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2020年5G技術創新研討會:從GaN工藝到測試技術,推動5G迅速商業化

E4Life ? 2020-06-04 16:51 ? 次閱讀

日前,由全球電子科技領域知名媒體電子發燒友網主辦的《2020年5G技術創新研討會》成功舉辦。本次5G技術創新研討會上,電子發燒友邀請到了英飛凌、上海移遠、芯訊通、新思、Qorvo、是德科技、精測、宏電等高管,諸位專家在各自演講中對5G的市場局勢和技術趨勢進行了探討。從制造工藝、混合方案、IP設計以及測試測量等領域發表了自己的見解。
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GaN在5G基站上應用現狀及前景

圖:Qorvo高級應用工程師Shawn Bao(保石)

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本次研討會上,Qorvo高級應用工程師的Shawn Bao(保石)為大家分享了《GaN在5G基站上應用現狀與前景》。GaN技術目前廣泛應用于基站領域,也同樣應用在未來5G基站的三大主要應用場景下,高速率,低時延和萬物互聯。
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Qorvo目前的GaN技術中,QGaN09和QGaN15技術主要工作在高頻毫米波領域,QGaN25和QGaN25-HV大量運用于目前基站中sub-6GHz的應用場景,QGaN50工藝則主要用于廣播業務。Qorvo如今已經囊括了從2W/mm到12W/mm功率密度的GaN技術,波段包含了L波段到Ka波段。

圖:Qorvo的GaN技術

Trapping現象是GaN技術應用于基站中的最大挑戰,該現象是無法消去的,Qorvo所做的努力就是盡可能地減小該效應產生的影響。第二代GaN工藝能將該現象減小到一個比較合理的范圍內,從而在基站業務上獲得更好的應用。

圖:Trapping現象

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Qorvo的GaN技術都采用了3MI平臺,提供了sub-6GHz下的GaN功率放大器,電信產品有QPD0005、QPD0210、QPD0211等,滿足了sub-6GHz下不同頻段mMIMO應用的要求。同時還有6GHz下的一些小信號產品,比如雙信道開關LNA模組和前置放大器等。
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毫米波雷達市場仍存在不少的風險級挑戰,這也是我國先行發展sub-6GHz的理由,但sub-6GHz仍是5G發展的一個重要方向。針對毫米波的大功率市場,Qorvo早期也推出了24-39GHz下的收發模組,幾乎覆蓋了全部的5G毫米波應用。

圖:Qorvo 39GHz GaN收發模組

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未來以來,5G+Wi-Fi加速萬物互聯

圖:芯訊通產品部總經理鄧乾懷

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大會上,芯訊通產品部總經理鄧乾懷帶來了《未來以來,5G+Wi-Fi加速萬物互聯》的主題分享。鄧乾懷提到物聯網連接數見未來將會急劇增長,同時企業數字化轉型趨勢也日趨明顯。從高帶寬,海量連接,車載以及智能模組等領域,芯訊通部署了兩億+的連接數。
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芯訊通已推出了三大成熟的5G商用模組,SIM8200EA M2、SIM8200G LGA和SIM8300 M.2。其中SIM8200EA主要應用于北美之外的sub-6GHz市場,并采用了M.2封裝,方便客戶切換到5G。SIM8200G針對全球主要運營商網絡頻段,LGA的封裝也提供更多接口,方便客戶進行二次開發,同時對設備可靠性有一定保障。SIM8300G與SIM8200G類似,但采用了M.2封裝,且面向全球的sub 6GHz和毫米波頻段。
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圖:芯訊通成熟的5G商用模組

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根據速率、時延和并發數等要求,鄧乾懷將行業市場應用分為了四大場景,工廠制造、港口和自動駕駛的低延時場景,智能電網、CCTV組成的海量連接場景,辦公、住宅和商業區組成的固網帶寬場景,以及行人環境下的移動寬帶場景。

圖:芯訊通5G+Wi-Fi6技術融合的參考設計

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用可信賴的IP方案對應SoC設計中復雜的5G新規范及其功能需求

