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如何测试手机发射性能, 精确的手机射频测试方案


  来源: 电子发烧友 时间:2018-05-15 编辑:隋意
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手机消费市场竞争日趋激烈,在产品严重同质化的今天,除了从设计上寻求突破,产品品质也是各大厂商的关注重点,具体到射频硬件部分,研发和生产阶段的精确射频测试也是保障品质的重要手段。

发射功率是手机发射机测试的重要指标之一,存在两面性,一方面手机需要发射足够高的功率以保证通信质量,另一方面在保证通信质量的前提下,发射功率越低越好,换言之,手机的发射功率需要根据实际情况被精确控制。接收灵敏度是接收机测试最重要指标之一,也是衡量接收机接收能力的重要体现,必须精确测试。



图1、手机射频测试系统


典型的手机射频测试系统如图1所示,由综测仪、测试夹具、待测手机(DUT)组成。测试夹具把综测仪和DUT连接起来,具有一定的插损,这个插损基本恒定不变。综测仪的发射功率和接收机测量都具有不确定度,仪器厂家给出的技术指标一般在0.5dB~1dB之间,重复性小于0.1dB,它们是一个统计特性,基于多台仪器、各种不同的工作条件下和测试场景下得出的。那么对特定某一台仪器,测试手机性能的不确定度是基本恒定的。夹具的插损和测试仪器的不确定度称为路径的系统损耗,可以通过校准来消除。


路径损耗校准方案



图2、综测仪内部结构示意图


如图2所示综测仪内部结构示意图,综测仪内部有信号源和信号分析仪两个模块,通过开关与综测仪的射频端口相连,外部连接测试夹具。发射和接收测试这两种场景下信号传输路径不同,为了获得精确测量结果,需要分别校准信号源和信号分析仪连同外接设备(测试夹具)的路径损耗。工程应用中,普遍使用金机校准法或矢量网络分析仪测量法校准系统路径损耗。

金机校准法:

预先挑选发射功率和接收电平稳定的手机主板(或手机整机)标记为金机,其技术规格是基于其它测试仪器评估出来的,是已知的。校准系统路径损耗时,用待校准的射频测试系统测量金机发射功率和接收电平,计算当前测量结果与技术规格之间的差值,即得出系统路径损耗。这种方法操作简单、测量速度快,但在实际使用过程中常常遇到测不准的问题。产线中为兼顾不同测试工位,只能把测试门限适当放宽,这实际上相当于降低了测试标准。究其原因:

①金机原始数据是用综测仪测得,综测仪的典型不确定度约为0.5~1dB,这就造成不同金板之间的差异,参考值就已经不精确。

②金机由于重复使用,天线测试座的磨损会带来与测试夹具接触不良的问题,增大随机误差,进而影响测量结果。

③某些产线测试环境较差,温度、湿度波动明显,导致金机发射功率和接收灵敏度随之变化,稳定性受影响,增大随机误差。

矢量网络分析仪测量法:

使用矢量网络分析仪测量夹具射频线缆的S21参数,当作系统路径损耗值进行补偿,矢量网络分析仪的不确定度很低,一般小于0.05dB,可保证夹具测量的精确性,但这种方案只能测量手机天线测试座到综测仪射频端口之间的损耗,综测仪的不确定性没有消除。


功率探头测量方案

信号源校准:

在测试手机接收机性能时,综测仪输出信号供手机接收。使用R&S®NRP-Z91型功率探头测量测试夹具与手机天线测试座连接处的信号电平Pafter,与综测仪信号源设置输出电平Pbefore比较,差值即为在该频率处路径损耗值LOSSdl。

信号源校准原理图:

R&S NRP-Z91是一款通用型功率探头,一端输入射频信号,另一端通过USB线传送测量数据给功率计主机,测得值即是功率探头输入信号电平值,R&S®NRP-Z91的不确定度典型值约为0.06dB,由此计算出的LOSSdl不确定度等同功率探头。

关键词:手机 测试 发射功率    浏览量:4065

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