手機(jī)的無(wú)源測(cè)試和有源測(cè)試
OTA(Over The Air 在空氣中測(cè)試性能,與傳導(dǎo)測(cè)試相對(duì)應(yīng),屬三維測(cè)試)。
當(dāng)前在手機(jī)射頻性能測(cè)試中越來(lái)越關(guān)注整機(jī)輻射性能的測(cè)試,這種輻射性能反映了手機(jī)的最終發(fā)射和接收性能。目前主要有兩種方法對(duì)手機(jī)的輻射性能進(jìn)行考察:一種是從天線(xiàn)的輻射性能進(jìn)行判定,是目前較為傳統(tǒng)的天線(xiàn)測(cè)試方法,稱(chēng)為無(wú)源測(cè)試;另一種是在特定微波暗室內(nèi),測(cè)試手機(jī)的輻射功率和接收靈敏度,稱(chēng)為有源測(cè)試。
無(wú)源測(cè)試側(cè)重從手機(jī)天線(xiàn)的增益、效率、方向圖等天線(xiàn)的輻射參數(shù)方面考察手機(jī)的輻射性能。無(wú)源測(cè)試雖然考慮了整機(jī)環(huán)境(比如天線(xiàn)周?chē)骷?、開(kāi)蓋和閉蓋)對(duì)天線(xiàn)性能的影響,但天線(xiàn)與整機(jī)配合之后最終的輻射發(fā)射功率和接收靈敏度如何,從無(wú)源測(cè)試數(shù)據(jù)無(wú)法直接得知,測(cè)試數(shù)據(jù)不是很直觀(guān)。
有源測(cè)試則側(cè)重從手機(jī)整機(jī)的發(fā)射功率和接收靈敏度方面考察手機(jī)的輻射性能。有源測(cè)試是在特定的微波暗室中測(cè)試整機(jī)在三維空間各個(gè)方向的發(fā)射功率和接收靈敏度,更能直接地反映手機(jī)整機(jī)的輻射性能。
CTIA(Cellular Telecommunication and Internet Association)制定了OTA(Over The Air)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。OTA 測(cè)試著重進(jìn)行整機(jī)輻射性能方面的測(cè)試,并逐漸成為手機(jī)廠(chǎng)商重視和認(rèn)可的測(cè)試項(xiàng)目。
OTA 測(cè)試的目的
目前只有通過(guò)FTA(Full Type Approval)認(rèn)證測(cè)試的手機(jī)型號(hào)才能上市銷(xiāo)售,在FTA 測(cè)試中,射頻性能測(cè)試主要進(jìn)行手機(jī)在電纜連接模式下的射頻性能測(cè)試;至于手機(jī)整機(jī)的輻射發(fā)射和接收性能,在FTA 測(cè)試中沒(méi)有明確的規(guī)定,而OTA 測(cè)試正好彌補(bǔ)FTA 測(cè)試在這方面測(cè)試的不足。同時(shí),終端生產(chǎn)廠(chǎng)家必須對(duì)所生產(chǎn)手機(jī)的輻射性能有清楚的了解,并通過(guò)各種措施提高手機(jī)輻射的發(fā)射和接收指標(biāo)。如果手機(jī)輻射性能不好,將產(chǎn)生手機(jī)信號(hào)不好、語(yǔ)音通話(huà)質(zhì)量差、容易掉線(xiàn)等多方面的問(wèn)題,這也是客戶(hù)投訴比較多的問(wèn)題。
在手機(jī)通話(huà)時(shí),由于人腦靠近手機(jī)天線(xiàn),將降低手機(jī)的發(fā)射和接收性能,手機(jī)整機(jī)輻射的發(fā)射和接收性能都會(huì)降低。在手機(jī)研發(fā)過(guò)程中應(yīng)定量測(cè)量人腦對(duì)手機(jī)的發(fā)射和接收性能的影響,進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使發(fā)射和接收性能降低不能太大,即減少人體和天線(xiàn)的電磁耦合效應(yīng)。
為考察手機(jī)的輻射性能,除考察手機(jī)天線(xiàn)的無(wú)源性能之外,整機(jī)的有源性能也是一個(gè)重要的考察方面。當(dāng)前整機(jī)有源性能越來(lái)越受到終端廠(chǎng)商的重視,因此在手機(jī)輻射性能的考察中應(yīng)將兩種輻射性能綜合起來(lái)考慮。目前終端天線(xiàn)廠(chǎng)商在研發(fā)中一般都要求天線(xiàn)供應(yīng)商提供無(wú)源和有源測(cè)試報(bào)告。
OTA 測(cè)試及手機(jī)其他的主要參數(shù)
2.1 OTA 測(cè)試中的主要測(cè)試參數(shù)及相關(guān)計(jì)算在OTA 測(cè)試中,輻射性能參數(shù)主要分為兩類(lèi):接收參數(shù)和發(fā)射參數(shù)。
發(fā)射參數(shù)有TRP、NHPRP;接收參數(shù)有TIS、NHPIS。