圖:新思高新IP技術經理王迎春

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接下來,新思高新IP技術經理王迎春為大家帶來了《用可信賴的IP方案對應SoC設計中復雜的5G新規范及其功能需求》的主題分享。他介紹了5G商用條件下,作為芯片設計工程師需要準備什么,以及5G商用對SoC的設計又有哪些新的需求和趨勢。
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如下是一個典型的5G手機SoC的架構,圖片下方是制程最高7nm的基帶處理器,而上方則是制程最高5nm的應用處理器。其中深色方框的部分,新思都有對應的IP解決方案,比如LPDDR5/4x/4、UFS3.x、BLE5.x&Wi-Fi6以及PCIe4.0等模塊。

圖:5G手機SoC架構

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在基帶處理器中,新思在控制端提供ARC HS的DSP處理器設計,在這一多核控制系統下,與硬件加速器的交互效率更高。在信號處理端新思也提供了ARC EV處理器,并對通信算法和機械學習做了ISA優化。同時在ASIP Designer工具的支持下,縮短了工程師在芯片設計上所耗費的時間。除此之外,在應用處理器中,新思也提供了tRoot HSM的5G安全解決方案,其中包含真隨機數發生器。
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5G基礎設施建設中需要自組網技術,而這一技術往往靠人工智能的支撐,新思也為此推出了EV7x Vision處理器IP,其算力最高為35TOPS。該IP中包含深度學習的加速器,速率達到了14k MACs。

圖:新思EV7x Vision處理器IP設計

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5G元器件測試

圖:精測儀器高級應用工程師陳珍柱

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最后,精測儀器高級應用工程師陳珍柱為大家分享了《5G元器件測試》的技術主題。電子系統由各種有源及無源器件組成,這些電路和器件在系統中具備相應的處理功能,針對不同器件電路的工作特性和測試參數的不同, 網絡分析儀需要具備相應的功能和性能保證對被測件參數的正確測試。

圖:器件功能及性能要求

在無源器件中,尤其是天線的測試需求其實很多時候都是它們的反射特性。但也要額外測試多天線系統下天線器件間的隔離?;?a target='_blank' class='arckwlink_hide'>電纜、耦合器、濾波器PCB等,除了反射特性之外,傳輸特性也需要加以測試。而Keysight為不同的器件也提供了最合適的測試平臺。

圖:無源器件測試的主要測試需求

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在測試過程中,一同引入測速數據的還有測試誤差。網絡分析儀測試過程中的誤差主要分為三類:系統誤差,隨機誤差和漂移誤差。其中系統誤差是由于儀表內部測試裝置的不理想引起,可在測試過程中通過校準消除。隨機誤差是不可預示的,主要來源于儀器內部噪聲,也無法通過校準去除。漂移誤差是儀表在校準后測試裝置性能漂移,漂移誤差主要是由于溫度變化造成,需要通過進一步校準去除。

圖:網絡分析儀的測量誤差

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《2020年5G技術創新研討會》在線視頻回放,請點擊:http://webinar.elecfans.com/replay/520.html

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發表于 09-11 11:51 ? 2256次 閱讀
什么是Ka頻段和X頻段應用的GaN功率放大器?

