手機(jī)天線,即手機(jī)上用于接收信號(hào)的設(shè)備,舊式手機(jī)有外凸式天線,新式手機(jī)多數(shù)已隱藏在機(jī)身內(nèi)。這類天線主要都在手機(jī)內(nèi)部,手機(jī)外觀上看不到里面的東西。
手機(jī)天線是一種駐波天線,天線的阻抗不匹配,將導(dǎo)致大量的信號(hào)反射,使天線的輻射效率降低,同時(shí)由于反射的影響使得天線在寬頻帶內(nèi)的增益有抖動(dòng),如果天線的駐波為6,手機(jī)前端的擊穿電壓將降為原來的1/6,而功率容量就會(huì)下降。手機(jī)天線駐波對(duì)天線效率的影響不可不慎。天線的駐波要求,我們目前統(tǒng)一要求為小于3。
手機(jī)天線要測的參數(shù)
1. 有源(Active)
TRP(Total Radiated Power)/總發(fā)射功率;
TIS(Total Isotopic Sensitivity)/接收靈敏度;
NHPRP(Near Horizon Partial Radiated Power)/近水平面發(fā)射功率;
NHPIS(Near Horizon Isotropic Sensitivity)/近水平面接收靈敏度;
EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)/ERP(Effective Radiated Power)/等效全向輻射功率;
PEIRP(Peak Effective Isotropic Radiated Power)/峰值等效全向輻射功率。
2.無源(Passive)
Gain(dBi): Gain(dBd)/增益;
Radiation Pattern/天線方向圖測試;
VSWR/RL/天線駐波比/回波損耗測試;
3D/3D場強(qiáng)圖;
3dB BW/FB Ratio波束寬度,前后比;
Cross polar/Isolation交叉極化比,隔離度;
Directivity/方向性;
Efficiency效率。
手機(jī)天線測試方法
1、微波暗室(Anechonic chamber)
微波暗室、吸波室、電波暗室。當(dāng)電磁波入射到墻面、天棚、地面時(shí),絕大部分電磁波被吸收,而透射、反射極少。微波也有光的某些特性,借助光學(xué)暗室的含義,故取名為微波暗室。 微波暗室是SA作和金屬屏蔽體組建的特殊房間,它提供人為空曠的“自由空間”條件。在暗室內(nèi)做天線、雷達(dá)等無線通訊產(chǎn)品和電子產(chǎn)品測試可以免受雜波干擾,提高被測設(shè)備的測試精度和效率。隨著電子技術(shù)的日益發(fā)展,微波暗室被更多的人了解和應(yīng)用。
微波暗室就是用吸波材料來制造一個(gè)封閉空間,這樣就可在暗室內(nèi)制造出一個(gè)純凈的電磁環(huán)境。微波暗室材料可以是一切吸波材料,主要材料是聚氨酯吸波海綿SA(高頻使用),另外測試電子產(chǎn)品電磁兼容性時(shí),由于頻率過低也會(huì)采用鐵氧體吸波材料。
微波暗室的主要工作原理是根據(jù)電磁波在介質(zhì)中從低磁導(dǎo)向高磁導(dǎo)方向傳播的規(guī)律,利用高磁導(dǎo)率吸波材料引導(dǎo)電磁波,通過共振,大量吸收電磁波的輻射能量,再通過耦合把電磁波的能量轉(zhuǎn)變成熱能。
2、TEM CELL測試