TRP(Total Radiated Power):通過(guò)對(duì)整個(gè)輻射球面的發(fā)射功率進(jìn)行面積分并取平均得到。它反映手機(jī)整機(jī)的發(fā)射功率情況,跟手機(jī)在傳導(dǎo)情況下的發(fā)射功率和天線(xiàn)輻射性能有關(guān)。
TRP 指標(biāo),一般是希望其TRP 比較大,這樣從PA 出來(lái)進(jìn)入天線(xiàn)的功率才被有效輻射,無(wú)線(xiàn)接口的連接性才比較好
NHPRP(Near Horizon Partial Radiated Power):反映在手機(jī)的H面附近天線(xiàn)的發(fā)射功率情況的參數(shù)。(2D TRP)
TIS(Total Isotropic Sensitivity):反映在整個(gè)輻射球面手機(jī)接收靈敏度指標(biāo)的情況。它反映了手機(jī)整機(jī)的接收靈敏度情況,跟手機(jī)的傳導(dǎo)靈敏度和天線(xiàn)的輻射性能有關(guān)。
NHPIS(Near Horizon Partial Isotropic Sensitivity):反映手機(jī)在H面附近天線(xiàn)的接收靈敏度情況的參數(shù)。(2D TIS)
接收靈敏度就是接收機(jī)能夠正確地把有用信號(hào)拿出來(lái)的最小信號(hào)接收功率。它和三個(gè)因素有關(guān)系:帶寬范圍內(nèi)的熱噪聲、系統(tǒng)的噪聲系數(shù)、系統(tǒng)把有用信號(hào)拿出所需要的最小信噪比。帶寬范圍內(nèi)的熱噪聲經(jīng)過(guò)接收機(jī),這些噪聲被放大了NF倍,要想把有用信號(hào)從噪聲中拿出來(lái),就必須要求有用信號(hào)比噪聲再大SNR倍。要想讓接收機(jī)“聽(tīng)清楚”發(fā)射機(jī)“說(shuō)的話(huà)”,信號(hào)電平強(qiáng)度一定要大于接收機(jī)的接收靈敏度。當(dāng)然接收靈敏度越小,說(shuō)明接收機(jī)的接收性能越好,就像狗能聽(tīng)到人類(lèi)聽(tīng)不到的微弱的聲音,說(shuō)明狗的聽(tīng)覺(jué)比人的靈敏度高;接收靈敏度越大,說(shuō)明接收機(jī)的接收性能越差,就像有的老人耳聾,你很需要用很大的聲音說(shuō)話(huà),他才能聽(tīng)到。環(huán)境溫度越高,靈敏度就會(huì)變大,接收性能就會(huì)惡化,因此要盡量降低系統(tǒng)所在的環(huán)境溫度。帶寬越大,系統(tǒng)的噪聲系數(shù)越大,靈敏度就會(huì)變大,接收性能也會(huì)惡化,這就要求設(shè)計(jì)接收機(jī)的時(shí)候,考慮到系統(tǒng)的帶寬、噪聲系數(shù)對(duì)靈敏度的影響。
RSSI
Received Signal Strength Indication接收的信號(hào)強(qiáng)度指示,無(wú)線(xiàn)發(fā)送層的可選部分,用來(lái)判定鏈接質(zhì)量,以及是否增大廣播發(fā)送強(qiáng)度。
RSSI與Rx的區(qū)別:
RSSI:Received Signal Strength Indicator Rx: Recieived power
最大的區(qū)別:Rx是手機(jī)側(cè)指標(biāo);RSSI是基站側(cè)指標(biāo) 兩者是同一概念,具體指(前向或者反向)接收機(jī)接收到信道帶寬上的寬帶接收功率。實(shí)際中,前向鏈路接收機(jī)(指手機(jī))接收到的通常用Rx表示,反向鏈路接收機(jī)(指基站側(cè))通常用反向RSSI表示。前向Rx通常用作覆蓋的判斷依據(jù)(當(dāng)然還需結(jié)合Ec/Io),反向RSSI通常作為判斷系統(tǒng)干擾的依據(jù)。由于RSSI是通過(guò)在數(shù)字域進(jìn)行功率積分而后反推到天線(xiàn)口得到的,反向通道信號(hào)傳輸特性的不一致會(huì)影響RSSI的精度。空載下RSSI值一般在-110dBm左右. 其實(shí),RSSI有其專(zhuān)用的單位,RSSI的單位與dBm有公式可以轉(zhuǎn)換.
SAR
SAR是Specific Absorbtion Ratio的縮寫(xiě),即“吸收比率”。就是單位時(shí)間內(nèi)單位質(zhì)量的物質(zhì)吸收的電磁輻射能量。
