毫米波測試解決方案
適用於通訊與感測評估的理想量測儀器
毫米波 (30~300 GHz) 廣泛應用於通訊與感測等多種領域。其具備頻寬特性,可提升通訊能力;同時因波長短,在感測應用中可實現高精度目標偵測與位置判別。
在非地面網路 (NTN) 中,毫米波用於衛星與地面之間的通訊;雷達技術亦廣泛採用毫米波。在汽車產業中,毫米波於安全系統中扮演關鍵角色,包括高精度距離量測、障礙物偵測及車內兒童感測 (CPD) 。此外,多種醫療設備亦導入毫米波技術,監測呼吸頻率與心率等生命徵象。由此可見,毫米波已成為日常生活中不可或缺的一部分。
非地面網路 (NTNs)
汽車毫米波雷達
車內兒童感測 (CPD)
無線電力傳輸
生命徵象感測器
無線電望遠鏡
毫米波測試所面臨的挑戰
挑戰 1:毫米波裝置中寬頻訊號的精確評估
對於採用毫米波寬頻訊號的通訊裝置、移動物體偵測感測器及汽車雷達,需具備簡單且高精度的解決方案,以評估其輸出無線訊號的頻率特性。
其中一種方式為結合訊號分析儀與外部混頻器,透過頻率轉換以擴展可量測的頻率範圍。然而,由於部分外部混頻器會接收與原始訊號不同頻率的訊號,進而產生影像響應,使原始訊號的頻率特性評估變得極具挑戰。因此,工程師須確保影像響應不影響欲量測之頻段。
挑戰 2:毫米波材料工作頻率與最佳量測系統選擇
無線電波在大氣中傳播時會產生損耗,而此現象在毫米波頻段更為顯著。此外,毫米波裝置中所使用的元件與印刷電路板材料通常具有較高的介電常數與介電損耗,當訊號通過時容易產生衰減與性能劣化;材料特性的差異亦可能使裝置無法達到市場所要求的性能水準。因此,開發具備低介電常數與低介電損耗的材料,並從中選擇最適合的材料成為當務之急。為達成此目標,需採用與材料形狀及工作頻率範圍相符的介電特性量測系統,以精確評估介電常數與介電損耗。
挑戰 3:確保毫米波裝置的訊號品質
由於毫米波的波長較微波更短,因此裝置可實現精巧化;然而,精巧化也使裝置更容易受到周圍元件與電路的干擾及熱影響,進而導致訊號品質劣化。其使 PCB 設計與元件整合相較於微波裝置更加困難。因此,為了驗證裝置訊號的頻率特性 (如傳輸損耗與傳輸/反射) ,確保裝置的訊號品質至關重要。
挑戰 4:現場環境中干擾與阻塞造成的通訊中斷
毫米波頻段已被分配至多種應用領域,包括 NTN 衛星對地通訊與天文觀測等,因此易受到彼此無線電波的干擾。干擾或阻斷電波可能降低毫米波通訊速度或引發通訊錯誤,嚴重時甚至會導致通訊完全中斷。為避免上述問題,檢查環境中是否存在干擾或阻斷電波成為關鍵。一旦偵測到不必要的無線電波,即需定位其來源並加以排除。
毫米波測試解決方案
解決方案 1:將頻譜量測頻率範圍擴展至 50~90 GHz/抑制影像響應
將 Anritsu 安立知的頻譜分析儀/訊號分析儀 MS2830A / MS2840A / MS2850A 與 VDI 或 Eravant 的外部混頻器結合使用,可將頻譜與相位雜訊的量測頻率範圍擴展至 50~90 GHz。此外,Anritsu 安立知獨有的 Polarity Swap (PS) 功能可於評估訊號頻譜的同時,有效抑制不必要的影像響應影響。
產品簡介:
Extended Frequency Measurement Solution - External Mixer Connection Function MX284090A
影片:
Measurement Method Using a Signal Analyzer and External Mixer
應用指南 (PDF):
Measuring mmWave Spectrum using External Waveguide Mixers
探索 Anritsu 安立知訊號分析儀量測頻段擴充測試解決方案。
解決方案 2:毫米波材料的介電常數與介電損耗量測
Anritsu 安立知提供多款向量網路分析儀 (VNA),可滿足各種介電常數量測需求。透過將 VNA 與第三方介電常數量測治具結合,即可針對材料的形狀與工作頻率範圍,評估其介電常數與介電損耗。
如需更多資訊,請參閱以下文件。
應用指南:
Dielectric Measurement Solutions for Materials Utilized in Millimeter Wave
影片:
Dielectric Constant Measurement of Fluorine Materials in 5G/5G-Advanced Applications
解決方案 3:毫米波裝置的頻率特性評估
Anritsu 安立知的 VNA 能夠評估毫米波裝置之印刷電路板 (PCB) 與元件的傳輸、反射以及 S 參數等關鍵頻率特性,以確保傳輸品質。
VectorStar 寬頻 VNA ME7838 系列涵蓋 70 kHz~220 GHz 頻率範圍。搭配 220 GHz 毫米波模組 MA25400A 與 MPI 探針,可透過單次掃描完成超寬頻頻率特性評估。此外,若使用毫米波波導外部模組時,量測頻率最高可擴展至 1.1 THz。
產品簡介:
解決方案 4:干擾與阻斷訊號偵測
Anritsu 安立知的寬頻即時頻譜分析儀 Field Master Pro MS2090A 可即時擷取動態的干擾與阻斷訊號,並涵蓋9 kHz~54 GHz 頻率範圍,可支援 5G、LTE、無線回傳、航太/國防、衛星系統、雷達等多種無線技術的測試需求。該儀器採手持式設計,結構堅固,適用於戶外環境。
此外,Spectrum Master MS2760A / MS2762A 超便攜頻譜分析儀可連續覆蓋最高 170 GHz,不僅適用於現場測試,亦可應用於車用雷達、天線波束量測及無線電天文學等毫米波相關研發領域。
Leaflet 介紹:
應用指南:
白皮書:
相關資料
白皮書:
Evaluating Signal Quality to Ensure THz Communication System Performance
在太赫茲 (THz) 通訊系統中,對支援寬頻訊號與高階調變技術之收發器而言,進行效能評估至關重要。然而,當實際通訊性能無法達到預期時,往往難以判定問題的根本原因。
本白皮書說明可透過 EVM、相位雜訊、頻率響應及 S 參數量測所獲得的資訊,整理出影響因素所需進行的關鍵評估項目。
白皮書:
Factory Separation and Evaluation Design for Terahertz Sensing: Measurement Requirements and Condition Design
在此領域的研發過程中,如何區分由待測物所造成的變異,以及量測條件與環境因素所引入的變異,仍是重要的技術挑戰。
本白皮書說明太赫茲頻段量測中各項變異來源的區分方法,以及在環境條件、量測系統與訊號特性均可能顯著影響量測結果的情況下,如何確保評估具備再現性。