背景

对物联网、云计算、机器学习、多媒体流等高带宽应用的需求呈指数级增长，引发了开发为通信网络提供高带宽、更高速率和可靠性新技术的需求。5G和未来的6G技术将逐步使用更高的频率，甚至可达到或超越100 GHz，以实现达到每秒太比特量级的数据速率。

需求

随着6G技术中使用的器件、电子电路和材料的测试的发展，将需要支持太赫兹频段的测试测量设备。由于频率极高，可能需要在当今电子世界中不常用的特殊材料，例如特氟纶和石墨烯等，业界正在测试上述材料在与D波段及以上极高频率相互作用时性能。

对于6G，随着频率的升高，除了调制带宽更宽和数据速度更高的明显优势外，它还带来了信号穿透和自由空间路径损耗的一些基本问题。从通信的角度来看，这意味着运营商将不得不安装大量基站，为每条街道和每个家庭提供覆盖。这种解决方案不具有成本效益，因此正在提出其他替代方案。一种替代方案是反射智能表面，它是无源设备，但可以在所需的方向上偏转/反射高频信号。这意味着，如果这些表面安装在每个交通/道路/通信标志上，那么只有一到两个基站就可以覆盖大片区域。

这些智能表面采用特殊的可以反射高频5G/6G信号的导电油墨涂层制成。油墨由一种特殊材料制成，需要对其介电常数Dk和Df、损耗切线等进行表征。为了表征这些特殊材料，矢量网络分析仪需要在单次扫描中从极低频到高频（达220 GHz及以上）或以高达1.1 THz的带状方式运行。

由于材料预计具有极低的耗散因数和其他优异的介电性能，除了在所需频率下表征材料外，还必须表征一次和二次谐波的响应。因此，需要一个可以覆盖基波和谐波的宽带VNA。

测试需求

与5G甚至商用6G技术相关的一些其他测量（尚未确定频段）要求两个VNA端口在距离上分开，以便在更大的材料区域上进行材料测量（Dk、Df、损耗切线等）。这对于生产环境中的材料测量测试特别有用，因为这些材料的薄片需要在更长的距离上快速有效地进行测试。到目前为止，唯一的解决方案是使用台式VNA，将长测试引线电缆连接到喇叭天线上，喇叭天线沿南北方向（或北/北方向，如果要计算的材料特性基于反射）排列。

在较低频率下，这不是问题，因为电缆移动时的相位变化并不显著。然而，随着频率的升高，移动长测试引线电缆会产生相位波动，导致材料的错误结果。

安立公司提供了一种双端口VNA解决方案，可以放置在更长的距离（2米、5米、10米及更长）上，使测量更容易。安立公司还与多家为测量完整的材料特性提供合适的夹具和软件的第三方公司合作。

结论

材料测量将成为对所有携带高频信号的设备和器件进行的更重要的测量。表征材料的电损耗特性和相位偏差将在6G器件和应用中发挥非常重要的作用。尽管带状测量一直用于材料测试，但用于材料建模的6G技术实施需要宽带VNA解决方案来表征材料在工作频率下的响应，以及谐波含量。安立公司提供了几种解决方案来充分表征高频材料。

关键词:5G 6G 材料测量 解决方案

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来 源：安立公司

编辑：清风

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