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1、. OTA 测试介绍 手机的无源测试和有源测试OTA(Over The Air 在空气中测试性能，与传导测试相对应，属三维测试)。 当前在手机射频性能测试中越来越关注整机辐射性能的测试，这种辐射性能反映了手机的最终发射和接收性能。目前主要有两种方法对手机的辐射性能进行考察：一种是从天线的辐射性能进行判定，是目前较为传统的天线测试方法，称为无源测试；另一种是在特定微波暗室内，测试手机的辐射功率和接收灵敏度，称为有源测试。 无源测试侧重从手机天线的增益、效率、方向图等天线的辐射参数方面考察手机的辐射性能。无源测试虽然考虑了整机环境(比如天线周围器件、开盖和闭盖)对天线性能的影响，但天线与整机配合之
2、后最终的辐射发射功率和接收灵敏度如何，从无源测试数据无法直接得知，测试数据不是很直观。 有源测试则侧重从手机整机的发射功率和接收灵敏度方面考察手机的辐射性能。有源测试是在特定的微波暗室中测试整机在三维空间各个方向的发射功率和接收灵敏度，更能直接地反映手机整机的辐射性能。 CTIA(Cellular Telecommunication and Internet Association)制定了OTA(Over The Air)的相关标准。OTA 测试着重进行整机辐射性能方面的测试，并逐渐成为手机厂商重视和认可的测试项目。 OTA 测试的目的 目前只有通过FTA(Full Type Approval
3、)认证测试的手机型号才能上市销售，在FTA 测试中，射频性能测试主要进行手机在电缆连接模式下的射频性能测试；至于手机整机的辐射发射和接收性能，在FTA 测试中没有明确的规定,而OTA 测试正好弥补FTA 测试在这方面测试的不足。同时，终端生产厂家必须对所生产手机的辐射性能有清楚的了解，并通过各种措施提高手机辐射的发射和接收指标。如果手机辐射性能不好，将产生手机信号不好、语音通话质量差、容易掉线等多方面的问题，这也是客户投诉比较多的问题。 在手机通话时，由于人脑靠近手机天线，将降低手机的发射和接收性能，手机整机辐射的发射和接收性能都会降低。在手机研发过程中应定量测量人脑对手机的发射和接收性能的影
4、响，进行优化设计，使发射和接收性能降低不能太大，即减少人体和天线的电磁耦合效应。 为考察手机的辐射性能，除考察手机天线的无源性能之外，整机的有源性能也是一个重要的考察方面。当前整机有源性能越来越受到终端厂商的重视，因此在手机辐射性能的考察中应将两种辐射性能综合起来考虑。目前终端天线厂商在研发中一般都要求天线供应商提供无源和有源测试报告。OTA 测试及手机其他的主要参数 2.1 OTA 测试中的主要测试参数及相关计算在OTA 测试中，辐射性能参数主要分为两类：接收参数和发射参数。 发射参数有TRP、NHPRP；接收参数有TIS、NHPIS。 TRP(Total Radiated Power: 总
5、辐射功率)：通过对整个辐射球面的发射功率进行面积分并取平均得到。它反映手机整机的发射功率情况，跟手机在传导情况下的发射功率和天线辐射性能有关。TRP 指标，一般是希望其TRP 比较大，这样从PA 出来进入天线的功率才被有效辐射，无线接口的连接性才比较好 NHPRP(Near Horizon Partial Radiated Power)：反映在手机的H面附近天线的发射功率情况的参数。(2D TRP) TIS(Total Isotropic Sensitivity)：反映在整个辐射球面手机接收灵敏度指标的情况。它反映了手机整机的接收灵敏度情况，跟手机的传导灵敏度和天线的辐射性能有关。 NHPIS
6、(Near Horizon Partial Isotropic Sensitivity)：反映手机在H面附近天线的接收灵敏度情况的参数。(2D TIS)接收灵敏度就是接收机能够正确地把有用信号拿出来的最小信号接收功率。它和三个因素有关系：带宽范围内的热噪声、系统的噪声系数、系统把有用信号拿出所需要的最小信噪比。带宽范围内的热噪声经过接收机，这些噪声被放大了NF倍，要想把有用信号从噪声中拿出来，就必须要求有用信号比噪声再大SNR倍。要想让接收机“听清楚”发射机“说的话”，信号电平强度一定要大于接收机的接收灵敏度。当然接收灵敏度越小，说明接收机的接收性能越好，就像狗能听到人类听不到的微弱的声音，说
7、明狗的听觉比人的灵敏度高；接收灵敏度越大，说明接收机的接收性能越差，就像有的老人耳聋，你很需要用很大的声音说话，他才能听到。环境温度越高，灵敏度就会变大，接收性能就会恶化，因此要尽量降低系统所在的环境温度。带宽越大，系统的噪声系数越大，灵敏度就会变大，接收性能也会恶化，这就要求设计接收机的时候，考虑到系统的带宽、噪声系数对灵敏度的影响。RSSI Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示，无线发送层的可选部分，用来判定链接质量，以及是否增大广播发送强度。RSSI与Rx的区别:RSSI:Received Signal Strength Indicat
8、or Rx: Recieived power 最大的区别：Rx是手机侧指标；RSSI是基站侧指标 两者是同一概念，具体指（前向或者反向）接收机接收到信道带宽上的宽带接收功率。实际中，前向链路接收机（指手机）接收到的通常用Rx表示，反向链路接收机（指基站侧）通常用反向RSSI表示。前向Rx通常用作覆盖的判断依据（当然还需结合Ec/Io），反向RSSI通常作为判断系统干扰的依据。由于RSSI是通过在数字域进行功率积分而后反推到天线口得到的，反向通道信号传输特性的不一致会影响RSSI的精度。空载下RSSI值一般在-110dBm左右. 其实，RSSI有其专用的单位，RSSI的单位与dBm有公式可以转换