通俗地講,就是測(cè)量手機(jī)輻射對(duì)人體的影響是否符合標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)為:以6分鐘計(jì)時(shí),每公斤腦組織吸收的電磁輻射能量不得超過(guò)2W。這一標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際業(yè)界的通用標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)中國(guó)泰爾實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)從事該項(xiàng)工作的電磁輻射測(cè)量專(zhuān)家介紹,只有SAR值才是衡量手機(jī)輻射量的惟一標(biāo)準(zhǔn)。1990年,IEEE制定了手機(jī)電磁輻射的衡量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1998年ICNIRP(國(guó)際非電離性照射保護(hù)委員會(huì))也制定了類(lèi)似的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)中均采用SAR來(lái)度量手機(jī)電磁輻射的大小。ICNIRP的標(biāo)準(zhǔn)得到了ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)和WHO(國(guó)際衛(wèi)生組織)的推薦以及絕大部分國(guó)家的支持,北美FCC采用的是IEEE標(biāo)準(zhǔn),美國(guó)CTIA等行業(yè)組織還建議在手機(jī)外包裝上標(biāo)出SAR值。
目前由國(guó)家質(zhì)檢總局牽頭,聯(lián)合國(guó)家計(jì)量院、衛(wèi)生部、環(huán)保局、信息產(chǎn)業(yè)部等單位組建的“電磁輻射國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定聯(lián)合工作組”正在聯(lián)合制定我國(guó)的電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),其中也以SAR作為衡量手機(jī)輻射的基本限值
SAR值是如何測(cè)定的
由人體模型、測(cè)量?jī)x表、探針以及機(jī)械臂等組織測(cè)量系統(tǒng)。 系統(tǒng)置于屏蔽室中。人體模型的內(nèi)部是液態(tài)物質(zhì),液體的電磁性與人體的電磁性一致,探針可以在其內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。
歐洲采用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量單位是10克(國(guó)際電聯(lián)推薦),美國(guó)采用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)以1克組織為測(cè)量單位。
手機(jī)緊貼模型放置,使手機(jī)處于最大發(fā)射功率狀態(tài),由機(jī)械臂自動(dòng)測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)E。
由以下公式計(jì)算SAR: SAR=(δ/р) •E2
其中,р:液體密度;δ:介電常數(shù);E:場(chǎng)強(qiáng)。
手機(jī)輻射標(biāo)準(zhǔn)(SAR限值)
根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟和國(guó)際衛(wèi)生組織推薦的衡量手機(jī)輻射的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SAR值的要求,GSM和窄帶CDMA手機(jī)的電磁輻射必須在國(guó)際權(quán)威衛(wèi)生組織認(rèn)證的許可范圍以?xún)?nèi)。
ITU標(biāo)準(zhǔn)限值為2.0W/KG,F(xiàn)CC標(biāo)準(zhǔn)限值為1.6W/KG。
對(duì)于手持終端,OTA 測(cè)試中還將考察終端在有模擬人頭情況下的上述參數(shù),比較在有無(wú)模擬人頭情況下相關(guān)參數(shù)的變化情況。
無(wú)源有關(guān)的天線(xiàn)參數(shù)
在考察天線(xiàn)性能的時(shí)候,還有其他需要了解的參數(shù)如:APIP、Gain、Directivity、EIRP、ERP。
Gain(dBi):在相同的輸入功率下,天線(xiàn)在空間某點(diǎn)的輻射功率與理想無(wú)方向性點(diǎn)源天線(xiàn)在同一點(diǎn)的功率的比值,該增益單位為dBi,手機(jī)天線(xiàn)廠(chǎng)家提供的天線(xiàn)測(cè)試報(bào)告中的增益一般以dBi 為單位。
