您現(xiàn)在的位置：機床商務(wù)網(wǎng)>技術(shù)中心>分析標準

手機OTA測試介紹

2010年07月20日 08:52點擊：1411作者：蘇州泰思特電子科技有限公司　　　　　　　　　傳導(dǎo)_輻射_靜電_脈沖_浪涌_電磁兼容來源：蘇州泰思特電子科技有限公司>>進入該公司展臺

手機OTA測試介紹

一、OTA測試介紹

1.1 手機的無源測試和有源測試

當前在手機射頻性能測試中越來越關(guān)注整機輻射性能的測試，這種輻射性能反映了手機的zui終發(fā)射和接收性能。目前主要有兩種方法對手機的輻射性能進行考察：一種是從天線的輻射性能進行判定，是目前較為傳統(tǒng)的天線測試方法，稱為無源測試；另一種是在特定微波暗室內(nèi)，測試手機的輻射功率和接收靈敏度，稱為有源測試。OTA（Over The Air）測試就屬于有源測試。無源測試側(cè)重從手機天線的增益、效率、方向圖等天線的輻射參數(shù)方面考察手機的輻射性能。無源測試雖然考慮了整機環(huán)境（比如天線周圍器件、開蓋和閉蓋）對天線性能的影響，但天線與整機配合之后zui終的輻射發(fā)射功率和接收靈敏度如何，從無源測試數(shù)據(jù)無法直接得知，測試數(shù)據(jù)不是很直觀。有源測試則側(cè)重從手機整機的發(fā)射功率和接收靈敏度方面考察手機的輻射性能。有源測試是在特定的微波暗室中測試整機在三維空間各個方向的發(fā)射功率和接收靈敏度，更能直接地反映手機整機的輻射性能。CTIA制定了OTA（Over The Air）的相關(guān)標準。OTA測試著重進行整機輻射性能方面的測試，并逐漸成為手機廠商重視和認可的測試項目。 1.2 OTA測試的目的目前只有通過FTA（Full Type Approval）認證測試的手機型號才能上市銷售，在FTA測試中，射頻性能測試主要進行手機在電纜連接模式下的射頻性能測試；至于手機整機的輻射發(fā)射和接收性能，在FTA測試中沒有明確的規(guī)定,而OTA測試正好彌補FTA測試在這方面測試的不足。同時，終端生產(chǎn)廠家必須對所生產(chǎn)手機的輻射性能有清楚的了解，并通過各種措施提高手機輻射的發(fā)射和接收指標。如果手機輻射性能不好，將產(chǎn)生手機信號不好、語音通話質(zhì)量差、容易掉線等多方面的問題，這也是客戶投訴比較多的問題。在手機通話時，由于人腦靠近手機天線，將降低手機的發(fā)射和接收性

能，手機整機輻射的發(fā)射和接收性能都會降低。在手機研發(fā)過程中應(yīng)定量測量人腦對手機的發(fā)射和接收性能的影響，進行優(yōu)化設(shè)計，使發(fā)射和接收性能降低不能太大，即減少人體和天線的電磁耦合效應(yīng)。為考察手機的輻射性能，除考察手機天線的無源性能之外，整機的有

源性能也是一個重要的考察方面。當前整機有源性能越來越受到終端廠商的重視，因此在手機輻射性能的考察中應(yīng)將兩種輻射性能綜合起來考慮。目前終端天線廠商在研發(fā)中一般都要求天線供應(yīng)商提供無源和有源測試報告。

1.3 OTA測試的發(fā)展

美國的CTIA是制定OTA測試標準的*組織。同時，也有其他的組織也參與到了該領(lǐng)域的測試，主要有PTCRB（PCS Type Certification Review Board）、3GPP（3G Partner Project）及COST 273。在北美只有通過OTA測試的手機才能在北美市場銷售，目前歐亞等國家也越來越重視OTA測試重要性，相繼展開相關(guān)測試實驗室的建設(shè)工作。在中國OTA測試目前還不是一個強制的測試標準，但根據(jù)目前的趨勢來看，OTA測試越來越成為手機終端廠商看重的測試數(shù)據(jù)。*通信計量中心（TMC）也正加緊進行OTA測試實驗室的建設(shè)和OTA測試推廣工作，目前已經(jīng)建立符合CTIA OTA規(guī)范的實驗室，并通過CTIA的測試系統(tǒng)認證，已能提供CTIA認可的OTA測試數(shù)據(jù)。

二、OTA測試及手機其他的主要參數(shù)

2.1 OTA測試中的主要測試參數(shù)及相關(guān)計算

在OTA測試中，輻射性能參數(shù)主要分為兩類：接收參數(shù)和發(fā)射參數(shù)。發(fā)射參數(shù)有TRP、NHPRP；接收參數(shù)有TIS、NHPIS。 TRP（Total Radiated Power）：通過對整個輻射球面的發(fā)射功率進行面積分并取平均得到。它反映手機整機的發(fā)射功率情況，跟手機在傳導(dǎo)情況下