9、.SARSAR是Specific Absorbtion Ratio的缩写，即“吸收比率”。就是单位时间内单位质量的物质吸收的电磁辐射能量。通俗地讲，就是测量手机辐射对人体的影响是否符合标准。目前国际通用的标准为：以6分钟计时，每公斤脑组织吸收的电磁辐射能量不得超过2W。这一标准是国际业界的通用标准。据中国泰尔实验室专门从事该项工作的电磁辐射测量专家介绍，只有SAR值才是衡量手机辐射量的惟一标准。1990年，IEEE制定了手机电磁辐射的衡量技术标准。1998年ICNIRP（国际非电离性照射保护委员会）也制定了类似的技术标准，标准中均采用SAR来度量手机电磁辐射的大小。ICNIRP的标准得到了IT
10、U（国际电信联盟）和WHO（国际卫生组织）的推荐以及绝大部分国家的支持，北美FCC采用的是IEEE标准，美国CTIA等行业组织还建议在手机外包装上标出SAR值。目前由国家质检总局牵头，联合国家计量院、卫生部、环保局、信息产业部等单位组建的“电磁辐射国家标准制定联合工作组”正在联合制定我国的电磁辐射防护标准，其中也以SAR作为衡量手机辐射的基本限值SAR值是如何测定的由人体模型、测量仪表、探针以及机械臂等组织测量系统。 系统置于屏蔽室中。人体模型的内部是液态物质，液体的电磁性与人体的电磁性一致，探针可以在其内自由运动。欧洲采用的测试标准的测量单位是10克（国际电联推荐），美国采用的测试标准以1克
11、组织为测量单位。手机紧贴模型放置，使手机处于最大发射功率状态，由机械臂自动测量场强E。由以下公式计算SAR：SAR(/) E2 其中，：液体密度；：介电常数；E：场强。手机辐射标准（SAR限值）根据国际电信联盟和国际卫生组织推荐的衡量手机辐射的技术标准SAR值的要求，GSM和窄带CDMA手机的电磁辐射必须在国际权威卫生组织认证的许可范围以内。ITU标准限值为2.0W/KG，FCC标准限值为1.6W/KG。 对于手持终端，OTA 测试中还将考察终端在有模拟人头情况下的上述参数，比较在有无模拟人头情况下相关参数的变化情况。无源有关的天线参数 在考察天线性能的时候，还有其他需要了解的参数如：APIP
12、、Gain、Directivity、EIRP、ERP。 Gain(dBi)：在相同的输入功率下，天线在空间某点的辐射功率与理想无方向性点源天线在同一点的功率的比值，该增益单位为dBi，手机天线厂家提供的天线测试报告中的增益一般以dBi 为单位。 Gain(dBd)：增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元（半波偶极子天线最大辐射方向上功率的比值）在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。可以这样来理解增益的物理含义 - 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号
13、，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要 100W 的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需 100 / 20 = 5W 。换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。该增益的单位为dBd。 Directivity：在相同的辐射功率下，某天线在空间某点产生的功率与理想无方向点源天线在同一点产生的功率的比值。Ratio of the power density in the direction of maximum power to the average power.能够定量的
14、表示天线定向辐射能力的电参数。定义：在同一距离及相同辐射功率的条件下，某天线在最大辐射方向上的辐射功率密度和无方向性天线（点源）的辐射功率密度之比。方向系数与辐射功率在全空间的分布状态有关。要使天线的方向系数大，不仅要求主瓣窄，而且要求全空间的副瓣电平小。这个参数重点描述天线辐射性能的方向性。方向系数的单位是dBi，理想点源天线的方向系数为10*log(1)=0dBi。一般非理想点源天线的方向系数都是大于0dBi的。 Efficiency：天线辐射功率和天线输入功率的比值。天线的效率是指天线的辐射功率(Prad)与输入功率(Pin)之比，也就是天线将馈点处的输入功率辐射出去的能力。天线效率的单
15、位是百分比，即%。对于内置天线而言，要求效率至少在30%以上。以手机天线为例进一步说明：手机上有一个天线开关，我们一般测得的手机输出功率是从手机开关测得的，然后这个功率经过一段微带线传输到天线馈点处，一部分能量由于电路的失配被反射回来，另一部分能量进入天线记作Pin。用TRP表示天线的空间辐射功率Pout，那么天线的效率就是Pout/Pin。这里就没有考虑到由于电路失配而导致的能量反射。对于单独的天线而言，这就是天线效率的定义。天线的效率是不必考虑传输线和反射损耗的，Prad/Pin就是天线的效率定义值。天线的效率是很难通过计算获得的，天线本身的能量损耗主要是由于天线作为导体对信号的损耗，包括介质损耗（基板引起的和手机内磁铁引起的）和金属损耗（尽管很小），而回损和匹配电路的损耗是不应该记入的。 APIP(Antenna Port Input Power)：加入到天线口的功率大小，是PA 输出到天线口的功率大小。该功率大小主要跟手机的传导发射功率大小有关。 EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)：等效全向辐射功率是天线得到的功率与天线以dBi 表示的增益的乘积，反映天线在各个方向上辐射的功率的大小。 PEIRP(Peak Effective Isotropic Radiated Po
