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    深圳市佳時通科技有限公司
    2021-02-03 10:26:44

    手機精確射頻測試校準解決方案

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    手機消費市場競爭日趨激烈,在產品嚴重同質化的今天,除了從設計上尋求突破,產品品質也是各大廠商的另一個關注重點,具體到射頻硬件部分,研發和生產階段的精確射頻測試是保障品質的重要手段。


    發射功率是手機發射機測試的重要指標之一,存在兩面性,一方面手機需要發射足夠高的功率以保證通信質量,另一方面在保證通信質量的前提下,發射功率越低越好,換言之,手機的發射功率需要根據實際情況被精確控制。接收靈敏度是接收機測試最重要指標之一,也是衡量接收機接收能力的重要體現,必須精確測試。


    典型的手機射頻測試系統如圖1所示,由綜測儀、測試夾具、待測手機(DUT)組成。測試夾具把綜測儀和DUT連接起來,具有一定的插損,這個插損基本恒定不變。綜合測試儀的發射功率和接收機測量都具有不確定度,儀器廠家給出的技術指標一般在0.5dB~1dB之間,重復性小于0.1dB,它們是一個統計特性,基于多臺儀器、各種不同的工作條件下和測試場景下得出的。那么對特定某一臺儀器,測試手機性能的不確定度是基本恒定的。夾具的插損和測試儀器的不確定度稱為路徑的系統損耗,可以通過校準來消除。


    路徑損耗校準方案

    所示綜測儀內部結構示意圖,綜測儀內部有信號分析和信號源兩個模塊,通過開關與綜測儀的射頻端口相連,外部連接測試夾具。發射和接收測試這兩種場景下信號傳輸路徑不同,為了獲得精確測量結果,需要分別校準信號源信號分析儀連同外接設備(測試夾具)的路徑損耗。工程應用中,普遍使用金機校準法或矢量網絡分析儀測量法校準系統路徑損耗。


    金機校準法

    預先挑選發射功率和接收電平穩定的手機主板(或手機整機)標記為金機,其技術規格是基于其它測試儀器評估出來的,是已知的。校準系統路徑損耗時,用待校準的射頻測試系統測量金機發射功率和接收電平,計算當前測量結果與技術規格之間的差值,即得出系統路徑損耗。這種方法操作簡單、測量速度快,但在實際使用過程中常常遇到測不準的問題。產線中為兼顧不同測試工位,只能把測試門限適當放寬,這實際上相當于降低了測試標準。究其原因:

    ①金機原始數據是用綜測儀測得,綜測儀的典型不確定度約為0.5~1dB[1],這就造成不同金板之間的差異,參考值就已經不精確。

    ②金機由于重復使用,天線測試座的磨損會帶來與測試夾具接觸不良的問題,增大隨機誤差,進而影響測量結果。

    ③某些產線測試環境較差,溫度、濕度波動明顯,導致金機發射功率和接收靈敏度隨之變化,穩定性受影響,增大隨機誤差。


    矢量網絡分析儀測量法

    使用矢量網絡分析儀測量夾具射頻線纜的S21參數,當作系統路徑損耗值進行補償,矢量網絡分析儀的不確定度很低,一般小于0.05dB[2],可保證夾具測量的精確性,但這種方案只能測量手機天線測試座到綜測儀射頻端口之間的損耗,綜測儀的不確定性沒有消除。


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