用于5G网络的单片微波集成电路(MMIC)技术应用

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对于负责为5G无线系统量身打造下一代测试设备的测试和测量（T&M）供应商而言，方法十分重要。与早期的3G和4G LTE部署相比，5G增加了架构方面的复杂性，主要原因在于MIMO天线配置。

面对即将到来的全球5G无线基础设施商用，无论是消费者还是技术供应商自然都会感到非常兴奋。大家都很期待能够体验一下10倍的数据传输速率（甚至如发展蓝图中所预计的100倍及以上），以及让现今网络连接黯然失色的超大网络容量。如此快速、广泛的无线覆盖无疑将为我们的日常生活带来积极影响，但其对于社会和经济的影响同样不容小觑——尽管目前鲜有专家对此进行预测。

据朱尼普研究公司估计，到2025年全球5G服务收入将超过650亿美元。据IHS Markit分析公司估计，到2035年5G将实现高达12.3万亿美元的全球经济产出。这些数字确实抓人眼球，而且更重要的是，当安全优化后的5G互联自动驾驶汽车走上街头时，每年可能会避免数千起交通事故。

与此同时，对于负责为5G无线系统量身打造下一代测试设备的测试和测量（T&M）供应商而言，测量方法又十分重要。与早期的3G和4G LTE部署相比，5G增加了架构方面的复杂性，主要原因在于大规模的多输入多输出 “MIMO” 天线配置，其特殊之处体现在针对5G移动无线部署的低于6 GHz的基站。

早期基站可能容纳四到八根天线，而5G基站可以容纳数百根独立的发射和接收天线同时运行——这意味着现在有数百个无线电信道可以并行实施扫描和处理，而且都工作在更高的频率上。由于天线配置的密度较大且比较复杂，连接必要数量的电缆来仿真和测试每一条信道会变得不切实际。因此，在测试基站波束成形功能时，无线（OTA）天线测试方法则越来越重要。

由于在某种程度上，可通过更宽的带宽信号实现5G固有的更高数据吞吐量，因此5G测试还需要能够生成和分析新5G波形的极限宽带仪器。通常信号生成和分析能力每提升1 MHz，测试设备用户会多支付数千美元。因此，T&M供应商将面临价格挑战，确保设备支持更高带宽的同时，需要以极具竞争力的价格赢得客户的青睐。

为了应对这些挑战，5G测试系统的设计人员需要采用一种能够在广泛的频带中适应极端多信道测试环境的射频组件，同时这种组件又不能显著增加设备的尺寸和重量，尤其是成本。这意味着需要更高的集成度并采用一种全新的系统设计方案：利用将多项功能集成在单一封装中的单片微波集成电路(MMIC)来代替分立射频元件。与主要采用分立射频元件构建的系统相比，MMIC在设计周期中不会表现出过多的不确定性和复杂性，因此有助于5G测试设备设计人员缩短产品上市时间并降低开发成本。

与传统分立器件相比，MMIC在尺寸、重量和性能方面具有巨大优势，而且针对高带宽支持进行了优化，因此系统设计人员能够将更多信道集成到紧凑的系统封装中，从而无论是在实验室还是在现场使用，均可实现强大的5G测试功能。利用MMIC实现的设计和制造效率可转化为较低的生产成本，以此获得具有成本竞争力的高度集成式5G测试设备，从而广泛应用于蓬勃发展的5G无线基础设施市场，给面临5G测试系统设计挑战的T&M供应商不少帮助。