的發(fā)射功率和天線輻射性能有關(guān)。 NHPRP（Near Horizon Partial Radiated Power）：反映在手機的H面附近天線的發(fā)射功率情況的參數(shù)。 TIS（Total Isotropic Sensitivity）：反映在整個輻射球面手機接收靈敏度指標的情況。它反映了手機整機的接收靈敏度情況，跟機的傳導(dǎo)靈敏度和天線的輻射性能有關(guān)。 NHPIS（Near Horizon Partial Isotropic Sensitivity）：反映手機在H面附近天線的接收靈敏度情況的參數(shù)。對于手持終端，OTA測試中還將考察終端在有模擬人頭情況下的上述參數(shù)，比較在有無模擬人頭情況下相關(guān)參數(shù)的變化情況。

2.2 其他有關(guān)的天線參數(shù)

在考察天線性能的時候，還有其他需要了解的參數(shù)如：APIP、Gain、Directivity、EIRP、ERP。 Gain（dBi）：在相同的輸入功率下，天線在空間某點的輻射功率與理想無方向性點源天線在同一點的功率的比值，該增益單位為dBi，手機天線廠家提供的天線測試報告中的增益一般以dBi為單位。 Gain（dBd）：在相同的輸入功率下，天線在空間某點的輻射功率與理想半波偶極子天線zui大輻射方向上功率的比值，該增益的單位為dBd。 Directivity：在相同的輻射功率下，某天線在空間某點產(chǎn)生的功率與理想無方向點源天線在同一點產(chǎn)生的功率的比值。 Efficiency：天線輻射功率和天線輸入功率的比值。 APIP（Antenna Port Input Power）：加入到天線口的功率大小，是PA輸出到天線口的功率大小。該功率大小主要跟手機的傳導(dǎo)發(fā)射功率大小有關(guān)。 EIRP（Effective Isotropic Radiated Power）：等效全向輻射功率是天線得到的功率與天線以dBi表示的增益的乘積，反映天線在各個方向上輻射的功

率的大小。 PEIRP（Peak Effective Isotropic Radiated Power）：峰值等效全向輻射功

率。 ERP（Effective Radiated Power）的概念與EIRP相同，但ERP是天線得到的功率與以dBd表示的增益的乘積。

三、OTA測試系統(tǒng)及測試方法

3.1 OTA的測試系統(tǒng)

圖1所示為CTIA的OTA測試系統(tǒng)的構(gòu)成，該系統(tǒng)主要由暗室、高精度定位系統(tǒng)及其控制器、射頻測試儀器和帶自動測試程序的個人電腦構(gòu)成。主要射頻儀器有綜合測試儀器、頻譜儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀。為進行人頭模擬測試，還需要符合CTIA標準的人頭模型。暗室需要滿足天線測試的遠場測試條件，有一定大小的靜區(qū)并滿足總不確定度小于2dB的要MAPS（Multi-Axis Position System）為AUT（Antenna Under Test）的定位系統(tǒng)，如圖2所示。MAPS使AUT在整個球面進行旋轉(zhuǎn)，滿足高精度的三維定位。各射頻儀器、轉(zhuǎn)臺控制器與帶自動測試軟件的PC通過GPIB接口進行通信。

3.2 OTA參數(shù)的測試方法

3.2.1 TRP的測試方法及計算

在進行TRP 測試時，DUT（Device Under Test）處于zui大的發(fā)射功率狀態(tài)，選擇高中低三個信道進行測試，對于可伸縮天線的測試設(shè)備需要進行兩種條件下的測試。對于手機這樣的便攜式設(shè)備還需要在人頭模擬條件下進行測試。通過MAPS控制EUT的位置，以15度為步長，測量三維空間各點的有效輻射功率（EIRP），通過積分計算球面上的平均值。

3.2.2 TIS的測試方法及計算

在進行TIS測試時，DUT處于zui大的發(fā)射功率狀態(tài)，選擇高中低三個信道進行測試，對于可伸縮天線的測試設(shè)備需要進行兩種條件下的測試。對于手機這樣的便攜式設(shè)備還需要在人頭模擬條件下進行測試。通過MAPS控制EUT的位置，以30度為步長，測量三維空間各點的接收靈敏度，通過積分計算球面上的平均值。

四、OTA測試數(shù)據(jù)的實際分析

表格1和表格2為WCDMA和GSM雙模手機的OTA測試參數(shù)。表格1為DCS 512信道TRP測試數(shù)據(jù)表格，該表格很好的反映了各參數(shù)之間的關(guān)系。表格2為各種模式中間信道的TIS測試參數(shù)。

表格1 TRP測試數(shù)據(jù)

Ant. Port Input Pwr.（dBm） 29.30

Tot. Rad. Pwr. （dBm） 25.76

Peak EIRP（dBm） 29.52

Directivity（dBi） 3.76

Efficiency（dB） -3.54

Efficiency（%） 44.30%

Gain（dBi） 0.22

表格2 TIS測試數(shù)據(jù)

BAND Channel TIS GSM CH

38 -100.89 DCS CH 700 -100.81 WCDMA CH 10700 -105.15

從以上表格的TRP和TIS參數(shù)，我們能更直接的了解該天線在輻射條件下的發(fā)射和接收性能。因此OTA測試參數(shù)是一種直接、有效的整機輻射性能的判別方法。