HMC8100 800 MHz - 4000 MHz中頻接收器

和特點 高線性度:支持高達1024 QAM的調制頻率 Rx IF范圍:80 MHz - 200 MHz Rx RF范圍:800 MHz - 4000 MHz Rx功率控制范圍:80 dB SPI可編程帶通濾波器 SPI控制接口 40引腳6 mm × 6 mm LFCSP封裝 產品詳情 HMC8100LP6JE是一款高度集成的IF接收器芯片,可將頻率范圍為800 MHz至4000 MHz的射頻(RF)輸入信號轉換為低至140 MHz的輸出端單端中頻(IF)信號。IF發射器芯片采用緊湊型6 mm x 6 mm LFCSP封裝,支持高達1024 QAM的復雜調制頻率。HMC8100LP6JE器件包括兩個VGA、三個功率檢波器、一個可編程AGC模塊和可選集成式帶通濾波器,具有14 MHz、28 MHz、56 MHz和112 MHz帶寬。HMC8100LP6JE還支持混頻器之后接基帶IQ接口以便芯片可采用ODU完全配置。HMC8100LP6JE支持6至42 GHz范圍內的全部標準微波頻段。應用 點對點通信 衛星通信 無線微波回程系統還請查看互補產品中頻發射器800 MHz - 4000 MHzHMC8200 。方框圖...
發表于 02-22 15:34 ? 20次 閱讀
HMC8100 800 MHz - 4000 MHz中頻接收器

HMC8200 800 MHz - 4000 MHz中頻發射器

和特點 高線性度: 支持高達1024 QAM的調制頻率 Tx IF范圍:200 MHz - 700 MHz Tx RF范圍:800 MHz - 4,000 MHz Tx功率控制范圍: 25 dB SPI控制接口 32引腳5 mm × 5 mm LFCSP封裝 產品詳情 HMC8200LP5ME是一款高度集成的中頻(IF)發射器芯片,可將行業標準300 MHz至400 MHz IF輸入信號轉換為輸出端的800 MHz至4000 MHz單端射頻(RF)信號。 中頻發射器芯片采用緊湊型5 mm × 5 mm LFCSP封裝,支持高達1024 QAM的復雜調制頻率。HMC8200LP5ME在大幅縮減尺寸和成本的同時可降低傳統微波無線電的設計復雜性。HMC8200LP5ME具有?31 dBm至+4 dBm的IF輸入功率范圍,以1 dB步長提供35 dB數字增益控制,且模擬電壓增益放大器(VGA)持續控制-20 dBm至+5 dBm的發射器輸出功率。 該器件還具有三個集成式功率檢波器。第一個檢波器(LOG_IF)可用于監控中頻輸入功率。第二個檢波器(SLPD_OUT)是一個平方律功率檢波器,用于監控進入混頻器中的功率。第三個功率檢波器(LOG_RF)用于監控輸出功率,可用于實現輸出功率的精細調整。 應用 點對點通信 衛星通信 無線微波回程系統 另請查...
發表于 02-22 15:33 ? 44次 閱讀
HMC8200 800 MHz - 4000 MHz中頻發射器

ADF4602 單芯片、多頻段3G毫微微蜂窩收發器

和特點 單芯片多頻段3G收發器兼容3GPP 25.104第9版WCDMA/HSPA標準 覆蓋UMTS頻段頻段I至VI和VIII至X的本地區域BS級 直接變頻發射機和接收機 WCDMA和GSM接收基帶濾波器選項 易于使用,校準工作量極小自動Rx直流失調控制簡便的增益、頻率和模式編程 低電源電流接收電流:50 mA(典型值)發射電流:50 mA至100 mA(隨輸出功率變化) 6 mm × 6 mm、40引腳LFCSP封裝 只需極少的外部器件集成多頻段多模式監控無Tx SAW或Rx級間SAW濾波器集成電源管理集成頻率合成器,包括PLL環路濾波器集成PA偏置控制DAC/GPO 欲了解更多特性,請參考數據手冊 產品詳情 ADF4602是一款3G收發器IC,具有無與倫比的集成度和特性集合,非常適合提供蜂窩固定移動融合(FMC)服務的高性能3G毫微微蜂窩。只需少數幾個外部器件,便能實現完整的多頻段收發器。單個器件支持UMTS頻段1至6和8至10。接收機基于直接變頻架構,這種架構是高度集成的寬帶CDMA (WCDMA)接收機的理想選擇,可通過完全集成所有級間濾波來減少物料用量。前端含有三個高性能單端低噪聲放大器(LNA),使該器件能支持三頻段應用。單端輸入結構可簡...
發表于 02-22 15:33 ? 90次 閱讀
ADF4602 單芯片、多頻段3G毫微微蜂窩收發器

