當下，行業對通信網絡的要求已不再僅局限于“連接”——更大帶寬、更高速率、更廣覆蓋、更低時延已經成為衡量網絡通信的剛性指標。

隨著智能終端普及、工業物聯網崛起，以及AR/VR、自動駕駛等新興技術的爆發式發展，現有的以Sub-6GHz頻段為核心的5G網絡正面臨嚴峻挑戰。盡管其具備廣域覆蓋的優勢，但有限的頻譜資源難以支撐持續膨脹的數據洪流。據預測，到2030年底，中國的移動產業數據流量將是現在的四倍。此趨勢下，傳統頻段猶如“窄巷行車”，漸顯捉襟見肘之勢。

毫米波：解鎖頻譜資源的“金鑰匙”

為突破這一瓶頸，通信行業將目光投向更高頻段的毫米波，以彌補5G通信建設在頻譜資源方面的短缺。

#毫米波指的是頻率范圍在30GHz至300GHz之間的電磁波，其憑借超短波長和巨大帶寬潛力，被視為解鎖未來高速移動互聯網的“金鑰匙”。然而，在實際應用中，毫米波的物理特性使其應用受限：由于波長極短，信號在傳播過程中極易受障礙物阻擋，且傳播損耗較高，覆蓋范圍受限，因此嚴重制約了毫米波的大規模應用。

波束成形為毫米波的應用鋪平道路

在此背景下，#波束成形（Beamforming）技術應運而生。通過定向聚焦信號能量，波束成形技術不僅提升了通信質量，還為毫米波在諸多場景下的應用鋪平了道路。

簡單來說，波束成形就是通過集中電磁波并控制其方向，從而達到信號能量集中和定向發送的目的。在毫米波系統中，通常采用相控陣天線來實現這一過程。相控陣天線由成百上千個獨立控制的天線元件組成。每個元件的相位可以動態調整，使電磁波在目標方向產生相長干涉（信號疊加增強），而在其他方向形成相消干涉（抑制干擾）。這種無需機械轉動的電子控制方式，使波束可在三維空間內靈活指向，從而顯著提升信號增益與抗干擾能力。

有效的相控陣天線信號處理有幾個關鍵要求。其中，高速控制便是最關鍵的一點，因為要根據目標位置不斷評估相移。在通信系統中，標準協議允許接收器向發射器發送信號強度和質量反饋，發射器據此調整相對相位以微調波束方向。在雷達系統中，對被主動跟蹤的物體，接收器子系統會向發射器子系統提供方向信息。此外，為了進一步優化相控陣天線的性能，復雜的信號處理算法也發揮著重要作用。例如，自適應波束成形算法能夠減輕干擾或跟蹤移動目標。

安富利和Otava推出波束形成器IC評估套件

釋放毫米波更多潛力

針對毫米波應用開發，安富利和Otava推出波束形成器IC評估套件，為工程師搭建了一個高效且靈活的平臺。該套件包含一個Avnet MicroZed系統級模塊（SoM）。該SoM基于AMD Zynq 7010片上系統（SoC），將高速Arm處理器內核與大型可編程邏輯陣列相結合，以構建復雜的波束形成控制算法。這些算法可跟蹤快速移動目標。同時，套件提供的定制化圖形用戶界面（GUI）簡化了射頻信號調優流程，工程師可通過USB或以太網接口控制命令，并查看相應結果。

隨著波束成形技術的不斷突破，毫米波在多個領域的應用潛力得到了充分釋放。

在汽車行業，毫米波技術正逐漸成為推動自動駕駛和智能交通發展的關鍵力量。憑借高精度的測距、測速和目標識別能力，毫米波雷達能夠實時監測車輛周圍的環境，為自動駕駛系統提供可靠的數據支持。在智能交通系統領域，毫米波雷達能夠在雨、霧等惡劣天氣條件下實現全天候穩定工作。因此，道路收費站、紅綠燈控制系統和交通監控系統會采用毫米波雷達，實現對車流量、速度和行駛狀況的實時監測。

毫米波與波束成形技術深度融合

打開通信行業全新格局

毫米波與波束成形技術的深度融合，正在為通信行業打開全新的發展格局。在這一過程中，安富利致力于以深厚的技術積累和全球化的產業洞察，為行業搭建通向高頻通信的橋梁。通過與Otava聯合開發的波束形成器IC評估套件，安富利不僅將復雜的射頻信號處理算法轉化為可落地的工程解決方案，更通過軟硬件協同創新大幅降低了毫米波系統的開發門檻。面向未來，安富利將繼續攜手行業伙伴，推動毫米波技術在更多領域的廣泛應用，為構建更智能、更高效的通信網絡提供支撐。