為什么要在毫米波頻率下進(jìn)行 OTA 測試？

在之前的文章中， 我們介紹了 5G 物理層測試領(lǐng)域的一些基礎(chǔ)知識，相關(guān)的無線電變化，以及在低于 6 GHz 和毫米波頻率下，針對這些變化進(jìn)行設(shè)備測試測量的挑戰(zhàn)。今天的文章， 我們將討論為什么在毫米波頻率下運(yùn)行的設(shè)備需要進(jìn)行OTA 測試。

簡而言之，表征天線的發(fā)射和接收性能需要OTA測試。3GPP 定義的毫米波頻率范圍介于 23.25 GHz 至 52.6 GHz 之間。而我們都知道毫米波頻率極易出現(xiàn)路徑損耗，這會導(dǎo)致信噪比落入中低 SNR 范圍之間，因此為了消除這種影響，毫米波設(shè)備將使用一種稱為波束成形的技術(shù)。

波束成形

波束成形是一種特殊的大規(guī)模多入多出 （MIMO） 技術(shù)，在這種技術(shù)中，可以使用多個此類的小型相控陣列天線元件去生成高指向性的波束。在這些元件中，每一個都與不同的相位和振幅搭配，從而在特定或所需方向上生成這種波束。

這不僅增加了 SNR，而且提高了頻譜效率，并確保了可靠的覆蓋范圍。與側(cè)重于生成靜態(tài)波束的上一代技術(shù)不同，動態(tài)波束的成形和定向性使得表征此類輻射模式和天線性能變得至關(guān)重要。

為什么只有OTA測試？

盡管波束形成聽起來有效，但硬件實(shí)施在毫米波下仍將具有一定的挑戰(zhàn)性。頻率越高，天線孔徑的尺寸就越小， 因此也需要將更多的天線元件集成到陣列中，以實(shí)現(xiàn)一定的功率輸出和增益能力。 此外，為了最大限度地減少信號路徑損耗衰減，這種高度緊湊的天線陣列與形成毫米波天線模塊的射頻電路緊密集成，排除了使用探頭或連接器進(jìn)行測試的可能性。

波束成形測試！

在毫米波頻率下，天線輻射模式相當(dāng)敏感，很容易被最終產(chǎn)品外殼、用戶的手或由于周圍環(huán)境的反射或損失而改變。我們必須仔細(xì)表征發(fā)射和接收天線的性能，并驗(yàn)證輻射圖的性能。

有兩種波束成形測試方法 -- 波束成形表征和波束成形驗(yàn)證。波束成形表征是一個研發(fā)過程，旨在找到合適的相位和角度，以及每個天線元件的增益，從而在特定于 DUT 設(shè)計的預(yù)期方向上生成所需的方向圖。這些值以碼本的形式存儲，隨后供DUTT設(shè)備生成波束時使用。

波束成形驗(yàn)證主要在 DVT 階段進(jìn)行，在該階段DUT使用預(yù)定義的碼本， 并為每個天線元件設(shè)置特定的相位和增益，從而生成具有特定相位和振幅的特定波束。然后，使用OTA測試和測量來驗(yàn)證特定或者極端情況。

OTA 測試！

除了 5G NR Sub-6GHz 外，傳統(tǒng)的蜂窩技術(shù)也支持在傳導(dǎo)模式下進(jìn)行發(fā)射驗(yàn)證和接收表征，以及在輻射模式下進(jìn)行天線方向圖測量。但是在毫米波頻率下， 所有測量則必須使用OTA方式運(yùn)行： 包括天線性能測量（如波束增益，等效全向輻射功率（EIRP），有效全向靈敏度（EIS））、RF參數(shù)量測（如矢量幅度誤差（EVM）， 頻譜發(fā)射模板（SEM），相鄰頻道泄漏比（ACLR））以及信號或最終用戶功能。

測量設(shè)備可以提供一套完整的VSG和VSA，能夠在毫米波頻率輸出和分析信號，DUT 位于屏蔽暗室中，用于不間斷的 OTA 測試。請務(wù)必將測量喇叭天線與正在驗(yàn)證的天線模塊對齊，以避免任何測量的不準(zhǔn)確。

在下篇文章中，我們將探討影響OTA 測試箱和測量決策的關(guān)鍵概念。您也可以點(diǎn)擊視頻觀看網(wǎng)絡(luò)研討會的回放。

編輯：jq