入门级毫米波测试包括5G在内的互连挑战

新兴毫米波应用的兴起已经开始改变毫米波设备和系统测试的形势。在过去几年中，毫米波的应用一直在科学研究、军事/国防和卫星通信的范围内。这些应用通常适合小批量生产、高单价、较长的交货期、定制解决方案以及劳动密集型的测试/质量/验证方法。与先前的毫米波应用不同，新兴的应用以商业利益作为驱动力，毫米波设备和系统测试需与商业规模和商业时间相适应。

这些新应用包括基于大型卫星星座或巨型星座的卫星通信，以及毫米波地面通信和回程（毫米波5G）。这两种应用试图生产和利用长期在低于6 GHz的频率下工作的技术和供应链，并对其进行调整/升级，以使其工作频率达到数十千兆赫。例如，New Space公司在过去几年中一直致力于发展硅半导体技术，以实现在砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）和磷化铟（ InP）通常所需的功率阈值、频率和敏感度下工作。

除了硬件创新外，这些新应用还尝试在毫米波设备和系统测试过程上进行创新，以便更好地适应毫米波技术新体系的体积和质量要求。实现该目标的其中一种方法是为由天线系统（AAS）驱动的先进电信设备开创无缝空中（OTA）测试，包括5G基站、用户终端设备和手机。其设想OTA测试系统将能够通过设备内置的OTA协议与5G被测设备（DUT）进行无线通信，以进行以往使用连接器连接协议进行的一系列测试。许多人认为有必要对5G设备和系统使用OTA测试，因为进行连接器连接测试将需要大量的测试端口，并且高通量的测试方法不易适应。

但是，OTA测试自身也面临着挑战。例如，在OTA测试期间，对测试环境的控制无法达到传统连接器连接测试所能达到的程度。即使采取屏蔽措施，也会给测试条件带来变化，且该变化可能会严重影响测试结果。此外，与连接器连接测试相比，OTA测试涉及的信号水平要弱得多，需要采用动态范围更高的测试设备才能解决OTA测试产生的接收信号显著偏弱的问题。测试天线阵列设备还面临着实际挑战，即可能需要采用尚未成熟或证明有效的新OTA测试方法。

连接器连接测试也不是很理想的方法，但是还可以通过改进连接器连接测试设置来满足OTA和高通量商业测试的一些新要求。例如，可以利用大规模开关矩阵、矩阵衰减器和功率分配器/组合器增加昂贵的大型毫米波测试设备的有效端口数量，无需购买额外的测试仪器。此外，还可以利用这些组件为无法通过OTA测试方法进行的测试制定各种测试方案，例如衰落测试和干扰测试等。

测试机构和设备制造商面临的下一个挑战是寻找平衡点，以及探索使用OTA和连接器连接测试的新方法，以高效地测试业内前所未见的新毫米波设备和系统。这些尝试将可能会大幅度地增强毫米波技术的可及性，并最终使毫米波技术像当今的Sub-6 GHz技术一样得到广泛使用。