HMC7586 71 GHz至76 GHz,E頻段I/Q下變頻器

和特點 轉換增益: 12.5 dB(典型值) 鏡像抑制: 28 dBc(典型值) 噪聲系數: 5 dB(典型值) 針對1 dB壓縮(P1dB)的輸入功率: -9 dBm(典型值) 輸出三階交調截點(IP3): -1 dBm(典型值) 輸出二階交調截點(IP2): 20 dBm(典型值) RFIN上6倍本振(LO)泄漏: -40 dBm(典型值) IFOUT上1倍LO泄漏: -50 dBm(典型值) 射頻(RF)回波損耗: 5 dB(典型值) LO回損: 20 dB(典型值) 裸片尺寸: 3.599 mm × 2.199 mm × 0.05 mm產品詳情 HMC7586是一款集成E頻段的砷化鎵(GaAs)單芯片微波集成電路(MMIC)同相和正交(I/Q)下變頻器芯片,工作頻率范圍為71 GHz至76 GHz。 HMC7586在整個頻段內提供12.5 dB小信號轉換增益和28 dBc鏡像抑制性能。 該器件采用低噪聲放大器,后接由6倍倍頻器驅動的圖像抑制混頻器。 該鏡像抑制混頻器使得低噪聲放大器之后無需使用濾波器。 可針對直接變頻應用提供差分I和Q混頻器輸出。 或者,可利用外部90°混合型器件和兩個外部180°混合型器件將輸出合并,以實現單邊帶應用。 所有數據包括IF端口上1 mil金線焊的效應。應用 E頻段通信系統 高容量無線回程 測試與測量...
發表于 02-22 15:31 ? 8次 閱讀
HMC7586 71 GHz至76 GHz,E頻段I/Q下變頻器

HMC6301 毫米波接收器,57 GHz - 64 GHz

和特點 頻段:57 - 64 GHz RF信號帶寬:最高達1.8 GHz 噪聲系數:8 dB(典型值) 接收器增益:0 - 70 dB 數字和模擬RF和IF增益控制 可編程基帶增益和濾波器帶寬 集成頻率合成器 集成鏡像抑制濾波器 部分外置的環路濾波器 支持外部LO 片內溫度傳感器 支持256-QAM調制 集成AM和FM檢波器 通用模擬I/Q基帶接口 三線式串行數字接口 符合RoHS標準的75引腳晶圓級球柵陣列封裝 產品詳情 HMC6301是一款完整的毫米波接收器集成電路,采用符合RoHS標準的6 mm × 4 mm晶圓級球柵陣列(WLBGA)封裝,包括低噪聲放大器(LNA)、鏡像抑制濾波器、RF至IF下變頻器、IF濾波器、I/Q下變頻器和頻率合成器。該接收器的工作頻率范圍為57 GHz至64 GHz,雙邊調制帶寬高達1.8 GHz。集成式頻率合成器在250 MHz、500 MHz或540 MHz步長下進行調諧,具有出色的相位噪聲,支持高達64 QAM的調制?;蛘?,可以注入外部LO,它支持用戶可選LO特性或相位相干發射和接收操作以及高達256 QAM的調制。通過通用模擬基帶I/Q接口提供對各種調制格式的支持。接收器器件還內置AM和FM檢波器以便解調開關鍵控(OOK)、頻移鍵控(FSK)或最小...
發表于 02-22 15:14 ? 31次 閱讀
HMC6301 毫米波接收器,57 GHz - 64 GHz

