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|5G 毫米波技术展现超凡能力，为多个行业带来新希望


为了解决问题并提高性能 ， 当今世界的技术所采用的频率不断提高 。 毫米波(mmWave)频率为应对通信和防务等众多行业中的严苛要求带来了希望 。 5G通信系统受益于防务公司多年的研究成果 ， 虽然它们针对的应用不同 ， 但需求类似 。 在电信链路中需要更高的数据速率 ， 不断超出现有技术能力 ， 其解决方案正在向28 GHz和39 GHz发展 。
|5G 毫米波技术展现超凡能力，为多个行业带来新希望
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不断增加的高频IC开发导致军用设施在战场上需要应对的技术量增加 。 高频雷达分辨率的提高可以更清晰地解析目标 ， 使防务应用（例如救助滞留海上的机组人员时）受益 。 此外 ， 许多专为电信设计的IC必须具有低成本并且适合大规模生产 ， 以便更易于部署 。 所有这些活动的一个副产品是需要可以验证解决方案在整个应用领域中能正常工作的测试仪器 。
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本文将简要介绍共享通用技术将使哪些行业受益或受到影响 。 分析了IC供应链以及IC供应链如何应对这些新需求 。 本文还将展示毫米波频率如何帮助解决当今的挑战 ， 然后举例说明ADI技术如何使之成为可能 。
无线电子设备交织的世界
为某个不同行业应用创建的技术通常会使多个行业受益 。 微波炉被公认为是一位雷达工程师的功劳 ， 他在测试过程中发现自己的午餐被融化了 。 如今 ， 我们看到类似情况正在发生 ， 5G电信正试图实现防务行业利用相控阵天线所带来的益处 。 将来 ， 防务行业很可能又会反过来实现5G进步所带来的新技术 ， 从而建立起良性循环 。
同样 ， 卫星通信正在经历一场技术变革 ， 从地球同步赤道轨道(GEO)或地球静止轨道卫星转向探索近地轨道(LEO)卫星 ， 后者将能提供更高的数据吞吐量和对地球更好的覆盖率 。 其理念是 ， 在给定网络中从绕地球运行的一颗或几颗GEO卫星转为数千颗(LEO)卫星 。 有许多运营商正试图创建面向宽带互联网的全新LEO卫星群 ， 而许多争相提供卫星的公司正是同一批防务公司 ， 它们拥有完备GEO卫星 ， 而这些卫星对军用监控和通信来说至关重要 。
这种从为不同目的而创造的技术中受益的循环已经出现在各个市场中 ， 并还将持续数年 。 现在 ， 我们将探讨为何毫米波频率对防务和通信都有帮助 。
更高频率助力实现更高数据速率和更宽通信带宽
在过去20年间 ， 随着移动通信的激增 ， 对更高数据速率的需求不断增长 。 每隔几年就会引入一个新的无线标准来定义新协议以增加数据吞吐量 。 这些吞吐量的提高通常与更复杂的调制方案相关 ， 以便同时传输多个信息 。 随着调制方案变得更加复杂 ， 传输更多数据的能力也在增长 。 然而 ， 调制复杂度增加到某个程度就不再能提供显著的吞吐量改善 。 故而信号调制的常用方法是将其扩展到载波频率附近的一系列频率上 。 因此 ， 提高吞吐量的另一种方法是将调制信号(FBW)扩展到更宽的频率范围内来增加其带宽 。 为了不断增加可扩展信号的数量 ， 我们需要增加载波频率(FC)以使其不低于直流 。 通过转移到更高频率以实现同时传输更多数据的能力将应用推向了毫米波频率 。
5G对电子战有何影响
当今的军事冲突越来越多地以电子方式进行对抗 ， 这引发了电子战的构想 。 电子战的关键组件之一是雷达 ， 只需发送一个信号并等待信号返回 ， 即可对雷达视野范围进行测绘 。 雷达系统已经经历了100多年的发展 ， 其主要优势是可以检测和测绘人类看不见的目标物 。 这使雷达操作员比没有雷达的对手拥有更大的优势 。 因此 ， 雷达技术多年来一直在持续发展 。 如今 ， 我们看到雷达用在日常天气预报、空中交通管制以及新兴应用中 ， 例如在汽车行业中利用雷达来检测汽车与目标物之间的距离 。 采用UHF和VHF频率的传统低频雷达系统已经被应用于超长距离早期探测雷达 。 快速移动的飞机更常在X频段频率（8 GHz至12 GHz）运行 ， 从而可以受益于更高分辨率和更小尺寸的天线 。 用于战斗机中部署和瞄准导弹的雷达系统通常在Ka频段（33 GHz至37 GHz）运行 。 94 GHz下的制导弹药和导弹开发正在不断增加 。 雷达系统转向更高频率具有诸多优势 ， 我们可以通过查看表征目标解析能力的距离分辨率和角度分辨率来了解这些优势 。 转向更高频率的第一个优势是实现给定角度分辨率的天线尺寸会缩小 ， 该分辨率是小型军备安装的关键 。 从另一个角度来看 ， 对于给定天线尺寸 ， 更高频率下的角度分辨率会增加 。 雷达的距离分辨率与调制带宽成正比 ， 如上所述 ， 在更高的频率下会提高距离分辨率 。 因此 ， 由于应用要求更高的分辨率 ， 转向更高频率会带来优势 。


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