Gain(dBd):增益是指:在輸入功率相等的條件下,實(shí)際天線(xiàn)與理想的輻射單元(半波偶極子天線(xiàn)最大輻射方向上功率的比值)在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)天線(xiàn)把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線(xiàn)方向圖有密切的關(guān)系,方向圖主瓣越窄,副瓣越小,增益越高??梢赃@樣來(lái)理解增益的物理含義 ------ 為在一定的距離上的某點(diǎn)處產(chǎn)生一定大小的信號(hào),
如果用理想的無(wú)方向性點(diǎn)源作為發(fā)射天線(xiàn),需要 100W 的輸入功率,而用增益為 G = 13 dB = 20 的某定向天線(xiàn)作為發(fā)射天線(xiàn)時(shí),輸入功率只需 100 / 20 = 5W 。換言之,某天線(xiàn)的增益,就其最大輻射方向上的輻射效果來(lái)說(shuō),與無(wú)方向性的理想點(diǎn)源相比,把輸入功率放大的倍數(shù)。該增益的單位為dBd。
Directivity:在相同的輻射功率下,某天線(xiàn)在空間某點(diǎn)產(chǎn)生的功率與理想無(wú)方向點(diǎn)源天線(xiàn)在同一點(diǎn)產(chǎn)生的功率的比值。Ratio of the power density in the direction of maximum power to the average power.能夠定量的表示天線(xiàn)定向輻射能力的電參數(shù)。定義:在同一距離及相同輻射功率的條件下,某天線(xiàn)在最大輻射方向上的輻射功率密度和無(wú)方向性天線(xiàn)(點(diǎn)源)的輻射功率密度之比。方向系數(shù)與輻射功率在全空間的分布狀態(tài)有關(guān)。要使天線(xiàn)的方向系數(shù)大,不僅要求主瓣窄,而且要求全空間的副瓣電平小。這個(gè)參數(shù)重點(diǎn)描述天線(xiàn)輻射性能的方向性。方向系數(shù)的單位是dBi,理想點(diǎn)源天線(xiàn)的方向系數(shù)為10*log(1)=0dBi。一般非理想點(diǎn)源天線(xiàn)的方向系數(shù)都是大于0dBi的。
Efficiency:天線(xiàn)輻射功率和天線(xiàn)輸入功率的比值。天線(xiàn)的效率是指天線(xiàn)的輻射功率(Prad)與輸入功率(Pin)之比,也就是天線(xiàn)將饋點(diǎn)處的輸入功率輻射出去的能力。天線(xiàn)效率的單位是百分比,即%。對(duì)于內(nèi)置天線(xiàn)而言,要求效率至少在30%以上。以手機(jī)天線(xiàn)為例進(jìn)一步說(shuō)明:手機(jī)上有一個(gè)天線(xiàn)開(kāi)關(guān),我們一般測(cè)得的手機(jī)輸出功率是從手機(jī)開(kāi)關(guān)測(cè)得的,然后這個(gè)功率經(jīng)過(guò)一段微帶線(xiàn)傳輸?shù)教炀€(xiàn)饋點(diǎn)處,一部分能量由于電路的失配被反射回來(lái),另一部分能量進(jìn)入天線(xiàn)記作Pin。用TRP表示天線(xiàn)的空間輻射功率Pout,那么天線(xiàn)的效率就是Pout/Pin。這里就沒(méi)有考慮到由于電路失配而導(dǎo)致的能量反射。對(duì)于單獨(dú)的天線(xiàn)而言,這就是天線(xiàn)效率的定義。
天線(xiàn)的效率是不必考慮傳輸線(xiàn)和反射損耗的,Prad/Pin就是天線(xiàn)的效率定義值。天線(xiàn)的效率是很難通過(guò)計(jì)算獲得的,天線(xiàn)本身的能量損耗主要是由于天線(xiàn)作為導(dǎo)體對(duì)信號(hào)的損耗,包括介質(zhì)損耗(基板引起的和手機(jī)內(nèi)磁鐵引起的)和金屬損耗(盡管很?。?,而回?fù)p和匹配電路的損耗是不應(yīng)該記入的。
APIP(Antenna Port Input Power):加入到天線(xiàn)口的功率大小,是PA 輸出到天線(xiàn)口的功率大小。該功率大小主要跟手機(jī)的傳導(dǎo)發(fā)射功率大小有關(guān)。
EIRP(Effective Isotropic Radiated Power):等效全向輻射功率是天線(xiàn)得到的功率與天線(xiàn)以dBi 表示的增益的乘積,反映天線(xiàn)在各個(gè)方向上輻射的功率的大小。
PEIRP(Peak Effective Isotropic Radiated Power):峰值等效全向輻射功率。
ERP(Effective Radiated Power)的概念與EIRP 相同,但ERP 是天線(xiàn)得到的功率與以dBd 表示的增益的乘積。
Bandwidth 帶寬
帶寬,即天線(xiàn)滿(mǎn)足性能要求的工作頻率范圍。
