5G损耗测量制造商

5G对制造商有许多潜在的好处,但也有技术限制,如视线、方向和路径损失需要测量。

通过布莱恩马屁精 2021年11月4日
图片由Brett Sayles提供

5G提供了无与伦比的蜂窝连接和速度。一个原因是使用更高的频率,其中有更大的连续频谱块可用来提供更宽的带宽和更大的吞吐量。3GPP,蜂窝标准组织,将24到44 GHz的高频范围指定为FR2,即“频率范围2”。随着毫米波技术的改进和监管框架的形成,越来越多的蜂窝原始设备制造商(oem)正在提供FR2能力。然而,有一些技术限制可能会限制5G设备在FR2频率范围内的性能。这些包括视线,方向和路径损失。

随着新型5G设备的大量涌现,5G兼容配件也随之涌现。历史上,配件被认为对蜂窝性能的影响微不足道。然而,使用毫米波技术进入更高频率范围,使配件制造商oem对其产品对5G设备的影响重新产生了兴趣。

材料特性、结构、几何形状和更短的波长对配件在更高频率下的性能起着更大的作用。蜂窝信号更容易衰减、反射或散射,这会降低蜂窝性能并对用户体验产生负面影响。每一个分贝的损失相当于减少10%的可用范围。现有的评估配件的解决方案既复杂、耗时又昂贵。

例如,手机壳制造商现有的解决方案是比较开着手机壳和关着手机壳的兼容手机的空中辐射功率。然而,在毫米波频率下,辐射发射是高度定向的,在辐射图中有许多峰值和零值。这些测量必须在特殊构造的室中进行,并使用复杂的基站模拟器和天线设置。这将导致执行测量的时间、成本和复杂性的增加。对于无法使用设施或设备进行这些测量的配件oem来说,进入壁垒很高。

另一种评估配件的传统方法是模拟。在计算机辅助设计(CAD)软件中创建了配件模型,并进行了电磁仿真。这需要昂贵的软件许可、CAD和仿真知识,以及与实际测量的相关性,这通常是困难的,而且容易出错。模拟需要在感兴趣的频率范围内准确了解材料特性,复杂的几何形状会增加计算时间。制造过程中的变化可能导致实际测量的差异,限制了仅模拟解决方案的有效性。

评估材料性能的最后一种方法是将精确构造的样品放置在波导或谐振腔中,并测量其介电性能。然后,制造商可以计算出零件成型后的预期性能。本程序仅适用于可铸造或磨成适当尺寸和几何形状的材料,完全不包括软线材料。这种方法不能解决表面图案或混合材料结构等问题,限制了它的实用性。

天祥集团开发了一种正在申请专利的测量解决方案,使用共线点聚焦喇叭天线在自由空间测量5G配件的性能。在肯塔基州列克星敦的卓越无线中心,工程师们测量了配件在5G FR2频段从24到40 GHz的损耗、反射、散射和介电特性。独特的Eravant点聚焦喇叭天线无需专门的测量室。测试信号可以精确地放置在配件上,以达到无与伦比的测量精度。信号发生器与频谱分析仪、标量网络分析仪或矢量网络分析仪配对,用于提供不同级别的性能数据。配件制造商现在可以灵活地提供最相关的数据,花费的时间和成本都比传统方法少得多。

这些性能数据和报告创造了一个独特而引人注目的用户体验故事,帮助配件制造商在拥挤的领域中脱颖而出。对5G信号影响最小的手机壳有一个独特的卖点,比其他制造商更有优势。用户可以准确地选择要执行的测量,降低了小型制造商的准入门槛。业绩数据的营销价值体现在增加的销售额、品牌认知度和整体客户满意度上。

-这最初出现在天祥集团的网站天祥集团是CFE Media的内容合作伙伴。

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作者简介:Brian Lackey是一名EMC工程师,也是Intertek的技术人员。