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TechnicalFeature 技术特写

同轴电缆组件随毫米

波应用的兴起而变化

Coaxial Cable Assemblies Adapt to Emerging mmWave Applications

Dan Birch
Pasternack公司，美国加州Irvine市

过去数年中，毫米波频率一直用于小众化的军事、航空航天、卫星通信及科学研究。
然而，随着工作于数十至数百GHz的新兴5G和60GHz Wi-Fi、汽车雷达和高速数据应用越
来越普及，这一现象已经发生改变。应用的多样性以及人们对更高频率测试系统的需求将
同轴电缆组件的性能推升至新的高度。测试电缆的这些性能参数已超出实验室水平，并用
于实现专门针对新应用的功能。从针对原始实验室条件的极严格公差要求到针对自动化测
试设备的牢固可靠性要求，工作于毫米波频段的下一代精密同轴测试电缆面对着各种各样
的“硬性”性能要求。

近 年来，人们对6GHz以上射频频谱的使用有 业、军事、航空航天及卫星通信技术将遭受更
多的电磁干扰，其中，部分此类干扰是无意
所增加（图1）。在此之前，毫米波频率
的典型用途为军事、航空航天、卫星通信、气 的，但是也有部分干扰可能是故意造成的恶意
象及科学研究。这些用途通常使用波导互连器 干扰。为了使设计的5G网络和60GHz Wi-Fi系统
件，并且在必要时可支持高成本的小型化定制 能够满足即将制定的标准所要求的严格公差，
毫米波同轴电缆和连接器。如今，精密毫米波 制造商、系统设计人员以及技术人员需要使用
同轴组件广受各种市场和用途的青睐。当中的 比现有电缆和连接器具有更多功能且更易获得
一些新型市场包括光子及毫米波集成电路、5G 的经济高效的精密毫米波同轴电缆和连接器。
电信、60GHz Wi-Fi、汽车雷达、高速数据、军 汽车雷达及无线通信
事雷达及毫米波成像。多种上述新用途，尤其 未来的联网自动驾驶汽车将配备各种通
是5G和卫星通信天线阵列的测试和运行需要大 信功能和传感器。其中最为重要的一项应用为
量的同轴组件，而且某些应用所要求的同轴组 用于车辆检测、驾驶控制及障碍物规避的雷达
件工作条件对于通常指定为实验室设备的连接 （图2）。汽车雷达所使用的所有频段均位于
器件而言为极端条件。最新的需求正在逐步改 24GHz、77GHz及79GHz的毫米波频谱。对于制
变毫米波同轴电缆组件的性能和功能要求。 造商而言，雷达组件本身可能并不需要太多的
毫米波同轴电缆和连接器，然而此类系统的设
新兴应用 计、测试、安装及维护需要计量级的同轴电缆
5G和60GHz Wi-Fi 和连接器。
一直以来，移动无线用户的数据消费量都在 下一代汽车还将配备作为独立功能或将用
持续迅猛增加。最新一代的无线标准旨在满足人 户设备增强为5G热点的无线通信功能。5G机器
们对吞吐量、低延迟、大量连接以及适应新需求 间（M2M）通信将可能实现更强的自动车辆协
的灵活性的日益增长的需求。下一代无线通信的 调能力及车辆与道路通信设施（V2I）的通信。
频率必将超出于现今已高度拥塞的6GHz以下频 所有这些应用都需要在其模块内设置毫米波同
段之外，这使得美国联邦通信委员会（FCC）及 轴电缆及连接器，以促进模块间的通信。
其他政府为5G及60GHz Wi-Fi（IEEE 802.11ad） 毫米波集成电路
以及其他新兴应用留出大量的毫米波频谱。 上述应用及其他卫星通信、航空航天及
FCC定义的现有频段覆盖27.5~28.35、37~38.6、 军事应用均需要采用在毫米波频率上运行的
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38.6~40及64~71GHz内的11GHz的频谱 。如果为 MMIC。这些MMIC及其所在的复杂模块必须经
毫米波通信网络的开发开放频谱，则可实现高吞 过严格的测试、校准和验证之后才能用于关键
吐量的设备到设备及基站到设备连接，甚至“最 性应用。这些应用当中的某一些（如毫米波成
后一公里”家庭服务等。 像、雷达及芯片间通信）可能在100GHz以上的
在毫米波频谱中运行意味着消费者、工 频段具有良好的工作性能，且要求采用1mm或

16 Microwave Journal China 微波杂志 May/Jun 2018