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OTA测试场地——混响室(四)

17小时前
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OTA测试场地——混响室(三);

01、CTIA的混响室标准

CTIA代表美国无线通信行业,汇集了从运营商和设备制造商到移动应用开发商等群体,它的任务包括与会员合作制定移动设备的测试计划和认证程序,确保移动网络和设备的安全,等等。

它的混响室标准是《Test Plan for Wireless Large-Form-Factor Device Over-the-Air Performance》,Large-Form-Factor Device是指大尺寸的设备(超过笔记本大小的静区尺寸的设备),标准是针对这些大尺寸设备的测试系统、测试条件、设备配置、测试方法和评估标准等进行了定义。而大家熟知的《Test Plan for Wireless Device Over-the-Air Performance》空口性能测试计划,是针对小型的移动手机设备。

虽然在大尺寸设备测试计划中,未来的版本不排除使用暗室对大尺寸设备进行TRP/TIS测量,但目前的方法是基于混响室的,其描述如下:

支持蜂窝网络的M2M和无线物联网(W-IOT)设备可以有许多形状和外形形式,从戴在手腕上的健身显示器到自动售货机和汽车仪表板。较大的设备,即那些物理尺寸大于42厘米的设备,其OTA性能可以使用混响室进行评估。在混响室的有效测试区域内,设备的确切位置并不关键。在某些情况下,这可能是一个优势,例如,对于可能很重或难以精确定位的大型设备,或对于辐射单元的确切位置不知道的设备,因为它们往往被装在一个更大的机箱内。在正确配置下,混响室为SISO无线设备提供总辐射功率(TRP)和总各向同性灵敏度(TIS)值,其不确定性与电波暗室是相当的。

02、与3GPP的不同点

与3GPP 37941中混响室环境的描述相比,CTIA的混响室测试规范,理论性更强,也更加详细,在实际操作和计算公式上,也有很多不同。

以下是CTIA标准中给出的混响室环境示意图。功率传递函数(损耗/增益)的表征是用矢量网络分析仪(VNA)进行的。与3GPP标准不同的是,在此图中,加入了射频吸收材料("RF abs")以扩大相干带宽。被测物或RF abs被放置在被测物夹具上。也可以使用其他设置、参考平面和搅拌机制。

参考天线应经历与EUT天线在TRP或TIS测量期间相同的搅拌序列,并与任何墙壁、模式搅拌器或其他金属物体保持至少0.5λ的距离。CTIA特意强调了,对于定向参考天线,应远离EUT和测量天线。这样才能保证在校准以及EUT测量过程中,决定功率传递函数的室内损耗是相同的。

另外一个不同,是在CTIA中只给出了使用矢量网络分析仪进行校准的方法和转移函数公式,并没有提及信号源+频谱仪的校准方式。VNA必须覆盖所关注的频段,校准参考平面位于VNA的电缆连接到测量天线和参考天线的地方。配置为对每个模式搅拌的样本进行频率扫描,因此,自动采集是非常可取的。

采集的样本数也有不同的描述:在3GPP中指出不得少于250个样本的采集,而CTIA则有更加灵活的规定:在所选择的搅拌序列中,模式搅拌样品N的数量和类型的选择,应使它们对总的测量不确定度产生可接受的低的贡献。为了满足规定的不确定度,实验室应使用100个以上的独立样品,最好是200或400个。

转移函数的定义也有区别,在3GPP中,对于网络分析仪的校准,PTF(power transfer function)定义十分简单:

而CTIA中的功率传递函数,Gref定义为:

相比之下,此公式考虑得更加全面。在每个位置,从测量的传输参数S21的平均值中确定该混响室的功率传递函数的一个样本,其中平均值是在所有频率F和模式搅拌样本N上计算的。此外,emismatch,ref是参考天线的失配,可以用1–|<<S11>F>N|^2来计算。ηref是参考天线的辐射效率。请注意,测量天线的失配emismatch,meas和辐射效率ηmeas的值是不需要考虑的,因为它在校准和EUT测量期间是相同的,因此,不会影响最终的结果。

Gref,t代表特定混响室配置的第t个功率传递函数(从NF样本获得),那么t又是什么呢?如果一个拟定的搅拌序列由N=200个模式搅拌样本组成,那么对Gref的测量是在T个不相关的参考天线位置对这200个样本的T个不同的、独特的搅拌序列进行的。

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