天線(xiàn)是有一定帶寬的,這意味著雖然諧振頻率是一個(gè)頻率點(diǎn),但是在這個(gè)頻率點(diǎn)附近一定范圍內(nèi),這付天線(xiàn)的性能都是差不多好的。這個(gè)范圍就是帶寬。
我們當(dāng)然希望一付天線(xiàn)的帶寬能覆蓋一定的范圍,最好是我們所收聽(tīng)的整個(gè)FM廣播波段。要不然換個(gè)臺(tái)還要換天線(xiàn)或者調(diào)天線(xiàn)也太麻煩了。
天線(xiàn)的帶寬和天線(xiàn)的形式、結(jié)構(gòu)、材料都有關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),振子所用管、線(xiàn)越粗,帶寬越寬;天線(xiàn)增益越高,帶寬越窄。
天線(xiàn)的帶寬有兩種不同的定義:
一種是指:在駐波比VSWR<=1.5條件下,天線(xiàn)的工作頻帶寬度;回波損耗<=-14dB。
一種是指:天線(xiàn)增益下降3dB范圍內(nèi)的頻帶寬度。
在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,通常是按前一種定義的,具體的說(shuō),天線(xiàn)的頻帶寬度就是天線(xiàn)的駐波比不超過(guò)1.5時(shí),天線(xiàn)的工作頻率范圍。
OTA 測(cè)試中的TRP 和SAR 指標(biāo)的制約關(guān)系
TRP 反映的是天線(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)的輻射性能,而SAR 反映是天線(xiàn)的近場(chǎng)輻射性能。對(duì)于OTA 中的TRP 指標(biāo),一般是希望其TRP 比較大,這樣從PA 出來(lái)進(jìn)入天線(xiàn)的功率才被有效輻射,無(wú)線(xiàn)接口的連接性才比較好。在SAR 測(cè)試中,則希望TRP 數(shù)值比較小,這樣被人腦吸收的功率才比較小,保證能通過(guò)SAR 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。因此,TRP 指標(biāo)與SAR 指標(biāo)是一對(duì)相互矛盾的指標(biāo),在天線(xiàn)設(shè)計(jì)中如何保證兩個(gè)指標(biāo)都達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要,在天線(xiàn)設(shè)計(jì)的之初就得考慮。
天線(xiàn)的基本工作原理
應(yīng)該對(duì)天線(xiàn)的工作原理有個(gè)簡(jiǎn)單的了解。其實(shí),天線(xiàn)的原理很簡(jiǎn)單,但是要用公式推導(dǎo)或者做出性能良好的天線(xiàn)來(lái)并不容易。
記得高中學(xué)的物理課本里面有一個(gè)定律:交變的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng),交變的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。天線(xiàn)的原理就是這個(gè)定律吧。
一段金屬導(dǎo)線(xiàn)中的交變電流能夠向空間發(fā)射交替變化的感應(yīng)電場(chǎng)和感應(yīng)磁場(chǎng),這就是無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的發(fā)射。相反,空間中交變的電磁場(chǎng)在遇到金屬導(dǎo)線(xiàn)時(shí)又可以感應(yīng)出交變的電流,這對(duì)應(yīng)了無(wú)線(xiàn)信號(hào)的接收。在電臺(tái)進(jìn)行發(fā)射和接收時(shí)都希望導(dǎo)線(xiàn)中的交變電流能夠有效的轉(zhuǎn)換成為空間中的電磁波,或空間中的電磁波能夠最有效的轉(zhuǎn)換成導(dǎo)線(xiàn)中的交變電流。這就對(duì)用于發(fā)射和接收的導(dǎo)線(xiàn)有獲取最佳轉(zhuǎn)換效率的要求,滿(mǎn)足這樣要求的用于發(fā)射和接收無(wú)線(xiàn)電磁波信號(hào)的導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為天線(xiàn)。
理論和實(shí)踐證明,當(dāng)天線(xiàn)的長(zhǎng)度為無(wú)線(xiàn)電信號(hào)波長(zhǎng)的1/4時(shí),天線(xiàn)的發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率最高。因此,天線(xiàn)的長(zhǎng)度將根據(jù)所發(fā)射和接收信號(hào)的頻率即波長(zhǎng)來(lái)決定。只要知道對(duì)應(yīng)發(fā)射和接收的中心頻率就可以用下面的公式算出對(duì)應(yīng)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的波長(zhǎng),再將算出的波長(zhǎng)除以4就是對(duì)應(yīng)的最佳天線(xiàn)長(zhǎng)度。
