Полосу миллиметровой антенны выбирают по задаче, доступным частотам, трассе, аппаратуре и способу проверки. Высокая несущая сама по себе не задаёт скорость или разрешение радара. Связь и измерение расстояния требуют разных критериев.
Что означает ММВ
Миллиметровым волнам по длине волны соответствует примерно 30–300 ГГц, то есть 10–1 мм в свободном пространстве. В обсуждении 5G словом mmWave часто называют также области около 24, 26 и 28 ГГц. 24–100 ГГц не являются строгим полным определением.
По λ = c/f для 24 ГГц получается около 12,5 мм, для 60 ГГц — 5,00 мм, для 77 ГГц — 3,89 мм. Внутри материала длина волны зависит от среды.
1. Определить задачу связи или сенсора
Для связи задайте скорость, задержку, число пользователей и доступность. Для радара — диапазон дальностей, скоростей и углов, разрешение и период обновления. 60 ГГц не гарантирует задержку менее 5 мс.
Идеальная оценка разрешения по дальности ΔR ≈ c/(2B). При B = 4 ГГц это примерно 3,75 см, а не менее 3 см. Разрешение, погрешность измерения и угловое разрешение различаются.
2. Уточнить доступные каналы
Проверьте страну, службу, условия внутри или вне помещения и конкретное оборудование. Номер полосы 5G NR, WiGig и автомобильный радар не являются взаимозаменяемыми обозначениями.
Не назначайте n257 диапазону 64–71 ГГц. Используйте актуальную таблицу поддерживаемых полос радиомодуля и соответствующую спецификацию NR, затем сверяйте местный частотный план.
Сам номер стандартизованной полосы не разрешает одинаковую ширину канала и ЭИИМ во всех странах. Частное американское ограничение нельзя переносить на весь мир, как и присваивать всем устройствам 24 ГГц 75 дБм.
3. Оценить потери и среду
Учитывайте расстояние, перекрытие пути, отражения, осадки и газовое поглощение. Кислородное поглощение около 60 ГГц зависит от частоты, давления и температуры: фиксированные 16 дБ/км не подходят каждому случаю.
Фиксированный высоконаправленный радиоканал и переносной терминал различаются даже на одной частоте. Не вводите всем ММВ предел 300–500 м; считайте мощность, усиление, шум и требуемый запас.
Потери через бетон, стекло и листву также зависят от состава, толщины и геометрии. Таблица с одним процентом для любой стены не заменяет обследование пути.
4. Выбрать антенну вместе с RF-цепью
Короткая волна может позволить разместить больше элементов в заданном габарите. Но усиление, ширина луча, сектор сканирования, лепестки и потери питания оцениваются совместно.
Один маленький элемент не означает автоматически большой общий коэффициент усиления. Усилители, преобразователи, корпус, соединители и подложка должны покрывать весь диапазон.
Наличие микросхемы на данной частоте не доказывает соблюдение бюджета, мощности и температуры. Тепловые требования определяют по реальной рассеиваемой мощности и условиям охлаждения.
5. Проверить весь диапазон в сборе
Определите калибровочные плоскости VNA и оснастку, затем измерьте отражение и передачу. КСВН менее 2 не подтверждает автоматически диаграмму, эффективность и работу системы.
Включите радом, корпус и соседний металл. Для мобильного терминала проверьте затенение и переключение лучей, для радара — обнаружение в требуемых сценах. Одной центральной частоты недостаточно.
| Решение | Что записать |
|---|---|
| Задача | Пропускная способность или измерительные критерии. |
| Полоса | Нижняя и верхняя частоты, канал и регион. |
| Трасса | Расстояние, препятствия и запас. |
| Аппаратура | Антенна, RF-цепь и тепло. |
| Испытания | Согласование, излучение и работа системы. |
См. ITU-R V.431 для классификации и P.838 для дождевого затухания. На странице 5 материала TI по миллиметровому радару объясняется связь разрешения по дальности и полосы.
