5G天線TRP-TIS有源測(cè)試

時(shí)間：2021-01-28 10:30:16 來(lái)源：安威無(wú)線點(diǎn)擊：次

相信很多朋友對(duì)5G天線都有一知半解或者比較深刻的認(rèn)識(shí)了。那么什么有源測(cè)試？我們得先了解下啥是有源天線。

有源天線：（直白點(diǎn)：就是組件齊全，能正常使用情況下的天線）

有源天線內(nèi)部結(jié)構(gòu)組件完整，天線模塊、芯片模組、電源供給模塊，能正常通電運(yùn)行情況下為有源。當(dāng)然，無(wú)源則相反，天線空板也可以稱為無(wú)源。

說完有源與無(wú)源的定義，現(xiàn)在回歸重點(diǎn)，什么是有源測(cè)試？

有源測(cè)試：

在產(chǎn)品/機(jī)器開機(jī)的狀態(tài)下測(cè)試整機(jī)的輻射特性，測(cè)試有源不單是測(cè)試天線特性，和整個(gè)產(chǎn)品的系統(tǒng)都有關(guān)聯(lián)。有時(shí)候客戶會(huì)遇到通信距離不達(dá)標(biāo)的問題，那隨之想到的就是天線的問題了，這個(gè)思維只能說太武斷，不專業(yè)，對(duì)天線廠也是不公平的。

那么需要怎么做才更好更正確，首先去掉天線，排查板子的傳導(dǎo)指標(biāo)是否滿足要求。對(duì)于窩峰通信特別是LTE以后的系統(tǒng)極其復(fù)雜，傳導(dǎo)的指標(biāo)也很多，那么這就需要雙方的工程師一起溝通解決了。

指標(biāo)

所以這里我們只介紹通信系統(tǒng)兩個(gè)最重要的指標(biāo)。第一個(gè)指標(biāo)是考量發(fā)射部分的，即所謂的輸出功率。這個(gè)比較容易理解，一般是考察板子的整體匹配情況。如果整個(gè)系統(tǒng)從IC一直到后面放大器，濾波器等器件匹配良好的話，輸出的傳導(dǎo)功率一般就沒有太大問題。

第二個(gè)指標(biāo)是考量接收部分的，即所謂的靈敏度。靈敏度一般是指滿足一定誤碼率的情況下最小的接收功率。這個(gè)除了和射頻系統(tǒng)有關(guān)外，和板子整體的電磁兼容EMC也是密切相關(guān)，特別是現(xiàn)在終端產(chǎn)品的板子越來(lái)越小的情況下，電磁兼容就顯得越來(lái)越重要。

如果板子整體的傳導(dǎo)指標(biāo)都調(diào)試OK之后，就可以測(cè)試天線的有源輻射特性了。在介紹天線有源測(cè)試之前，首先介紹一下無(wú)線系統(tǒng)鏈路預(yù)算（Budget）的基礎(chǔ)知識(shí)。假設(shè)發(fā)射機(jī)發(fā)射功率是Pt，發(fā)射天線的增益是Gt，接收機(jī)接收天線增益是Gr，接收功率是Pr，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的距離是R。那么接收機(jī)的接收功率Pr=Pt*Gt*Gr*λ2/16*π2*R2。這里面不考慮天線的極化失配，

假設(shè)發(fā)射天線正對(duì)著接收天線。λ2/16*π2*R2，這個(gè)就是自由空間損耗，是比較理想的情況，而實(shí)際的空間傳輸模型要復(fù)雜的多，專門有研究這個(gè)的文章，有興趣的可以自己去搜索。通過這個(gè)公式，我們是可以大概估計(jì)一下通信距離。其中接收功率就取接收機(jī)的靈敏度，發(fā)射功率就是之前提到的傳導(dǎo)功率，λ是工作波長(zhǎng)，而發(fā)射和接收機(jī)的天線增益我們一般取天線的平均增益。為什么取平均增益呢，

因?yàn)橹耙灿姓f過，移動(dòng)終端本身位置就不是固定的，極化方向也不是單一的，所以我們?nèi)∑骄鲆媸潜容^合適的。那這個(gè)平均增益是怎么計(jì)算的呢？

我們看天線效率的定義，所有輻射功率與輸入功率的比值，如果把自由空間當(dāng)成一個(gè)端口的話，這個(gè)效率的概念是不是就像二端口網(wǎng)絡(luò)增益的概念呢？所以我們把效率換算成dB，這個(gè)dB值其實(shí)就是平均增益的值，這也是我們特別重視天線效率的原因。

下面簡(jiǎn)單介紹一下天線有源測(cè)試的兩個(gè)重要參數(shù)，TRP（Total Radiated Power），TIS（Total Isotropic Sensitivity）。

TRP通過對(duì)整個(gè)輻射球面的發(fā)射功率進(jìn)行積分并取平均得到；TIS反映在整個(gè)輻射球面接收靈敏度的情況。這兩個(gè)指標(biāo)都是暗含平均值的概念，就是某一個(gè)方向的輻射功率很大，靈敏度很低，但是不代表整個(gè)TRP就高，TIS就好。合康的微波暗室配備了R&S CMW500，可以給客戶提供有源天線測(cè)試服務(wù)。如果測(cè)試發(fā)現(xiàn)傳導(dǎo)功率沒有問題，而TRP很低，一般情況下就是天線有問題，

我們就要去調(diào)天線的設(shè)計(jì)方案以及匹配電路。而傳導(dǎo)沒問題，TRP也很好，TIS卻很差，那么這種情況一般都是和板子的電磁兼容EMC有關(guān)。該屏蔽的地方屏蔽，該接地的地方接地，需要一個(gè)一個(gè)器件去排查。通常這種情況下調(diào)天線提高的幅度很小。