注意:只要在金屬體內(nèi)有交變的電流,該金屬體就要向空間輻射電磁波;反之,只要空間中有一定強(qiáng)度的電磁波信號(hào),就會(huì)在該空間中的金屬體上感應(yīng)出交變的電流。天線(xiàn)與一般金屬體的不同之處在于,天線(xiàn)強(qiáng)調(diào)了將金屬體內(nèi)交變電流最有效的轉(zhuǎn)變成空間的電磁波或?qū)⒖臻g的電磁波最有效的轉(zhuǎn)變成金屬體中的交變電流信號(hào)。
天線(xiàn)是一種用來(lái)發(fā)射或接收無(wú)線(xiàn)電波——或更廣泛來(lái)講——電磁波的電子器件。天線(xiàn)應(yīng)用于廣播和電視、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)電通信、雷達(dá)和太空探索等系統(tǒng)。天線(xiàn)通常在空氣和外層空間中工作,也可以在水下運(yùn)行,甚至在某些頻率下工作于土壤和巖石之中。
從物理學(xué)上講,天線(xiàn)是一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體的組合,由它可因施加的交變電壓和相關(guān)聯(lián)交變電流而產(chǎn)生輻射的電磁場(chǎng),或者可以將它放置在電磁場(chǎng)中,由于場(chǎng)的感應(yīng)而在天線(xiàn)內(nèi)部產(chǎn)生交變電流并在其終端產(chǎn)生交變電壓。
天線(xiàn)作為無(wú)線(xiàn)通信不可缺少的一部分,其基本功能是輻射和接收無(wú)線(xiàn)電波。
發(fā)射時(shí),把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波;接收時(shí),把電滋波轉(zhuǎn)換為高頻電流。
通信制式名稱(chēng)
GSM
GSM是Global System For Mobile Communications的縮寫(xiě)。由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織ETSI制訂的一個(gè)數(shù)字移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。GSM是全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(Global System of Mobile communication) 的簡(jiǎn)稱(chēng)。它的空中接口采用時(shí)分多址技術(shù)。自90年代中期投入商用以來(lái),被全球超過(guò)100個(gè)國(guó)家采用。GSM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備占據(jù)當(dāng)前全球蜂窩移動(dòng)通信設(shè)備市場(chǎng)80%以上。 GSM 較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是它的信令和語(yǔ)音信道都是數(shù)字式的,因此GSM被看作是第二代(2G)移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)。
CDMA
CDMA系統(tǒng)是基于碼分技術(shù)(擴(kuò)頻技術(shù))和多址技術(shù)的通信系統(tǒng),系統(tǒng)為每個(gè)用戶(hù)分配各自特定地址碼。地址碼之間具有相互準(zhǔn)正交性,從而在時(shí)間、空間和頻率上都可以重疊;將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù),用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制,使原有的數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展,接收端進(jìn)行向反的過(guò)程,進(jìn)行解擴(kuò),增強(qiáng)了抗干擾的能力。