五、OTA測試中的TRP和SAR指標的制約關(guān)系

TRP反映的是天線遠場的輻射性能，而SAR反映是天線的近場輻射性能。對于OTA中的TRP指標，一般是希望其TRP比較大，這樣從PA出來進入天線的功率才被有效輻射，無線接口的連接性才比較好。在SAR測試中，則希望TRP數(shù)值比較小，這樣被人腦吸收的功率才比較小，保證能通過SAR測試標準。因此，TRP指標與SAR指標是一對相互矛盾的指標，在天線設(shè)計中如何保證兩個指標都達到相關(guān)的標準，滿足設(shè)計需要，在天線設(shè)計的之初就得考慮。以下是一些解決措施：

（1）選用合適的天線形式，zui為重要。比如內(nèi)置天線中的Monopole具有效率高但SAR也高的特點，因此在使用之前就應(yīng)該對此有所認識，即Monopole和人腦的耦合效應(yīng)較強。PIFA天線綜合性能較好，由于其靠近人腦的一側(cè)被PCB的地遮擋，其高頻頻段在人腦方向比zui大輻射方向有5-6dB的衰減，因此PIFA天線的SAR值比較低，是內(nèi)置天線中比較理想的天線形

式。

（2）在天線的設(shè)計之初就考慮SAR問題，主要在結(jié)構(gòu)問題上進行設(shè)計，結(jié)合手機的結(jié)構(gòu)選用合適形式的天線，保證天線性能的同時還滿足通過SAR指標，比如采取將天線放置于PCB的底部等措施。對于外置式的螺旋天線一般應(yīng)注意天線與人腦之間的距離，保證滿足SAR測試的需要。

（3）在設(shè)計后期發(fā)現(xiàn)SAR測試超標，可通過調(diào)低天線性能的方式解決，如使用損耗稍大的材料等方法，這需要與天線廠家配合進行。

（4）更改天線走線方式，調(diào)整方向圖等措施。

（5）在標準允許的情況下，降低PA的輸出功率。

以上方法是在滿足SAR和TRP測試需要的情況下，取得兩者的折中。

六、總結(jié)

CTIA的OTA測試指標直接反映了手機的輻射性能，因此越來越受到測試機構(gòu)和相關(guān)廠商的重視。在手機天線指標判定時，需要將無源和有源性能指標綜合考慮，對整機天線性能進行綜合評價。

電磁兼容配置方案

右鍵點擊:進入公司了解更多其他配置方案及知識
交流咨詢:
歡迎交流電磁兼容EMC:請加:
贈送EMC儀器手冊.或者進入:電磁兼容測試儀器

一、電磁兼容知識大匯總

二、靜電放電抗干擾試驗系統(tǒng)【IEC61000-4-2 GB/T17626.2】

三、射頻磁場輻射抗繞度試驗【IEC61000-4-3 GB/T17626.3】

四、電快速瞬變脈沖群的抗干擾度試驗【IEC61000-4-4 GB/T17626.4】

五、雷擊浪涌抗干擾度試驗【IEC61000-4-5 GB/T17626.5】

六、射頻傳導(dǎo)抗擾度試驗【IEC61000-4-6 GB/T17626.6】

七、工頻磁場抗擾度試驗【IEC61000-4-8 GB/T17626.8】

八、脈沖磁場抗擾度試驗【IEC61000-4-9 GB/T17626.9】

九、電壓跌落、短時中斷和電壓漸變的抗干擾度試驗【IEC61000-4-11】
十、諧波電流、電壓波動和閃爍測試系統(tǒng)【IEC61000-3-2，IEC61000-3-3】

十一、衰減震蕩&振鈴波抗擾度試驗【IEC61000-4-12 GB/T17626.12】

十二、汽車電子沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度試驗系統(tǒng)【ISO7637-2，GB/T21437】
十三、電磁兼容屏蔽室建設(shè)方案

進入:電磁兼容測試儀器了解更多方案與知識

右鍵點擊:進入公司了解更多其他配置方案及知識
交流咨詢:
歡迎交流電磁兼容EMC:請加:
贈送EMC儀器手冊.或者進入:電磁兼容測試儀器

關(guān)鍵詞：控制器

上一篇：快走絲、中走絲、慢走絲電火花線切割機床的區(qū)別

下一篇：普通車床簡介和結(jié)構(gòu)

版權(quán)與免責聲明

凡本網(wǎng)注明"來源：機床商務(wù)網(wǎng)"的所有作品，版權(quán)均屬于機床商務(wù)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請必須注明機床商務(wù)網(wǎng)，//www.467cc.cn/。違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責任。
企業(yè)發(fā)布的公司新聞、技術(shù)文章、資料下載等內(nèi)容，如涉及侵權(quán)、違規(guī)遭投訴的，一律由發(fā)布企業(yè)自行承擔責任，本網(wǎng)有權(quán)刪除內(nèi)容并追溯責任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品來源，并自負版權(quán)等法律責任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。