用TEM CELL測試天線有源指標(biāo),因?yàn)槲⒉ò凳液吞炀€測試系統(tǒng)造價(jià)比較昂貴,一般要百萬以上,一般的手機(jī)設(shè)計(jì)和研發(fā)公司沒有這種設(shè)備,而用TEM CELL(也較三角錐)來代替測試。和微波暗室的測試目的一樣,TEM CELL也是一個(gè)模擬理想空間的天線測試環(huán)境,金屬箱能夠提供足夠的屏蔽功能來消除外部干擾對(duì)天線的影響,而內(nèi)部的吸波材料也能吸收入射波,減小反射波。TEM CELL不能對(duì)天線進(jìn)行無源測試,只能對(duì)有源指標(biāo)進(jìn)行測試。由于空間限制,TEM CELL的吸波材料比較薄,而對(duì)于劈狀吸波材料,是通過劈尖間的多次反射增加對(duì)入射波進(jìn)行吸收,因此微波暗室里的吸波材料都比較厚,而TEM CELL的吸波材料都不購厚,因此對(duì)入射波的吸收都不是很充分,因此會(huì)導(dǎo)致測試的結(jié)果不精確。
另外,TEM CELL的高度也不夠,這也是TEM CELL不能進(jìn)行定量測試的一個(gè)原因。根據(jù)天線輻射的遠(yuǎn)場測試分析,對(duì)于EGSM/DCS頻段的手機(jī)天線,被測手機(jī)與天線的距離至少大于1米;因此,我們可以看幾乎所有的2D暗室都是遠(yuǎn)大于這個(gè)距離。而TEM CELL比這個(gè)距離小一些,所以這也是TEM CELL相對(duì)于微波暗室來講測量不準(zhǔn)的一個(gè)原因。
所以,TEM CELL只能對(duì)天線做定性的分析而不能做定量的分析。在實(shí)驗(yàn)室可以定性分析幾種樣機(jī)的差異,比較其性能的優(yōu)劣,但不能作為準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)值來衡量天線的性能,只能通過與其他的“金雞”(Golden sample ) 對(duì)比,大致來判斷手機(jī)天線的性能。TEM CELL一般只找最佳方值,使測試結(jié)果對(duì)手機(jī)擺放的位置比較敏感。
另外,還有一種測試工具較屏蔽箱,有的設(shè)計(jì)公司用來對(duì)手機(jī)天線進(jìn)行有源測試,這種方法很不可行。一方面由于測試距離太近,另一方面由于沒有足夠的吸波材料,外部干擾對(duì)天線的測試影響比較大,這樣導(dǎo)致測試結(jié)果對(duì)位置比較敏感,稍微改變一下位置測試結(jié)果就有比較大的改變,因此這種測試方法對(duì)手機(jī)天線的性能沒有多少的參考意義。
3、用耦合測試板測試天線性能
在生產(chǎn)過程中為了保證產(chǎn)品的生產(chǎn)品質(zhì),往往要進(jìn)行天線的耦合測試。要用到的測試裝置是:耦合測試夾具與綜合測試儀相連,手機(jī)固定在夾具上。在生產(chǎn)前期根據(jù)幾只樣機(jī)的測試結(jié)果,給出一個(gè)合理的耦合補(bǔ)償值,確定一個(gè)功率標(biāo)準(zhǔn),然后對(duì)手機(jī)的最大功率進(jìn)行測試,高于這個(gè)功率標(biāo)準(zhǔn)表示產(chǎn)品符合生產(chǎn)要求,低于這個(gè)要求說明天線與相關(guān)器件有問題。通過天線耦合測試可以發(fā)現(xiàn)以下問題:
(1)天線匹配電路虛焊和缺件等。
(2)天線周圍電子/結(jié)構(gòu)件有問題。
(3)天線沒有裝配好。
(4)天線本身品質(zhì)有問題。
需要指出的是天線耦合測試是產(chǎn)品的一致性測試,并不是對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測試。前面所提到的天線指標(biāo)都是針對(duì)遠(yuǎn)場進(jìn)行的測試,天線耦合測試是針對(duì)近場進(jìn)行的測試,被測手機(jī)的天線與耦合夾具天線相距非常近。近場是天線本身客觀存在的,一但整個(gè)手機(jī)的結(jié)構(gòu)和天線確定,近場也就可以確定,因此可以根據(jù)測試結(jié)果是否在一定范圍內(nèi),判斷天線部分是否有問題。天線耦合測試只針對(duì)天線的最大功率進(jìn)行測試,不進(jìn)行其他項(xiàng)目的測試,即使測試了,也沒有意義。
評(píng)論