CDMA,一開(kāi)始建網(wǎng)是IS-95然后升級(jí)到了CDMA2000 1X,再到了現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始的EVDO,是從CDMA2000 1X升級(jí)到CDMA2000 1x EVDO,就好比移動(dòng)聯(lián)通的G網(wǎng)從GSM到GPRS再到EDGE一樣,只不過(guò)比起GSM,CDMA有很多優(yōu)點(diǎn)的!比方說(shuō)輻射少這就是一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn),這樣的電話(huà)才更健康,而GSM的輻射太大了!而且IS-95升級(jí)到CDMA2000 1X再到CDMA2000 1X EVDO(即同時(shí)存在1X和EVDO兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)),在射頻部分完全兼容,不需要重新建基站。 區(qū)別: 1,技術(shù)上,CDMA2000 1X采用擴(kuò)頻速率為SR1,即指前向信道和反向信道均用碼片速率1.2288Mbit/s的單載波直接系列擴(kuò)頻方式。因此它可以方便地與IS-95(A/B)后向兼容,實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡。由于CDMA2000 1X采用了反向相干解調(diào)、快速前向功控、發(fā)送分集、Turbo編碼等新技術(shù),網(wǎng)絡(luò)部分引入分組交換,可支持移動(dòng)IP業(yè)務(wù)。 2,容量上,在相同條件下,對(duì)普通話(huà)音業(yè)務(wù)而言,容大致為CDMA(IS-95)系統(tǒng)的兩倍。 3,速率上,CDMA2000 1X手機(jī)上網(wǎng)的傳輸速率可達(dá)每秒鐘144Kb,比現(xiàn)有CDMA產(chǎn)品高出10倍。 4,版本上,CDMA是IS-95,屬于2G技術(shù),CDMA2000 1X是CDMA的升級(jí)版本(也是CMDA2000的第一階段),屬于2.5G技術(shù)。
WCDMA
是英文Wideband Code Division Multiple Access(寬帶碼分多址)的英文簡(jiǎn)稱(chēng),是一種第三代無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)。W-CDMAWideband CDMA 是一種由3GPP具體制定的,基于GSM MAP核心網(wǎng),UTRAN(UMTS陸地?zé)o線(xiàn)接入網(wǎng))為無(wú)線(xiàn)接口的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。目前中國(guó)聯(lián)通采用的此種3G通訊標(biāo)準(zhǔn)。 TD TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(時(shí)分同步碼分多址) 的簡(jiǎn)稱(chēng),是一種第三代無(wú)線(xiàn)通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也是ITU批準(zhǔn)的三個(gè)3G標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè),相對(duì)于另兩個(gè)主要3G標(biāo)準(zhǔn)(CDMA2000)或(WCDMA)它的起步較晚。
TD
TD-SCDMA由于采用時(shí)分雙工,上行和下行信道特性基本一致,因此,基站根據(jù)接收信號(hào)估計(jì)上行和下行信道特性比較容易。此外,TD-SCDMA使用智能天線(xiàn)技術(shù)有先天的優(yōu)勢(shì),而智能天線(xiàn)技術(shù)的使用又引入了SDMA的優(yōu)點(diǎn),可以減少用
戶(hù)間干擾,從而提高頻譜利用率。但是,由于時(shí)分雙工體制自身的缺點(diǎn),TD-SCDMA被認(rèn)為在終端允許移動(dòng)速度和小區(qū)覆蓋半徑等方面落后于頻分雙工體制。 同時(shí),TD只可以同時(shí)在線(xiàn)500人,是個(gè)問(wèn)題
LTE
LTE(Long Term Evolution,長(zhǎng)期演進(jìn))項(xiàng)目是3G的演進(jìn),始于2004年3GPP的多倫多會(huì)議。LTE并非人們普遍誤解的4G技術(shù),而是3G與4G技術(shù)之間的一個(gè)過(guò)渡,是3.9G的全球標(biāo)準(zhǔn),它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù),采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行326Mbit/s與上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小區(qū)邊緣用戶(hù)的性能,提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。
