實(shí)踐中的手機(jī)天線測試

隨著移動通信的飛速發(fā)展和應(yīng)用，中國的手機(jī)行業(yè)也不斷發(fā)展壯大，當(dāng)然中國的手機(jī)用戶也在迅猛增長。而手機(jī)的射頻器件中，手機(jī)天線是無源器件，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)過程對天線性能的測試要求非常嚴(yán)格，這樣才能確保手機(jī)的正常用。現(xiàn)在就簡單的介紹一下手機(jī)天線的研發(fā)過程中的幾種常見的手機(jī)天線測試方法：

1、微波暗室(Anechonic chamber)

波暗室又叫無反射室、吸波暗室簡稱暗室。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試設(shè)備，因?yàn)閷τ谑謾C(jī)天線的測試比較精確而且比較系統(tǒng)，其測試指標(biāo)可以用來衡量一個(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不能對天線進(jìn)行無源測試，只能對有源指標(biāo)進(jìn)行測試。由于空間限制，TEM CELL的吸波材料比較薄，而對于劈狀吸波材料，是通過劈尖間的多次反射增加對入射波進(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，因此對入射波的吸收都不是很充分，因此會導(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，外部干擾對天線的測試影響比較大，這樣導(dǎo)致測試結(jié)果對位置比較敏感，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)都是針對遠(yuǎn)場進(jìn)行的測試，天線耦合測試是針對近場進(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。

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

手機(jī)天線的設(shè)計(jì)來講，天線的測試是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，沒有準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)，天線設(shè)計(jì)的好與壞也有沒有什么來衡量了，所以選擇 一個(gè)很好測試系統(tǒng)對手機(jī)天線的開發(fā)也是非常重要的。