ADF5904 4通道、24 GHz接收機下變頻器

和特點 用于單端接收機(Rx)輸入和本振(LO)輸入的集成巴倫 Rx通道增益: 22 dB 噪聲系數(NF): 10 dB P1dB: ?10 dBm LO輸入范圍: -8 dBm至+5 dBm Rx至IF隔離: 30 dB RF信號帶寬: 250 MHz Rx輸出阻抗: 900 Ω差分 LO輸入緩沖器: 24 GHz RF和LO S11(50 Ω時): -5 dB 集成模擬輸出的溫度傳感器:±5° 靜電放電(ESD)性能 人體模型(HBM):2000 V 充電器件模型(CDM):500 V 通過汽車應用認證 產品詳情 ADF5904是一款4通道、24 GHz接收機下變頻器。 每個通道包含一個集成片內巴倫的單端RF輸入,后接差分低噪聲放大器(LNA),以及集成差分輸出緩沖器的下變頻混頻器。 RF LO路徑還有片內巴倫。 片內寄存器通過簡單的三線式接口進行控制。 ADF5904采用緊湊型32引腳、5 mm × 5 mm LFCSP封裝。 應用 汽車雷達 工業雷達 微波(μW)雷達傳感器 方框圖...
發表于 02-22 15:07 ? 81次 閱讀
ADF5904 4通道、24 GHz接收機下變頻器

ADMV4420 具有集成小數 N 分頻 PLL 和 VCO 的 K 波段下變頻器

和特點 RF 前端集成了 RF 巴倫和 LNA雙平衡有源混頻器,帶高動態范圍 IF 放大器具有低相位噪聲和多核 VCO 的小數 N 頻率合成器采用集成 LDO 穩壓器的 5 V 電源供電輸出 P1dB:7 dBm輸出 IP3:16 dBm轉換增益:36 dB噪聲指數:7 dBRF 輸入頻率范圍:16.95 GHz 至 22.05 GHz內部 LO 頻率范圍:16.75 GHz 至 21.15 GHzIF 頻率范圍:900 MHz 至 2500 MHz單端 50 Ω 輸入阻抗和 75 Ω IF 輸出阻抗可通過 4 線 SPI 編程32 引腳, 5 mm × 5 mm LFCSP 產品詳情 ADMV4420 是一款高度集成的雙平衡有源混頻器,集成了小數 N 分頻頻率合成器,非常適合下一代 K 波段衛星通信。RF 前端由集成的 RF 巴倫和低噪聲放大器(LNA)組成,可實現最佳的 7 dB 單邊帶噪聲指數,同時最大限度地減少外部元件。此外,高動態范圍 IF 輸出放大器提供 36 dB 的標稱轉換增益。集成的低相位噪聲、小數 N 分頻鎖相環(PLL),帶有多核壓控振蕩器(VCO)和內部 2 倍乘法器,可為雙平衡混頻器產生必要的片內 LO 信號,無需外部頻率合成。多核 VCO 使用內部自動校準程序,使得 PLL 可選擇必要設置,并鎖定約 400 μs。...
發表于 02-22 15:07 ? 24次 閱讀
ADMV4420 具有集成小數 N 分頻 PLL 和 VCO 的 K 波段下變頻器

ADF5902 24 GHz、ISM 頻段、多頻道 FMCW 雷達變送器

和特點 24 GHz 至 24.25 GHz VCO(工業、科學和醫療(ISM)射頻頻段) 雙通道 24 GHz 功率放大器,輸出為 8 dBm 單端輸出 具有靜音功能的雙通道多路復用輸出 可編程輸出功率 LO 輸出緩沖區 射頻頻率范圍:24 GHz 至 24.25 GHz 功率控制檢波器 輔助 8 位 ADC 高速和低速 FMCW 斜坡生成 25 位固定模數可實現亞赫茲頻率分辨率 PFD 頻率高達 110 MHz 歸一化相位本底噪聲為 ?222 dBc/Hz 可編程電荷泵電流 ±5°C 溫度傳感器 4 線 SPI ESD 性能 HBM:2000 V CDM:250 V 符合汽車應用要求 產品詳情 ADF5902 是一款 24 GHz 變送器(Tx)單片微波集成電路(MMIC),具有片內 24 GHz 壓控振蕩器(VCO)。VCO 具有分數 N 頻率合成器,并具有波形生成功能、可編程網格陣列(PGA)和用于雷達系統的雙變送器通道。片內 24 GHz VCO 為兩個變送器通道和本地振蕩器(LO)輸出生成 24 GHz 信號。每個變送器通道包含一個功率控制電路。還有一個片內溫度傳感器。所有片內寄存器的控制都是通過簡單的四線串行外設接口(SPI)實現的。ADF5902 采用緊湊式 32 引腳 5 mm × 5 mm LFCSP 封裝。應用...
發表于 02-22 15:06 ? 38次 閱讀
ADF5902 24 GHz、ISM 頻段、多頻道 FMCW 雷達變送器

