隨著5G技術(shù)在商用領(lǐng)域的不斷發(fā)展和應(yīng)用，其對頻率需求的增長為軍事領(lǐng)域頻段應(yīng)用提出新的挑戰(zhàn)，推動軍方通信系統(tǒng)設(shè)計者在解決頻譜干擾、與商用領(lǐng)域共享頻譜等方面進行了多個探索，并取得多項進展。

無線通信行業(yè)正處在技術(shù)變革的時期，作為商用技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展階段，5G的發(fā)展最初利用的是28吉赫茲~39吉赫茲頻譜，長遠來看將逐步過渡到70吉赫茲頻帶。與之前商用無線領(lǐng)域使用的《6吉赫茲標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠。

在這一時期，針對普通對手或非傳統(tǒng)對手的外部環(huán)境的不斷變化，美國國防部和國家安全局實現(xiàn)了自身的巨大轉(zhuǎn)變。這些新出現(xiàn)的威脅融合，以及商業(yè)通信系統(tǒng)向毫米波頻率的滲透，使得人們對那些能夠保護其安全的新興技術(shù)產(chǎn)生新的需求，從而帶來了市場機遇。這些新技術(shù)必須具有成本效益、高效性和可擴展性，才能應(yīng)對未來威脅。

5G商用廣泛應(yīng)用對軍事領(lǐng)域帶來頻譜挑戰(zhàn)

當(dāng)聯(lián)邦機構(gòu)為移動和固定無線商用寬帶分配500兆赫茲頻譜時，高頻融合成為2015年的焦點。這項決定旨在為5G發(fā)展構(gòu)建基礎(chǔ)。此舉帶來的嚴(yán)重副作用就是這些新的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)將對軍事領(lǐng)域的波長帶來影響，造成的結(jié)果是頻譜遷移可能需要10年時間才能完成。

盡管5G允許商業(yè)移動運營商滿足消費者需求，但這些應(yīng)用滲透到傳統(tǒng)的國防和航空航天領(lǐng)域頻譜中會產(chǎn)生問題。美國軍方將這些頻段用于雷達、無人機系統(tǒng)、遙測、氣象衛(wèi)星、CT檢查和涉密系統(tǒng)。這些會受到5G系統(tǒng)影響嗎？如果受到影響，影響多大？

由于無線通信的部署和帶寬的增加，以網(wǎng)絡(luò)為中心和無人系統(tǒng)的使用，以及雷達和通信頻譜靈活性增加的需求以提高性能并克服復(fù)雜的對抗，由此帶來的頻譜擁塞可能會限制作戰(zhàn)能力。

因此，商用頻譜拍賣為軍方提供兩種選擇：與商業(yè)用戶共享現(xiàn)有頻段，或?qū)㈩l譜表提升至更高的頻率。每種選擇都面臨障礙。如果軍方仍然使用現(xiàn)有頻帶范圍，那么就必須解決干擾問題。相反，較高的頻率理論上提供足夠的帶寬，但其較短的無線電波不會傳播太遠，并且通常被建筑物或其他結(jié)構(gòu)阻擋?？朔@些障礙需要使用不同的波形和更多的功率。

正如美國國防先期研究計劃局（DARPA）制定了頻譜協(xié)作挑戰(zhàn)項目。根據(jù)DARPA消息，頻譜協(xié)作挑戰(zhàn)旨在創(chuàng)建“一個新的、更高效的無線模式，在該模式下，無線電網(wǎng)絡(luò)能夠自主協(xié)作，動態(tài)確定頻譜應(yīng)如何使用?！痹谶^渡期間，國防工業(yè)必須準(zhǔn)確有效地監(jiān)測頻譜動態(tài)以確保軍事行動取得成功。

軍事領(lǐng)域?qū)?a target="_blank">微波/毫米波設(shè)計測試工具有著嚴(yán)格要求

商用和軍事領(lǐng)域的無線系統(tǒng)不止擁有共同的頻譜。兩者都必須堅守嚴(yán)格的預(yù)算，以及嚴(yán)格的設(shè)計準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)。出于這些原因，技術(shù)得以不斷發(fā)展來高效地處理更高頻率的測試產(chǎn)品和系統(tǒng)。這些新的測試技術(shù)必須滿足一系列標(biāo)準(zhǔn)，以滿足與驗證微波和毫米波設(shè)計有關(guān)的軍事要求，包括：

· 穩(wěn)定性——在多個設(shè)備之間，以及同一設(shè)備上多個測量之間可重復(fù)和穩(wěn)定測量對于測試擁有嚴(yán)格公差和嚴(yán)格規(guī)格的軍事設(shè)計至關(guān)重要。

· 校準(zhǔn)——應(yīng)該限制漂移以減少必須完成的校準(zhǔn)次數(shù)，以便更高效地進行測試。從軍事角度來看，限制漂移是有利的，因為它允許對測試解決方案進行配置，并將其留在某個位置，從而能夠從基地進行持續(xù)的遠程頻譜監(jiān)測。

· 高動態(tài)范圍——當(dāng)測量信號的通道靠近在一起時，尤其是當(dāng)某個通道打開而另外一個通道關(guān)閉時，高動態(tài)范圍非常重要。所有頻率范圍（包括低端）高動態(tài)范圍是必要的。即使在毫米波設(shè)計時，后者也很重要，因為如果在較低頻率下消除滾降，則諧波有益。

· 頻率覆蓋——測試解決方案必須是寬帶，以處理與軍事設(shè)計中使用的毫米波頻率相關(guān)的更寬的信道寬度。從千赫茲到吉赫茲的廣泛覆蓋提供更高的測量精度和整體測試效率。例如，較為老舊的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀架構(gòu)需要實施大型外部組合器來連接兩個頻帶以擴展頻率范圍。這種實施惡化了矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀架構(gòu)原始指向和輸出功率。

頻譜分析儀和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀架是解決戰(zhàn)場隱藏信號探測的重要工具

微波和毫米波頻率的新興應(yīng)用也將需要發(fā)展測試解決方案以追蹤隱藏的信號。在當(dāng)今戰(zhàn)場上，捕獲敵方之間傳輸信號是任務(wù)成功和安全和關(guān)鍵。隱蔽的操作人員和恐怖分子通常將發(fā)射信號盡可能接近環(huán)境噪聲底層以免被發(fā)現(xiàn)，戰(zhàn)場頻譜分析儀和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀架構(gòu)可提供接近噪底的高精度測量，以揭示這些隱藏的信號。

此外，從千赫茲到毫米波連續(xù)頻率范圍的便攜式頻譜分析儀可對整個不斷擴大的商業(yè)頻譜進行掃描，以更好地監(jiān)測已知和未知的傳輸。這些工具的緊湊尺寸意味著，目前可在尺寸與便攜式移動設(shè)備相同的解決方案中實現(xiàn)寬頻率覆蓋。

這種“超便攜”一個很好的例子是最近的一系列試驗，一臺重約10盎司的頻譜分析儀被安裝在商用現(xiàn)貨無人機上，用于檢測高達110 吉赫茲的隱藏信號。這種探測能力可消除利用大量勞動力從地面搜尋干擾物和隱藏信號的做法，最終使軍人更安全。

目前，軍事領(lǐng)域和防務(wù)企業(yè)正處在高頻通信系統(tǒng)的邊緣。5G技術(shù)將商業(yè)應(yīng)用帶入微波和毫米波波段，為給武裝部隊和平民提供安全和保障，5G相關(guān)技術(shù)必須要迎接新的挑戰(zhàn)。