2. 毫米波频段与信道特性
毫米波通常指 24 GHz 以上的频段，在 5G NR 中主要落在 FR2（24.25–52.6 GHz），常见工作频点如 n257（28 GHz）、n258（26 GHz）、n260（39 GHz）、n261（28 GHz 变体）。与 Sub-6 GHz 相比，毫米波测试中“信号为什么变弱、为什么忽强忽弱、为什么换个位置就测不到”几乎都能追溯到四类信道机理：自由空间路径损耗、大气吸收、穿透损耗和多普勒效应。理解它们的量级与变化规律，是设计测试链路、选择测试距离、判断测量结果是否合理的前提。
一、路径损耗：频段越高，同样距离衰减越大
自由空间路径损耗（FSPL）由 Friis 公式给出：
FSPL(dB) = 20·log10(d) + 20·log10(f) + 32.44
其中 d 单位 km，f 单位 MHz；若 d 用 m、f 用 GHz，则常数改为 -27.55：
FSPL(dB) = 20·log10(d_m) + 20·log10(f_GHz) - 27.55以 3.5 GHz 与 28 GHz 对比，同一距离下仅频率项就带来 20·log10(28/3.5) ≈ 18 dB 的额外损耗。若测试距离从 3 m 拉到 30 m，距离项再增加 20 dB。这意味着在毫米波 OTA 测试中，暗室尺寸、探头到被测件的距离、链路预算都必须重新核算，不能沿用 Sub-6 GHz 的经验值。
实际测试中更常用的是 CI（Close-In）模型或 ABG 模型，把路损写成 FSPL 加上随距离的幂律衰减：
PL(d) = PL(d0) + 10·n·log10(d/d0) + Xσ
n：路径损耗指数，视距 LoS 约 1.8~2.2，非视距 NLoS 可达 3~5
Xσ：阴影衰落，毫米波 NLoS 下标准差常取 6~10 dB因此测试中若发现接收功率随位置波动十几 dB，先判断是 LoS/NLoS 切换还是阴影衰落，而不是急于怀疑仪表。
二、大气吸收：特定频点的“氧吸收峰”
毫米波在空气中传播时，氧气和水蒸气会吸收能量。最典型的是 60 GHz 附近的氧吸收峰，衰减可达 15~20 dB/km；而 28 GHz、39 GHz 相对较低，约 0.1~0.5 dB/km。对室内短距离 OTA 测试（几米量级），大气吸收通常可忽略；但对室外回传、长距离链路预算或几十米以上的测试场景，就必须计入。
测试含义在于：如果被测设备工作在 60 GHz 附近，链路预算要预留额外余量；同时测试环境的温湿度会影响水蒸气吸收，高湿环境下 60 GHz 与 183 GHz 附近的衰减会明显上升。做重复性测试时，应记录环境温湿度，避免把环境变化误判为设备性能漂移。
三、穿透损耗：材料决定“能不能测到”
毫米波穿透能力弱，常见材料的单层穿透损耗大致为：
| 材料 | 28 GHz 典型穿透损耗 | 测试影响 |
|---|---|---|
| 普通玻璃 | 约 3~10 dB | 可穿透，但需计入链路预算 |
| 混凝土墙 | 约 20~40 dB | 基本阻断，需 LoS 或反射路径 |
| 人体 | 约 20~35 dB | 手持测试时遮挡导致剧烈波动 |
| 金属 | 几乎全反射 | 形成强反射路径，也可能完全遮挡 |
在 OTA 测试中，被测件夹具、吸波材料、暗室壳体都会引入额外损耗。若测试结果比预期低 20 dB 以上，应优先排查是否有金属或混凝土遮挡、探头是否被夹具挡住，而不是直接判定设备发射功率不足。
四、多普勒效应：移动与振动带来的频偏
多普勒频移公式为：
fd = (v/λ)·cosθ
v：相对速度（m/s），λ：波长（m），θ：运动方向与来波方向的夹角以 28 GHz 为例，λ ≈ 10.7 mm。若终端以 30 m/s（约 108 km/h）运动，最大多普勒频移约 2.8 kHz；若在 60 GHz，同样速度下约 6 kHz。对 OFDM 系统，子载波间隔在 FR2 常为 60 kHz 或 120 kHz，多普勒频移相对子载波间隔的比例决定了相位噪声与 ICI（子载波间干扰）的严重程度。
测试中多普勒效应体现在三方面：一是高速移动场景（高铁、车载）下 EVM 恶化、解调门限上升；二是相位噪声与频偏估计的联合影响，接收机需要更快的信道估计跟踪；三是振动台、转台测试中，机械振动也会引入微小多普勒，造成频谱展宽。做毫米波移动性测试时，应明确速度、角度和频点，并观察 EVM、频偏估计值、误块率随速度的变化曲线。
五、四类机理在测试中的联合判断
实际测试中四类机理往往同时存在，需要按“先量级、后机理”的顺序排查。一个可操作的判断顺序是：
- 先看接收功率与距离的关系。若每十倍距离下降约 20 dB，符合 FSPL；若下降更快（30~50 dB），说明进入 NLoS 或存在遮挡。
- 再看频点。若 60 GHz 附近链路预算明显比 28 GHz 紧张，且距离超过几十米，考虑大气吸收。
- 然后排查穿透。用同一位置、同一频点，移开疑似遮挡物前后对比 RSRP，差值即为穿透损耗量级。
- 最后看动态。若静止时 EVM 正常、移动时恶化，且频偏估计值随速度线性增长，则多普勒是主因。
小结：路径损耗决定“距离与频段的基线”，大气吸收决定“特定频点的额外代价”，穿透损耗决定“能不能建立链路”，多普勒决定“动态下能否稳定解调”。四者共同构成毫米波测试的链路预算与场景设计依据。掌握它们的量级和变化规律，才能在测试中快速定位问题、合理设置参数，并对结果是否可信做出判断。