實(shí)踐中的手機(jī)天線測(cè)試

隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展和應(yīng)用，中國(guó)的手機(jī)行業(yè)也不斷發(fā)展壯大，當(dāng)然中國(guó)的手機(jī)用戶也在迅猛增長(zhǎng)。而手機(jī)的射頻器件中，手機(jī)天線是無(wú)源器件，手機(jī)天線作為手機(jī)上面唯一的一個(gè)“量身定做”的器件，它的特殊性和重要性必然要求其研發(fā)過(guò)程對(duì)天線性能的測(cè)試要求非常嚴(yán)格，這樣才能確保手機(jī)的正常用。現(xiàn)在就簡(jiǎn)單的介紹一下手機(jī)天線的研發(fā)過(guò)程中的幾種常見(jiàn)的手機(jī)天線測(cè)試方法：

1、微波暗室（Anechonic chamber）

波暗室又叫無(wú)反射室、吸波暗室簡(jiǎn)稱暗室。微波暗室由電磁屏蔽室、濾波與隔離、接地裝置、通風(fēng)波導(dǎo)、室內(nèi)配電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、吸波材料等部分組成。它是以吸波材料作為襯面的屏蔽房間，它可以吸收射到六個(gè)壁上的大部分電磁能量較好的模擬空間自由條件。暗室是天線設(shè)計(jì)公司都需要建造的測(cè)試設(shè)備，因?yàn)閷?duì)于手機(jī)天線的測(cè)試比較精確而且比較系統(tǒng)，其測(cè)試指標(biāo)可以用來(lái)衡量一個(gè)手機(jī)天線的性能的好與壞。主要是天線公司使用，但其造價(jià)昂貴。

2、TEM CELL測(cè)試

用TEM CELL測(cè)試天線有源指標(biāo)，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/微波暗室">微波暗室和天線測(cè)試系統(tǒng)造價(jià)比較昂貴，一般要百萬(wàn)以上，一般的手機(jī)設(shè)計(jì)和研發(fā)公司沒(méi)有這種設(shè)備，而用TEM CELL（也較三角錐）來(lái)代替測(cè)試。和微波暗室的測(cè)試目的一樣，TEM CELL也是一個(gè)模擬理想空間的天線測(cè)試環(huán)境，金屬箱能夠提供足夠的屏蔽功能來(lái)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(wú)源測(cè)試，只能對(duì)有源指標(biāo)進(jìn)行測(cè)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(guò)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(gòu)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(cè)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(cè)試的一個(gè)原因。根據(jù)天線輻射的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試分析，對(duì)于EGSM/DCS頻段的手機(jī)天線，被測(cè)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(lái)講測(cè)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(lái)衡量天線的性能，只能通過(guò)與其他的“金雞”（Golden sample ) 對(duì)比，大致來(lái)判斷手機(jī)天線的性能。TEM CELL一般只找最佳方值，使測(cè)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(cè)試工具較屏蔽箱，有的設(shè)計(jì)公司用來(lái)對(duì)手機(jī)天線進(jìn)行有源測(cè)試，這種方法很不可行。一方面由于測(cè)試距離太近，另一方面由于沒(méi)有足夠的吸波材料，外部干擾對(duì)天線的測(cè)試影響比較大，這樣導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果對(duì)位置比較敏感，稍微改變一下位置測(cè)試結(jié)果就有比較大的改變，因此這種測(cè)試方法對(duì)手機(jī)天線的性能沒(méi)有多少的參考意義。

3、用耦合測(cè)試板測(cè)試天線性能

在生產(chǎn)過(guò)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(cè)試。要用到的測(cè)試裝置是：耦合測(cè)試夾具與綜合測(cè)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(cè)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(cè)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(shuō)明天線與相關(guān)器件有問(wèn)題。通過(guò)天線耦合測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)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(wèn)題。
（3）天線沒(méi)有裝配好。
（4）天線本身品質(zhì)有問(wèn)題。

需要指出的是天線耦合測(cè)試是產(chǎn)品的一致性測(cè)試，并不是對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)試。前面所提到的天線指標(biāo)都是針對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)進(jìn)行的測(cè)試，天線耦合測(cè)試是針對(duì)近場(chǎng)進(jìn)行的測(cè)試，被測(cè)手機(jī)的天線與耦合夾具天線相距非常近。近場(chǎng)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(chǎng)也就可以確定，因此可以根據(jù)測(cè)試結(jié)果是否在一定范圍內(nèi)，判斷天線部分是否有問(wèn)題。天線耦合測(cè)試只針對(duì)天線的最大功率進(jìn)行測(cè)試，不進(jìn)行其他項(xiàng)目的測(cè)試，即使測(cè)試了，也沒(méi)有意義。

用天線耦合測(cè)試來(lái)認(rèn)證天線的性能，根據(jù)不同手機(jī)的測(cè)試結(jié)果來(lái)進(jìn)行性能判斷，這是非常錯(cuò)誤的。目前，我還是碰到很多國(guó)內(nèi)的手機(jī)公司，是通過(guò)耦合測(cè)試來(lái)判斷天線的性能，從而使得天線公司不得不通過(guò)將諧振頻率調(diào)偏，來(lái)通過(guò)耦合測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)。

手機(jī)天線的設(shè)計(jì)來(lái)講，天線的測(cè)試是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，沒(méi)有準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)，天線設(shè)計(jì)的好與壞也有沒(méi)有什么來(lái)衡量了，所以選擇 一個(gè)很好測(cè)試系統(tǒng)對(duì)手機(jī)天線的開(kāi)發(fā)也是非常重要的。