生器,需要扩展到高频段;还有一些设配无法测量毫米波信号。这两种情况都可以使用虹科上/下变频器进行变频。在上位机软件上输入现有频率和想要达到IF和RF就会自动计算LO,提供HSI和LSI。频率可以通过LORF这两个不同的侧面进行转换,将射频转换为所需的中频频率。 从高频到低频(下变频): 两种不同的下变频方式 从低频到高频(上变频): 两种不同的上变频方式 结合5G上/下变频器、虹科实时频谱分析仪和一个射频信号源,使用信号发生器HK-SG40000L产生一个28GHz的信号,通过上/下变频器的RF口输入,以两种不同的方式进行下变频,之后从IF口输出,从而完成从28GHz的下变频,输出信号可在虹科实时频谱仪上观测。通过频谱仪上位机软件显示RF=28GHz的频率转换,来自信号发生器的射频信号通过两种不同的方式进行下变频。当LORF时,选择HSI=33GHz作为本振,得到IF=5GHz。
  • 热度 1
    2022-9-29 18:00
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    9月,2022世界移动通信大会(MWC Las Vegas 2022)期间,全球领先的物联网无线通信解决方案和无线模组提供商广和通宣布:正式发布基于骁龙® X65 5G调制解调器及射频系统的5G Sub-6及毫米波模组FX170(W)系列,其中FG170W和FM170W同时支持5G Sub-6和全球毫米波频段,发挥5G极致速率,极大提升5G在无线宽带连接、工业互联、5G专网等对通信速率、时延有更高要求行业应用的性能及表现。 激发毫米波潜能,超高速率加持 广和通FX170(W)系列模组基于骁龙® X65 5G调制解调器及射频系统,采用4纳米制程,符合3GPP Release 16标准。FX170(W)系列支持Sub-6频段的NR 4CC CA,其中毫米波模组FG170W和FM170W支持8CC CA,频宽高达800MHz,能够实现更极致的速率表现,进一步提升5G网络覆盖、网络灵活性、网络容量,为物联网终端提供卓越无线体验。 FX170(W)系列覆盖全球移动网络,同时支持NR、LTE-TDD、LTE-FDD等多种网络制式,满足多种网络切换需求。 硬核设计,便于终端开发 在硬件上,FM170W与FM170均采用30x52x2.3mm的M.2标准封装方式,FG170W与FG170则采用41x44x2.75mm的LGA封装,分别与广和通5G模组FM160及FG160系列pin脚兼容。同时,FX170(W)系列集成多个工业标准接口,包含USIM、USB 3.1/3.0、PCIe 4.0、PCM、I2S,便于客户开发各类终端设备。 FX170(W)系列具备GNSS定位功能,包括GPS、GLONASS、Galileo、北斗和QZSS集成卫星导航系统,在简化产品设计的同时,还大大提升了定位速度和精度。此外,FX170(W)系列内置丰富的网络协议,并支持多种驱动和软件功能,如Linux/Android/Windows等主流操作系统。 专业毫米波设计服务,助客户攻克技术挑战 毫米波工作频率高、带宽大、时延低、接入容量大,能更好地解决用户联网的拥堵和大流量下行以及远程控制等问题。但在终端导入时仍会面临技术挑战。为帮助客户更高效地突破大规模阵列天线的相位校准、波束校准等难题,广和通提供完善专业的毫米波设计服务,包括毫米波终端天线设计、毫米波波束校准工作、毫米波终端实验室校准,最大程度保障客户产品最佳性能。 全面赋能多个5G典型应用场景 5G毫米波“天生就快”的优势决定了其能够支撑成千上万的网络连接数,提供千兆连接能力,为4K/8K视频直播、云游戏高速联网提供了可能。同时,因毫米波时延仅为目前主流5G中低频段的四分之一,对实时网络连接有强需求的VR/AR设备、工业柔性制造设备同样有用武之地。此外,毫米波模组FG170W和FM170W在定位精度上较以往的解决方案有进一步提升,能够在工业互联网、物流运输、车联网、交通枢纽、大型场馆和园区等应用场景提供快速高精度定位服务。5G毫米波SA模式可提供5G物联专网端到端切片服务,为行业提供区分于公网频点的灵活带宽专网服务。 