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OTA与杂散测试
2008-01-08 15:54:24 栏目：通讯专栏
核心导读
文章脉络/关键词：
OTA测试、辐射杂散测试、EMC屏蔽设计、射频干扰排查、环形天线探测、无线设备认证
内容摘要：
本文深入探讨OTA测试与辐射杂散测试的技术关联，通过摩尔实验室实际案例揭示屏蔽设计对射频性能的关键影响。重点分析PA屏蔽不良、调谐器屏蔽缺陷导致的谐波超标问题，并提供环形天线探测干扰源的实用解决方案，为无线设备EMC设计提供重要参考。
AI 深度解读
在无线通信设备监管日益严格的背景下，辐射杂散发射已成为全球射频认证的核心指标。本文基于2008年摩尔实验室的工程实践，揭示了传导杂散与辐射杂散测试结果的显著差异性——某项目传导测试余量充足却辐射超标10dB，根源在于功率放大器（PA）屏蔽失效导致信号倍频。这一案例具有重要行业启示：传统天线匹配优化无法解决结构性EMC缺陷，必须采用环形天线近场探测技术定位泄漏点。文章进一步指出，调谐器等高频器件的局部屏蔽设计直接影响PCS1900等高频段性能，7dB的指标波动足以导致认证失败。对于当前5G毫米波设备设计，这些经验仍具参考价值——更高频段对屏蔽完整性要求更为苛刻，建议工程师在原型阶段即引入近场扫描，将EMC问题前移至设计端解决，避免后期整改带来的成本激增。
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对无线电管理工作来说，杂散发射是产生干扰的重要原因. 在无线电发射设备检测过程中，杂散测试是一个重要的必测项目。杂散是指在工作带宽外某个频点或某些频率上的发射，其发射电平可降低但不影响相应的信息传递。 包括：谐波发射、寄生发射、互调产物、以及变频产物，但带外发射除外。在射频测试中，杂散发射测试是一个基础测试项目，主要包括传导杂散测试和辐射杂散测试。下面主要谈一下辐射杂散的一些影响因素。 辐射型杂散是指由于机箱(或机柜)以及设备的结构而引起的任何杂散辐射，主要是指由EUT的机壳、结构及互联电缆引起的杂散骚扰。所以说EUT的整机设计，天线质量，外壳材料及表面工艺的影响对辐射杂散存在一定的影响。在测试过程中，曾遇到很多不同因素的影响，比如：EUT机壳的金属框，喇叭的金属网，按键板的影响等等。但是这些只是外壳材料及表面工艺的影响，整机的设计、屏蔽占有更重要的地位。 我们在杂散测试过程中遇到过很多因为屏蔽问题而耗费大量时间的项目. 摩尔实验室(MORLAB)曾有一个项目, 被测物(EUT)在传导杂散测试中指标良好,并有10dB的余量，但是在辐射杂散测试中，其2次谐波却超标了10dB。我们对其进行了OTA测试，也发现TRP指标不是很理想。初始以为是天线匹配问题，通过使用网络分析仪我们修改了天线匹配。测试后发现TRP指标有了改善，但是在暗室测试辐射杂散指标并没什么改善。通过跟我资深EMC工程师的沟通，了解一个通过采用了环形天线（如图一）来探测干扰源的方法。最后发现是PA屏蔽不好，使发射出来的信号很容易倍频到高次谐波上形成强干扰。修改后, 再进行测试,辐射指标达到了10dB的余量。从这个例子我们可以看出屏蔽的重要性。 图一
图2所示是导致EMC性能不良的可能原因，可以根据这个来找出问题所在,并采用环形天线探测干扰源的方法（结构图, 如图3）寻找干扰源：
环形天线与频谱分析仪的射频电缆连接，设置频谱仪在合适的SPAN，并将频谱仪设置为寻找并保持最大轨迹点，方便地确定辐射源的位置和特性、辐射泄漏的具体部位和强度。这样不仅能找出屏蔽效果不好的地方，使得在整机设计时使用更好的方案。
图二 MORLAB在OTA的测试中也出现过类似的情况，其测试频段包括GSM850、GSM900、DCS1800及PCS1900，在测试中GSM850、GSM900及DCS1800指标都很好，但是PCS1900的指标很差。因为DCS1800跟PCS1900使用的是同一根天线，根据天线的基本知识DCS1800的测试结果跟PCS1900测试结果应当差不多。测试样品是一个手机底座，所以为了查出是哪个部分的影响，我们把底座的按键板、喇叭网、喇叭及其他的一些附属器件一个一个安装上去进行测试，最终发现安装上调谐器之后，测试结果比没安装上去的结果相差达到7dB。仔细检查发现是调谐器的屏蔽未能做好，调谐器屏蔽的效果不好, 直接影响了其在测试频率上出现串扰, 使得测试结果不理想。通过相应修改后, 测试结果达到标准要求。 如您需要更多资料请您发信到以下地址索要：Service@morlab.cn，电话：0755－86130268 |
常见问题
Q: 辐射杂散测试与传导杂散测试有什么区别？
A: 传导杂散测试通过电缆直接测量设备端口的杂散信号，而辐射杂散测试则在电波暗室中测量设备通过空间辐射的杂散发射。两者结果可能差异显著，如文中案例传导测试有10dB余量但辐射测试超标10dB，说明机箱屏蔽和结构设计对辐射杂散影响更大。
Q: 如何使用环形天线排查辐射杂散干扰源？
A: 将环形天线与频谱分析仪连接，设置合适的扫描跨度（SPAN），开启最大轨迹保持功能，贴近设备表面移动探测。通过信号强度变化可精确定位屏蔽不良区域、缝隙或结构件，如PA屏蔽罩、调谐器外壳等具体泄漏部位。
Q: 哪些设计因素最容易导致辐射杂散超标？
A: 主要包括：功率放大器（PA）屏蔽不足导致谐波倍频、调谐器等高频器件局部屏蔽失效、金属机壳接缝或开孔设计不当、按键板/喇叭网等附件未做EMC处理，以及整机接地和屏蔽连续性设计缺陷。
