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无线产品功率测试详解
2011-07-28 16:26:33 栏目：通讯专栏
核心导读
文章脉络/关键词：
无线产品功率测试、发射机功率测试、信道功率测试、Part15C标准、EN300328标准、频谱仪测试方法
内容摘要：
无线产品功率测试是确保通信质量与合规性的关键环节。本文详解发射机功率测试的两大类型——最大发射功率与信道功率测试，涵盖美国Part15C标准与EN300328标准的测试流程、设备配置及常见误区，为射频工程师提供实操指南。
AI 深度解读
无线通信产品的功率测试是射频认证的核心环节，直接影响产品的市场准入与用户体验。从技术背景来看，功率过大将导致设备耗电剧增并产生谐波干扰，功率不足则会严重劣化通信质量，因此精准测试成为平衡性能与合规的关键。本文涉及的测试标准具有鲜明的地域特征：美国FCC Part15C采用峰值检波（Peak）测量最大发射功率，适用于蓝牙等短距离设备；欧盟EN300328则强制要求使用功率计（Power Meter）测量平均输出功率，两者在测试设备、检波方式和结果判定上存在本质差异。对于工程实践，建议企业建立屏蔽室测试环境，配备频谱分析仪与功率计双设备体系，并特别注意检波模式的选择——频谱仪的平均值检波仅反映采样点的平均，而非整个信道的真实平均功率，这一细节常导致认证失败。随着5G与物联网设备的爆发式增长，功率测试的自动化与多频段适配将成为行业演进方向。
通常无线通信产品质量的好坏都与它的发射功率有关，一般来说发射功率太大会使产品自身耗电量增大，并且谐波也会干扰其他的通信产品；如果功率过小那么可想而知，就会严重影响通信质量。
而发射机功率测试则分为两种：一种是检测MS的最大发射功率，也就是工作频段的最大值; 另外一种就是检测信道的功率（信道功率测试分平均值功率与整个信道功率值）。
根据美国标准Part15C中的规定，最大发射功率一定是Peak值，也就是取功率的最大值。
图1是蓝牙产品的最大发射功率测试结果（也就是工作频段的最大值）
图1
无线产品功率测试具体流程如下：
1. 首先我门要再屏蔽室中搭建测试系统，所用到的测试设备包括了频谱仪、综测仪（视产品而定）、功分器（将功率衰减大的一端接到频谱仪器上）如图2。
图2
2. 连接MS（EUT），进入测试的时候我门要一定要注意被测MS的设置问题，另外我门要检查射频线、频谱仪接口是否连接完好。
3. 选择频谱仪中frequency center选项设置中心频率，然后进入BW设置RBW与VBW频率，最后设置Span的宽度（一般大于产品的占用带宽）与射频线的补偿值。
4. 频谱仪设置完后将MS与基站连接通信，将产品调节到最大发射功率，此时一定要记得将频谱分析仪的检波方式设置为Peak值检波，否则测试的结果将是无用的。
5. 在频谱仪中看到信号出来的时候进入Trace选项，然后max hold取最大点。波形的顶点Mkr1就是所测量的功率。
而EN300328标准中有明确要求，其传导功率测试必须用power meter测量平均输出功率并记录下有效值。此结果就是Channel Power（信道功率）的平均值。具体流程如下：
1. 必须校准功率计（power meter）使屏幕上的值清零。
2. 设置MS使正常工作，能持续不断的进行功率发射。
3. 连接MS到power meter上，然后将power meter设置成为平均值检波，记录下测量的结果。
一般来说测量的次数在三次以上，取最大值记录下来。
但测试当中一定要注意，不能设置频谱仪的平均值检波方式来检测平均功率，这种方法所测试的结果就不是整个信道的平均功率，而只是一个功率的平均值。
那么频谱分析仪测Power Channel(信道功率)我门可以看图3的解释
图3
图3中我们可以看出，其图中间有一条黑线框，这条框就是”窗函数值”，如果设置窗函数的大小就必须设置Iteg BW 中的Span大小，整个窗就是一个带宽。所测得的值分别是2.91dBm与-55.84dBm/Hz ;2.91dBm是窗函数值(整个窗函数的功率)，-55.84是窗函数中的功率谱密度值。
测试流程如下：
1. 首先同样需要设置好中心频率（frequency center），检查射频线是否连接完好。
2. 在频谱仪中选择measure选项，进入界面之后然后选择Power Channel选项，进入下一个界面进行测试。
3. 进入Ited BW选项设置带宽（根据测试的需要设置占用的宽度），也就是图3中函数窗，接着同样要设置RBW与VBW。
4. 最后进入AVG Number选项根据需要选择需要平均的数，也就是平均多少个最大的点。这样测试下来就可以得到整个信道的平均功率（如果是测试整个信道功率，那么就不用取平均）。
老型号的频谱是没有Channel Power的测试功能，需设置完一个频段然后取mark的功率值，然后用Mark/RBW＊通道带宽（窗函数带宽）算得Channel Power的值，这个值就是整个信道的功率。
由此可见最大输出功率（发射机最大发射功率）与Channel Power是不相同的，一种是去峰值的功率而另一种则是测量整个信道的功率。
在这里我们只简单介绍了无线产品功率部分的测试方法和流程。如果想了解更多的测试信息可联系就近的摩尔实验室（MORLAB）。
如需更多资料，请发信到以下地址：Service@morlab.cn或致电：0755-36698555。
常见问题
Q: 无线产品功率测试为什么必须在屏蔽室中进行？
A: 屏蔽室能有效隔绝外部电磁干扰，确保频谱仪接收到的信号完全来自被测设备（EUT），避免环境噪声导致测试结果失真，这是获得准确功率数据的基础条件。
Q: 峰值检波与平均值检波在功率测试中有什么区别？
A: 峰值检波（Peak）捕获信号的最大瞬时功率，用于美国Part15C标准的最大发射功率测试；平均值检波则测量一段时间内的平均功率，EN300328标准明确要求用功率计测量平均输出功率，两者不可混用，否则会导致认证不通过。
Q: 频谱仪能否直接测量信道平均功率？
A: 不能。频谱仪的平均值检波仅对采样点取平均，而非整个信道的真实平均功率。EN300328标准强制要求使用功率计（Power Meter）测量并记录有效值，这是常见的测试误区。