广和通IoT海外销售部SVP Dan Schieler表示: “5G毫米波凭借超宽连续的高频优势可提供高达10Gbps的峰值上下行速率体验,后续聚焦于密集型楼宇、家庭的FWA应用以及垂直物联网领域,提供高容量和确定性的网络体验。广和通此次正式发布基于骁龙® X65 5G调制解调器和射频系统的5G Sub-6及毫米波模组FX170(W)系列,是双方持续深化合作的成果。后续,广和通将与高通技术公司及合作伙伴在终端集成度、产品增益、行业拓展等多方面投入毫米波技术的研究开发。” 关于广和通 广和通始创于1999年,是中国首家上市的无线通信模组企业(股票代码:300638)。作为全球领先的物联网无线通信解决方案和无线通信模组提供商,广和通提供融合无线通信模组、物联网应用解决方案及云平台在内的一站式服务,致力于将可靠、便捷、安全、智能的无线通信方案普及至每一个物联网场景,为用户带来完美无线体验,丰富智慧生活。在万物互联的5G时代,广和通全球首发5G模组,引领5G的行业普及和应用,其全产品线涵盖5G、LTE/LTE-A、NB-IoT/LTE-M、车载前装、安卓智能 、WCDMA/HSPA(+)、GSM/GPRS、 Wi-Fi、GNSS、天线等技术,为云办公、智慧零售、C-V2X、智慧能源、智慧安防、工业互联、智慧城市、智慧农业、智慧家居、智慧医疗等行业数字化转型保驾护航。了解更多企业信息,请访问广和通官网 https://www.fibocom.com。 骁龙是高通公司的商标或注册商标,骁龙是高通技术公司和/或其子公司的产品。
  • 2022-9-29 09:10
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    在3GPP R15已发布的V15.0.0版TS38.104规范中,首次出现了5G NR这一概念,NR是指New Radio,即新空口。根据标准,5G NR的频率范围被定义为不同的FR,分别为FR1与FR2。FR1频率范围为450MHz-6000MHz,通常被称为Sub-6GHz,FR2为24.25GHz-52.6GHz。尽管严格来讲,毫米波频段应该大于30GHz,但由于3GPP的推进,24GHz频段也经常被使用,因此在毫米波雷达的划分中,也习惯性将这一波段称为毫米波。 随着科技的发展,越来越多的行业和应用开始使用毫米波,毫米波具有多种优势: 频率资源丰富、带宽极大 易与波束赋形技术结合 可实现极低时延 可支持密集小区部署 可进行高精度定位 设备集成度高 但高频率的信号传输也不可避免会带来高传输损耗、低测试重复性和外场测试困难等问题。信号的传输损耗见以下公式: 其中L代表射频和微波信号传播损耗,f是传输频率,d是传输距离,c为光的传播速度。 对毫米波来说,波长越小,频率越大,从上式可以看出,当其他参数固定时,频率越大,传输损耗就越大,所以对于高频的毫米波来说,传播损耗是极大的。此外5G毫米波系统带宽大、天线阵列小、发射波束窄、传播损耗大,无法通过传统的方式进行测试,需要提高测试效率和测试精度,并缩短测试时长。比如:由于5G毫米波基站的高度密封性,无法基于传统的传导口进行测试,需要引入OTA射频要求和测试方法。5G毫米波测试方案通过空口测试来测试微波模块的发射频率点,发射频率为24GHz-24.5GHz,通过频率范围高达27GHz的虹科实时频谱分析仪对发射信号进行测试,为了避免信号在测试过程受到干扰,将发射信号模块和接收天线放置到屏蔽箱中。 直流电压:3.2-3.3V 直流电流:60mA EIRP(等效群像辐射功率):5-9dBm 相位噪声:-96dBc/Hz@1MHz 噪声系数:10dB 频率范围:24-24.25GHz 发射天线增益:4dBi 通过计算可得出,信号经过发射天线后,发射功率变为13dBm,在接收天线与实时频谱分析仪之间需接入一个衰减器,再通过以太网口把数据传输到PC端,用上位机软件观察信号并进行分析: 图1. 方案结构图 图2. 展示图 作为接收前端的天线设备,虹科标准增益喇叭天线在频段内具有19-21dB的增益,频率范围为22.0-33.0GHz,是覆盖WG21、WR34、R260频段的波导喇叭。具有精确、一致和可靠的性能,适用于天线、天线增益测量、系统设置等应用中。信号在经过接收天线后,为了避免输入功率过大使频谱仪损坏,需要在前端对信号进行衰减,同轴衰减器具有频率范围大、驻波系数小、衰减精度高、体积小、使用寿命长等特点。 5G毫米波测试方案参照了目前的空口测试方法提供了新型解决方案。尽管目前毫米波测试的许多技术难题已经得到了解决,但还需要更多创造性技术来为下一代移动通信技术开发更具经济效益、成本更低的解决方案。
