相對(duì)于目前4G使用的中低頻，5G在中高頻及毫米波頻段的速度和帶寬上具有天生的優(yōu)勢(shì)。于是，毫米波就成為了5G的重要頻段之一。工信部今年6月份正式向中國(guó)聯(lián)通，中國(guó)移動(dòng)，中國(guó)電信，中國(guó)廣電發(fā)放5G牌照，我國(guó)正式進(jìn)入5G商用元年。

毫米波與5G之間的關(guān)系

5G包含兩大頻譜范圍，分別是sub-6GHz和毫米波頻段。早期主要聚集在新的3.5-4.5 GHz頻率范圍內(nèi)。對(duì)于5G技術(shù)來說，毫米波則對(duì)5G 更具有革命性意義，目前最主要代表頻段是28GHz 和39 GHz 。據(jù)相關(guān)消息稱，智能手機(jī)中的毫米波與6GHz以下頻段有不同作用。預(yù)計(jì)到2025年，將有三分之一的5G智能手機(jī)可能具有毫米波能力，其他三分之二是采用6GHz以下頻段。

為了滿足海量數(shù)據(jù)在傳輸上的需求，很多服務(wù)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開始著手研究5G毫米波技術(shù)。目前，針對(duì)毫米波可用的通信頻段，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)和3GPP就5G標(biāo)準(zhǔn)研究的2個(gè)階段規(guī)劃達(dá)成了共識(shí)：根據(jù)3GPP 38.101協(xié)議的規(guī)定，5G NR主要使用兩段頻率：FR1頻段和FR2頻段。FR1頻段的頻率范圍是450MHz——6GHz，又叫sub-6GHz頻段;FR2頻段的頻率范圍是24.25GHz——52.6GHz。

5G毫米波在測(cè)試上遇到的挑戰(zhàn)

5G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在無線傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩方面，前者主要包括大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址和全頻譜接入等技術(shù)。新技術(shù)的引入打造了全新的5G芯片。而這些芯片的誕生也為測(cè)試測(cè)量帶來了挑戰(zhàn)。

首先是大規(guī)模天線陣列帶給了測(cè)試測(cè)量極大的挑戰(zhàn)——射頻前端器件封裝把天線包在里面，因而，器件上沒有射頻接口和端子來連接到測(cè)試設(shè)備上。因此，傳統(tǒng)的測(cè)試測(cè)量方式并不適用于5G毫米波測(cè)試。于是，使用OTA(Over The Air)輻射測(cè)試方法來進(jìn)行設(shè)備特性分析的測(cè)試系統(tǒng)，成為5G毫米波測(cè)試測(cè)量的新希望。

其次，5G產(chǎn)品在量產(chǎn)前的研發(fā)、驗(yàn)證測(cè)試和量產(chǎn)后的整個(gè)過程中，要進(jìn)行多次的大批量測(cè)試，這就對(duì)效率和成本提出了更苛刻要求。

NI的解決方案

針對(duì)以上需求，NI推出了半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)(STS)系列產(chǎn)品，適用于半導(dǎo)體生產(chǎn)測(cè)試環(huán)境。STS在完全封閉的測(cè)試頭里整合了NI PXI平臺(tái)、TestStand測(cè)試管理軟件以及LabVIEW圖形化編程工具。它采用“集成到測(cè)試頭”的設(shè)計(jì)，把產(chǎn)品的所有關(guān)鍵測(cè)試資源整合在儀器，這些測(cè)試資源包括系統(tǒng)控制器、直流交流電源、射頻儀器、待測(cè)設(shè)備接口以及分揀儀器和探頭接口。

據(jù)悉，STS配置的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是毫米波射頻前端的模塊化特性，相同的軟件以及基帶/IF儀器可復(fù)用于不同的射頻前端，從而輕松滿足當(dāng)前和未來的毫米波頻帶需求。旨在解決與5G毫米波封裝件測(cè)試相關(guān)的技術(shù)挑戰(zhàn)，可幫助5G毫米波IC半導(dǎo)體制造商降低產(chǎn)品推遲上市帶來的成本和風(fēng)險(xiǎn)。

需要特別指出的是，在STS系統(tǒng)中NI還配置了公司最新推出的5G毫米波測(cè)試重磅力作——mmWave VST(毫米波矢量信號(hào)收發(fā)儀)，來解決5G毫米波RFIC收發(fā)儀和功率放大器帶來的測(cè)試挑戰(zhàn)。據(jù)悉，mmWave VST補(bǔ)充了NI的模塊化儀器產(chǎn)品組合，其中涵蓋600多種 PXI 產(chǎn)品，從DC到毫米波，以及用于 2G、3G、LTE Advanced Pro、Wi-Fi 802.11ax、Bluetooth 5 等的NI測(cè)量軟件，支持包括 LabVIEW 和 C#.NET 在內(nèi)的多種語言。