在毫米波的頻率，受到大氣中，尤其是氧氣分子的影響，還會(huì)有比較大的大氣傳播衰減。圖2顯示了大氣傳播衰減和頻率之間的關(guān)系。在60GHz的頻段，由于氧氣分子對(duì)電磁波吸收的加劇，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)衰減的峰值。正因?yàn)?0GHz傳輸衰減比較大，傳輸距離相對(duì)短，同頻干擾也相對(duì)少，因此政府將60GHz頻段規(guī)定為非授權(quán)的頻段。同時(shí)，衰減較大對(duì)測(cè)試也帶來了挑戰(zhàn)，測(cè)試儀表需要比較大的輸出功率或比較高的接收靈敏度來保證測(cè)試的精度。

當(dāng)頻率到70GHz的時(shí)候，同軸連接器內(nèi)導(dǎo)體的直徑只有0.5mm，該尺寸已經(jīng)接近車床機(jī)械加工能力的極限，連接器上任何的毛刺甚至灰塵都會(huì)影響連接器的在毫米波頻段的匹配性能。相對(duì)于低頻連接器，在使用高頻連接器的時(shí)候，要?jiǎng)?wù)必小心，以免損壞。并且建議在每次使用之前，使用放大鏡檢查和進(jìn)行清潔，并且使用力矩扳手進(jìn)行連接。

圖2、大氣傳播衰減VS 頻率

應(yīng)對(duì)毫米波測(cè)試的挑戰(zhàn)

頻譜儀是進(jìn)行毫米波測(cè)試的關(guān)鍵的設(shè)備之一，配合信號(hào)源和天線，可以用于無線信道的衰落特性測(cè)試。在低頻段，常用臺(tái)式頻譜儀和天線組成測(cè)試系統(tǒng)。天線一般放置在轉(zhuǎn)臺(tái)上，臺(tái)式頻譜儀放置在測(cè)試臺(tái)上，兩者之間使用同軸線連接。然而在毫米波頻段，由于頻率的增加，同軸線的損耗會(huì)急劇的增加。例如，在70GHz的頻段，一個(gè)3m電纜的損耗會(huì)高于20dB，使用這樣的電纜進(jìn)行測(cè)試時(shí)，測(cè)量的范圍和精度會(huì)大大降低。同時(shí)，電纜的損耗和相位特性還會(huì)隨著溫度變化，這將導(dǎo)致測(cè)試的不確定度增加。為了去除電纜對(duì)測(cè)試的諸多影響，安立公司提出了全新的方案，使用超小型的頻譜儀和天線直接連接，便攜式的頻譜儀使用PC通過USB線進(jìn)行連接和控制（見圖3和4）。

圖3、使用臺(tái)式儀表進(jìn)行毫米波頻段的測(cè)試將會(huì)面臨電纜損耗過大的問題（b）

使用超小型的USB接口的儀表，可以將儀表和被測(cè)件直接連接（a）

圖4、28GHz的無線通道測(cè)試，使用電池供電的便攜式信號(hào)源通過天線發(fā)射0dBm的信號(hào)，使用USB式的頻譜儀和天線接收信號(hào)

減少測(cè)試系統(tǒng)中的連接次數(shù)和電纜數(shù)量會(huì)降低測(cè)試的誤差和降低誤測(cè)的比例。由于減少電纜的使用，也會(huì)降低信號(hào)傳輸?shù)牟黄ヅ?，減少由于電纜帶來的測(cè)試漂移，提高測(cè)試的精度。

功率計(jì)和頻譜儀的測(cè)試是“標(biāo)量”測(cè)試，意味著不包含信號(hào)的相位。功率計(jì)和頻譜儀連接處的失配會(huì)使部分信號(hào)被反射回去到信號(hào)源，信號(hào)反射到信號(hào)源后，信號(hào)源端口的失配會(huì)將反射信號(hào)重新反射到功率計(jì)和頻譜儀。反射信號(hào)的相位會(huì)隨著頻率而變化，相位的變化會(huì)導(dǎo)致反射信號(hào)和原有的入射信號(hào)矢量疊加時(shí)，總的信號(hào)強(qiáng)度可能為幅度相加或相減，導(dǎo)致總的幅度測(cè)量結(jié)果的紋波增加。這樣測(cè)試結(jié)果可能高于或者低于真實(shí)的情況。

失配的不確定度可以使用連接處的電壓反射系數(shù)ρ進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)電纜兩端連接處的反射系數(shù)為ρ1和ρ2，可以使用下面的公式計(jì)算正不確定度u+和負(fù)的不確定度u-，單位為dB。