Ранее более высокие скорости передачи беспроводных данных достигались с помощью все более сложных схем модуляции, которые включали больше битных данных в один и тот же участок спектра.В настоящее время это решение достигло предела практического применения, поэтому в будущем, независимо от того, разработан ли он для коммерческих приложений пропускной способности 5G или высокомощных военных линий, он будет полагаться на более широкую пропускную способность, а не на более плотную модуляцию.Эта технологическая трансформация заставила дизайнеров перейти к миллиметровому волновому спектру., который может достичь различных новых функций с помощью богатых ресурсов спектра, но также приносит ряд совершенно разных дизайнерских проблем.
Система связи 5G получает выгоду от многолетней исследовательской работы, первоначально проведенной оборонными предприятиями.Технология антенны с фазовым массивом, полученная в области национальной обороны, может обеспечить сканирование луча и синхронное отслеживание многоцелевых объектов., и в настоящее время широко используется в приложениях 5G для одновременной передачи нескольких потоков данных нескольким пользователям.Коммерческие системы все чаще работают в диапазонах частот, таких как 28 ГГц и 39 ГГц, чтобы получить полосу пропускания, необходимую для многогигабитных связей.
Аналоговые устройства, Inc. and other companies utilize their accumulated millimeter wave expertise in defense industry applications to provide standard components that meet both defense performance requirements and commercial infrastructure manufacturing needsУсовершенствованная высокочастотная технология поверхностного монтажа IC способствует широкомасштабному развертыванию технологии 5G.
Как 5G, так и оборонная промышленность полагаются на передовое высокочастотное оборудование.в то время как военные приложения, такие как электронная война (EW), требуют более широкой пропускной способности для обеспечения возможностей обнаружения спектраНесмотря на эти различия, развитие широкой пропускной способности модуляции в области 5G привело к симбиотической выгоде на производственном уровне.
Интеграция технологии миллиметровых волн в этих областях позволила достичь производственного масштаба, необходимого для коммерческого применения.Этот синтез значительно снижает связанные с этим затраты на дорогостоящие процессы сборки небольших партий "чипов и проводов" для производства продуктов военного применения..
Этот масштаб опирается на высокоинтегрированные радиочастотные интерфейсы (RFID), модули фазового массива и простые в использовании решения для тестирования.Эти решения все чаще предлагаются малым дизайнерским компаниям., которым в прошлом не хватало бюджета или специализированных возможностей крупных оборонных подрядчиков.
Это взаимное продвижение также формирует общую инфраструктуру тестирования.Широкое распространение 5G способствовало разработке доступных готовых решений тестирования OTA, которые оборонные компании могут использовать для быстрого решения проблем разработки продукции без значительных финансовых инвестиций.Популярность этих проверенных и непосредственно развертываемых строительных блоков позволяет дизайнерским компаниям всех размеров использовать миллиметровую волну в качестве легко управляемой подсистемы, что облегчает преобразование перспективных приложений с миллиметровыми волнами из схематических диаграмм в развертываемое оборудование.
Инновации в спектре
На протяжении десятилетий инновации в беспроводных технологиях использовали два принципиально разных метода: кодирование большей информации в каждом различном состоянии сигнала (символ),или расширение спектрального пространства, используемого для передачи информации.
Простейшие схемы модуляции отдают приоритет надежности и целостности сигнала, в то время как более сложные схемы улучшают пропускную способность данных путем передачи большего количества бит на символ.Основной метод модуляции использует небольшое количество информации (например, один бит) для представления каждого символаДизайнеры могут улучшить производительность системы, используя более сложные схемы модуляции, такие как QAM, для кодирования большей информации для каждого символа.или путем доступа к более широким каналам спектра в диапазонах миллиметровых волн более высокой частоты.
Модуляция определяет, как данные упаковываются на носитель, в то время как усилители мощности (PA) гарантируют, что биты данных достигают намеченного места назначения.усилители мощности отдают приоритет эффективности и линейности в пределах обозначенных частотных полос для поддержки высокопроизводительных фазовых массивовОднако в военных системах обычно используется более широкий диапазон частот и более высокая мощность для улучшения четкости радаров, возможностей спутниковой связи и удобства использования.
Даже с прогрессом технологии модуляции, по-прежнему существует фундаментальное ограничение количества данных, перемещаемых через конкретные полосы носительной частоты (FC).Одним из ключевых принципов является то, что пропускная способность данных напрямую связана с шириной канала.Для достижения более высоких скоростей передачи данных необходим более широкий канал носительной частоты,как переход с переполненной однополосной автомагистрали на десятиполосную автомагистраль (рис. 1).