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OTA有源测试和无源测试的区分
2015-11-30 10:20:25 栏目：通讯专栏
核心导读
文章脉络/关键词：
OTA测试、有源测试、无源测试、TRP测试、TIS测试、天线辐射性能
内容摘要：
OTA测试分为有源测试与无源测试两种方法。无源测试考察天线增益、效率、方向图等辐射参数；有源测试则测量整机TRP/TIS等发射功率与接收灵敏度指标。两者在微波暗室中完成，但测试对象和目的截然不同，需根据产品研发阶段合理选择。
AI 深度解读
OTA（Over-The-Air）测试是无线通信设备射频性能验证的核心环节，随着智能手机、物联网终端的普及，其技术规范日趋成熟。有源测试与无源测试的本质差异在于评估维度：前者聚焦天线单体特性，后者衡量整机系统表现。在5G时代，MIMO天线阵列和毫米波技术的引入使测试复杂度显著提升，无源测试可快速筛选天线设计方案，而有源测试能发现射频链路匹配、基带算法优化等系统级问题。对于终端厂商而言，建议在产品定义阶段优先开展无源测试锁定天线架构，量产前必须通过有源测试验证整机合规性。当前CTIA、3GPP等标准组织对两类测试的场地校准、数据处理均有严格规定，测试报告已成为运营商入库认证的必备文件。
无源测试侧重从天线的增益、效率、方向图等天线的辐射参数方面考察无线产品的辐射性能。增益、效率、方向图、驻波比等都是天线的一些参数，如果是测量天线的参数都属于无源测试。
备注：无源测试参数有增益、效率。
1.增益(dBi): 在相同的输入功率下，天线在空间某点的辐射功率与理想无方向性点源天线在同一点的功率的比值，该增益单位为dBi，手机天线厂家提供的天线测试报告中的增益一般以dBi 为单位。
2.增益(dBd): 在相同的输入功率下，天线在空间某点的辐射功率与理想半波偶极子天线最大辐射方向上功率的比值，该增益的单位为dBd。
3.效率: 天线辐射功率和天线输入功率的比值。
无源测试虽然考虑了整机环境(比如天线周围器件、开盖和闭盖)对天线性能的影响，但天线与整机配合之后最终的辐射发射功率和接收灵敏度如何，从无源测试数据无法直接得知。整机的辐射性能除了要考虑天线无源性能外，还要考虑整机的有源性能，即TRP/TIS测试。有源测试是在特定的微波暗室中测试整机在三维空间各个方向的发射功率和接收灵敏度，更能直接地反映手机整机的辐射性能。
备注：有源测试发射参数有TRP、NHPRP；接收参数有TIS、NHPIS。
1.TRP(Total Radiated Power)总辐射功率: 通过对整个辐射球面的发射功率进行面积分并取平均得到。它反映手机整机的发射功率情况，跟手机在传导情况下的发射功率和天线辐射性能有关。
2.NHPRP(Near Horizon Partial Radiated Power): 反映在手机的H 面附近天线的发射功率情况的参数。
3.TIS(Total Isotropic Sensitivity)总接收灵敏度: 反映在整个辐射球面手机接收灵敏度指标的情况。它反映了手机整机的接收灵敏度情况，跟手机的传导灵敏度和天线的辐射性能有关。
4.NHPIS(Near Horizon Partial Isotropic Sensitivity): 反映手机在H 面附近天线的接收灵敏度情况的参数。
结论：测试增益、效率、驻波比等这些天线性能参数属于无源测试；测试TRP/TIS整机性能属于有源测试。
注意：在微波暗室不管做无源测试还是有源测试，都会生成3D辐射方向图，一般方向图都是指天线辐射方向图，属于无源测试。不能单纯的以样品需不需要供电来区分无源测试和有源测试，比如测量带有放大器电路的天线增益时需要给样品供电，但仍是无源测试。
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: OTA有源测试和无源测试的主要区别是什么？
A: 无源测试针对天线单体，测量增益、效率、方向图等辐射参数，无需整机射频链路参与；有源测试针对完整产品，测量TRP（总辐射功率）、TIS（总接收灵敏度）等整机性能指标，需要基带和射频电路正常工作。简言之，无源测天线，有源测整机。
Q: 为什么微波暗室中两种测试都会生成3D辐射方向图？
A: 3D辐射方向图是空间电磁能量分布的可视化结果，两种测试均可生成。但有源测试的方向图反映的是整机发射/接收能力的空间分布，而无源测试的方向图仅表征天线本身的辐射特性。关键区分标准是测试参数类型，而非是否生成方向图或样品是否供电。
Q: 产品研发中应如何安排两种测试的顺序？
A: 建议先进行无源测试优化天线设计，确认增益、效率达标后再组装整机；随后开展有源测试验证TRP/TIS是否符合运营商认证要求。若无源测试阶段天线效率不足，直接进行有源测试往往难以通过，需返工修改天线，造成开发周期延误。