  • 2022-8-18 09:10
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    概述 本文介绍了通过波束成形器与虹科上/下变频器的集成,来将现有的sub-6GHz设备简单便捷地实现5G波束成形和大规模MiMo。 在将5G通信扩展到毫米波频段的过程中,存在两个重要问题: 如何克服毫米波的高衰减特性? 如何将大规模多输入多输出(MiMo) 集成到基站的运行中? 波束成形是毫米波通信的关键技术之一,它增加了传输距离并减少了不同射频通道之间的干扰。而随着对5G NR网络的设计研发,大规模MiMo也已成为5G NR部署的关键技术,毫米波大规模MiMo系统需要大量天线、复杂算法和波束控制装置,从而改善用户在5G中的体验。 工作频率:26.5-29.5GHz、37-40GHz 专为5G n257频段设计的天线 多达16个可控射频通道,每个通道提供: 360°移相器覆盖范围,5°每步 15dB衰减范围,0.5dB每步 T/R半双工操作 通过RJ-45以太网或SPI接口进行软件控制 解决方案 用sub-6GHz设备实现5G波束成形、相控阵和大规模MiMo 适用于5G NR应用的波束可控、即用型、可拆卸毫米波天线 集成软件/硬件以及易于访问的编程体系 天线设计人员、5G算法开发人员和基带/系统通信研究人员一直在寻找更好的解决方案,以将现有的sub-6 GHz设备扩展到5G毫米波频段。随着5G通信向更高频率扩展,衰减和信号损耗变得更加突出。因此,将5G通信扩展到毫米波存在一些障碍,例如,如何克服这些频率的高衰减?该解决方案是否能与大规模MiMo技术集成到基站的运行中? 波束成形 由于毫米波的高衰减特性,波束成形成为5G毫米波通信的关键之一,它能够增加传输范围、降低射频通道噪声、增加增益和方向性。然而,在部署到5G通信上时,它仍然需要进行改进。 大规模MiMo 毫米波大规模MiMo系统需要结合大量此类波束成形天线,以显著提高传输容量并减少对相邻用户的干扰。它们结合了复杂的算法和波束控制装置,从而将无线电信号集中起来,为特定应用形成更窄的波束。 扩展Sub-6 GHz设备到毫米波 上/下变频器和波束成形设备集成解决方案的集成可用于: 毫米波波束成形、5G天线阵列设计和相控阵 多输入多输出(MiMo)技术研发 扩展到5G毫米波波束成形的Sub-6 GHz的设备 虹科上/下变频器是一款覆盖高达44GHz的超宽带5G NR毫米波变频设备,它是一个上/下变频器,具有集成混频器、内部LO以及可选的IF和RF滤波器,专门用于5G和卫星通信领域。 可以广泛用于多种5G应用场景中: 5G毫米波远场测量 通过使用多个UD Box 5G和波束成形设备,实现将sub-6GHz设备应用于毫米波远场测量。 可编程5G毫米波解决方案 允许5G协议开发人员和工程师根据应用需求控制参数,使其成为研究和开发波束成形算法和协议的理想选择。 大规模MiMo应用 虹科毫米波大规模MiMo解决方案 如图所示,毫米波大规模MiMo解决方案由4部分组成:波束形成器、上/下变频器、RF收发器和MiMo处理器。该系统目前在基站最多可支持128个信道,可以同时支持12个用户,它还能够进行快速的三维波束形成控制。通过控制每个通道的相位和幅度,可以在水平和垂直方向上实现高达90度的波束控制范围。 总结 事实证明,这种毫米波大规模MiMo解决方案对研究和系统开发非常有帮助,该解决方案可用于广泛的研究领域,包括算法研究、毫米波领域数据采集和验证、RU系统开发等。技术的积累以及大规模MiMo和波束成形的应用是实现5G/B5G毫米波通信系统最重要的技术之一。