ADF5901 24GHz VCO + PGA + 2通道PA輸出

和特點 24 GHz至24.25 GHz壓控振蕩器(VCO) 具有8 dBm輸出的2通道24 GHz功率放大器(PA) 單端輸出 具有靜音功能的2通道Muxed輸出 可編程輸出功率 N分頻器TX輸出(鑒頻器) 24GHz LO輸出緩沖器 250MHz信號帶寬 電源控制檢波器 輔助8位ADC ±5°C溫度傳感器 4線式串行外設接口(SPI) 靜電放電(ESD)性能 人體模型(HBM):2000 V 充電器件模型(CDM):250 V 通過汽車應用認證 產品詳情 ADF5901是一款24 GHz Tx單片微波集成電路(MMIC),片內集成24 GHz VCO和PGA,并有兩個Tx通道,適用于雷達系統。片內24 GHz VCO產生用于2個Tx通道和LO輸出的24 GHz信號。每個Tx通道包含一個功率控制電路。還有一個片內溫度傳感器。所有片內寄存器均通過簡單的4線式接口進行控制。ADF5901采用緊湊型32引腳、5 mm × 5 mm LFCSP封裝。應用 汽車雷達 工業雷達 微波雷達傳感器 工業傳感器 精密儀器 油箱液位傳感器 智能傳感器 開門 節能 商用傳感器:對象檢測和跟蹤 汽車、船舶、飛機和UAV(無人機):防撞 智能運輸系統:智能交通監控和控制 監控和安全 方框圖...
發表于 02-22 15:05 ? 148次 閱讀
ADF5901 24GHz VCO + PGA + 2通道PA輸出

HMC6300 60 GHz毫米波發射器,57 GHz - 64 GHz

和特點 頻段:57 - 64 GHz RF信號帶寬:最高達1.8 GHz 針對1 dB壓縮的輸出功率:15 dBm 增益:5 - 35 dB 數字和模擬RF和IF增益控制 集成頻率合成器 集成鏡像抑制濾波器 部分外置的環路濾波器 支持外部LO 片內溫度傳感器 支持256-QAM調制 集成MSK調制器 通用模擬I/Q基帶接口 三線式串行數字接口 符合RoHS標準的65引腳晶圓級球柵陣列封裝 產品詳情 HMC6300BG46是一款完整的毫米波發射器集成電路,采用符合RoHS標準的6 mm x 4 mm晶圓級球柵陣列(WLBGA)封裝,工作頻率范圍為57 GHz至64 GHz,調制帶寬高達1.8 GHz。集成式頻率合成器在250、500或540 MHz步長下進行調諧,具有出色的相位噪聲,支持高達64-QAM的調制?;蛘?,可以注入外部LO,它支持用戶可選LO特性或相位相干發射和接收操作以及高達256-QAM的調制。通過通用模擬基帶IQ接口提供對各種調制格式的支持。發射器芯片還支持專用FSK、MSK、OOK調制格式,從而實現更低成本和功耗的串行數據鏈路,而無需使用高速數據轉換器。差分輸出向100 Ω負載提供高達15 dBm的線性輸出功率。同時支持單端操作,最高12 dBm。與HMC6301BG46一起,完整的60 G...
發表于 02-22 12:05 ? 78次 閱讀
HMC6300 60 GHz毫米波發射器,57 GHz - 64 GHz
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