GPS
GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系統(tǒng))的簡(jiǎn)稱(chēng),而其中文簡(jiǎn)稱(chēng)為“球位系”。GPS是20世紀(jì)70年代由美國(guó)陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng).
A-GPS
輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(英語(yǔ):Assisted Global Positioning System,簡(jiǎn)稱(chēng):AGPS)是一種GPS的運(yùn)行方式。它可以利用手機(jī)基地站的資訊,配合傳統(tǒng)GPS衛(wèi)星,讓定位的速度更快。
WiFi
俗稱(chēng)無(wú)線(xiàn)寬帶 Wi-Fi是一種可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機(jī))等終端以無(wú)線(xiàn)方式互相連接的技術(shù)。Wi-Fi是一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌,由Wi-Fi聯(lián)盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性?,F(xiàn)時(shí)一般人會(huì)把Wi-Fi及IEEE 802.11混為一談。甚至把Wi-Fi等同于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)際網(wǎng)路。
BT
藍(lán)牙,是一種支持設(shè)備短距離通信(一般10m內(nèi))的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)。能在包括移動(dòng)電話(huà)、PDA、無(wú)線(xiàn)耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信息交換。利用“藍(lán)牙”技術(shù),能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信,也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信,從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效,為無(wú)線(xiàn)通信拓寬道路。藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù),支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段。其數(shù)據(jù)速率為1Mbps。采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。
4.總結(jié)
CTIA 的OTA 測(cè)試指標(biāo)直接反映了手機(jī)的輻射性能,因此越來(lái)越受到測(cè)試機(jī)構(gòu)和相關(guān)廠(chǎng)商的重視。在手機(jī)天線(xiàn)指標(biāo)判定時(shí),需要將無(wú)源和有源性能指標(biāo)綜合考慮,對(duì)整機(jī)天線(xiàn)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
MORAB的OTA天線(xiàn)測(cè)試暗室符合CTIA的OTA測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),測(cè)試系統(tǒng)采用的SG24的近場(chǎng)折算遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量方案,是目前最準(zhǔn)確的天線(xiàn)測(cè)試方法。有重復(fù)性高,準(zhǔn)確度高,解析度高等優(yōu)點(diǎn)。SG24 是全球少數(shù)能完全符合CTIA 要求的測(cè)試系統(tǒng)。能提供CTIA 所需要的TRP/TIS 測(cè)試。測(cè)試適用范圍:CTIA OTA (GSM900,DCS1800,Cellular 850,PCS1900);3D 天線(xiàn)場(chǎng)型測(cè)量、增益、天線(xiàn)效率、方向圖、極化性能。
評(píng)論
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