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    2022-6-27 09:34
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    毫米波雷达,就是指利用波长1-10mm、频率30GHz-300GHz的毫米波,通过测量回波的时间差算出距离。毫米波雷达最开始是用于军事领域,而随着技术的不断提升,现在也开始逐渐应用于汽车领域。 工作原理 毫米波雷达(也就是ADAS智能系统)主要分为三个模块:环境感知,计算分析,控制执行。首先由天线向外发射毫米波,发射出去的毫米波遇到障碍物时会被反射回来,接收天线开始接收目标反射回来的信号;经后方处理后,将回波内包含的速度、距离等信息转换为可读取信息,从而获取汽车车身周围的物理环境信息。 根据所探知的物体信息进行目标追踪和识别分类,结合车身动态信息进行数据融合,经由中央处理单元(ECU)进行智能处理、合理决策后,告知驾驶员或及时对汽车做出主动干预。 工作机制 一般而言,发送的信号类型有两种,一种是脉冲信号(即非连续信号),另外一种就是连续信号。而在车载毫米波雷达中,因为其既需要能探测多个目标,还要能够从回波信号中读取到速度与距离等信息,因此工作机制为线性调频连续波机制(LFMCW mode)。除此之外,由于毫米波需要探测多个目标,因此其需要使用三角波,而不是锯齿波,图中是结合车载毫米波工作框图给出FMCW波的整个系统简图: 未来趋势 目前来看,未来各探测传感器融合是必然的趋势,这能够取长补短,并大大地节约成本,从芯片角度讲,基于多芯片级联的79GHz MiMo是产业发展方向。然而,毫米波雷达目前也是存在其自身缺陷的,相对于激光雷达而言,其成像的精细度上来看是不如激光雷达的,因此在小物体识别上是存在安全隐患的,而激光雷达目前依旧是ADAS系统中要用到的,从未来来看,视觉+相控阵(成像)毫米波雷达感知融合将成为一个重要的发展方向。 测试方案 虹科手持式频谱分析仪能够帮助进行76GHz车辆无线电设备射频测试,可以应用于汽车毫米波雷达测试。在之前的文章中介绍了这款频谱仪,今天我们重点介绍如何通过虹科手持式频谱分析仪来进行汽车毫米波雷达测试。 频率范围 · 发射机调整为最高的功率等级发射; · 采用虹科手持式频谱分析仪观测信号,记录信号包络的起始点与截止点。 占用带宽 · 发射机调整为最高的功率等级发射; · 设置频谱分析仪中心频率为被测信道的中心频率,在车载毫米波雷达测试中选择24GHz与77GHz扫频宽度为2倍标称信道带宽,探测器选择AVG模式(此时检波器模式为RMS),追踪方式最大值保持; · 记录频谱仪上显示的占信号99%功率的带宽,或使用虹科手持式频谱分析仪的POWER IN BAND功能,直接观察99%功率所占带宽。 带外发射 · 发射机调整为最大发射模式;设置频谱仪起始频率为73.5GHz, 截止频率为76GHz,探测器选择AVG模式(此时检波器模式为RMS),追踪方式最大值保持; · 记录带外发射的最大值,其数值不得超过之前限值要求; · 设置频谱仪起始频率为77GHz, 截止频率为79.5GHz,追探测器选择AVG模式(此时检波器模式为RMS),追踪方式最大值保持; · 记录带外发射的最大值,其数值不得超过之前限值要求。 发射机杂散 · 对被测设备进行配置,以便使其工作在最大的占空比和最大输出功率等级的状态下; · 对于77GHz的杂散,设定在70-87GHz进行FULL SPAN寻找,追踪方式最大值保持; · 记录在扫描中发现的处于限值以下6dB范围的任何发射。 接收机杂散 · 对被测设备进行配置,以便使其工作在持续接收或没有发射的状态下; · 对于77GHz的杂散,设定在70-87GHz进行FULL SPAN寻找,追踪方式最大值保持; · 记录在扫描中发现的处于限值以下6dB范围的任何发射。
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