入門級毫米波測試包括5G在內的互連挑戰

新興毫米波應用的興起已經開始改變毫米波裝置和系統測試的形勢。在過去幾年中，毫米波的應用一直在科學研究、軍事/國防和衛星通訊的範圍內。這些應用通常適合小批次生產、高單價、較長的交貨期、定製解決方案以及勞動密集型的測試/質量/驗證方法。與先前的毫米波應用不同，新興的應用以商業利益作為驅動力，毫米波裝置和系統測試需與商業規模和商業時間相適應。

這些新應用包括基於大型衛星星座或巨型星座的衛星通訊，以及毫米波地面通訊和回程（毫米波5G）。這兩種應用試圖生產和利用長期在低於6 GHz的頻率下工作的技術和供應鏈，並對其進行調整/升級，以使其工作頻率達到數十千兆赫。例如，New Space公司在過去幾年中一直致力於發展矽半導體技術，以實現在砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）和磷化銦（ InP）通常所需的功率閾值、頻率和敏感度下工作。

除了硬體創新外，這些新應用還嘗試在毫米波裝置和系統測試過程上進行創新，以便更好地適應毫米波技術新體系的體積和質量要求。實現該目標的其中一種方法是為由天線系統（AAS）驅動的先進電信裝置開創無縫空中（OTA）測試，包括5G基站、使用者終端裝置和手機。其設想OTA測試系統將能夠透過裝置內建的OTA協議與5G被測裝置（DUT）進行無線通訊，以進行以往使用聯結器連線協議進行的一系列測試。許多人認為有必要對5G裝置和系統使用OTA測試，因為進行聯結器連線測試將需要大量的測試埠，並且高通量的測試方法不易適應。

但是，OTA測試自身也面臨著挑戰。例如，在OTA測試期間，對測試環境的控制無法達到傳統聯結器連線測試所能達到的程度。即使採取遮蔽措施，也會給測試條件帶來變化，且該變化可能會嚴重影響測試結果。此外，與聯結器連線測試相比，OTA測試涉及的訊號水平要弱得多，需要採用動態範圍更高的測試裝置才能解決OTA測試產生的接收訊號顯著偏弱的問題。測試天線陣列裝置還面臨著實際挑戰，即可能需要採用尚未成熟或證明有效的新OTA測試方法。

聯結器連線測試也不是很理想的方法，但是還可以透過改進聯結器連線測試設定來滿足OTA和高通量商業測試的一些新要求。例如，可以利用大規模開關矩陣、矩陣衰減器和功率分配器/組合器增加昂貴的大型毫米波測試裝置的有效埠數量，無需購買額外的測試儀器。此外，還可以利用這些元件為無法透過OTA測試方法進行的測試製定各種測試方案，例如衰落測試和干擾測試等。

測試機構和裝置製造商面臨的下一個挑戰是尋找平衡點，以及探索使用OTA和聯結器連線測試的新方法，以高效地測試業內前所未見的新毫米波裝置和系統。這些嘗試將可能會大幅度地增強毫米波技術的可及性，並最終使毫米波技術像當今的Sub-6 GHz技術一樣得到廣泛使用。