5G OTA测试技术：概念、应用与未来趋势
发布时间：2022-06-27 10:42:51
来源：RF技术社区 (https://rf.eefocus.com)
波传播是电磁场在空间中传播的现象，它涉及电场和磁场的交替变化，并以电磁波的形式向外扩散。在无线通信中，特别是5G毫米波频段，波传播的特性变得尤为重要，因为它直接影响信号的传输质量和覆盖范围。
电磁波在空间中随着与天线的距离增加，其电磁场的行为和特性会发生变化。根据与天线的距离，可以划分为三个主要的关注区域：电抗近场、辐射近场和辐射远场。电抗近场是最靠近天线的区域，这里的电磁场主要由非传播倏逝场主导，且探测天线与DUT天线之间会发生强烈的相互作用，使得探测天线成为DUT辐射装置的一部分。因此，在这个区域内进行的测量类型会受到很大限制。辐射近场是处于电抗近场和辐射远场之间的区域。在这个区域内，探测天线不再与DUT天线发生强烈的相互作用，但场的行为和相位前部的可预测性较差。为了进行准确的测量，通常需要在发射和接收路径中使用相位恢复技术来补偿相位变化。
辐射远场是距离天线足够远的区域，其中相前可以近似为平面。这个区域非常适合测量相位和幅度，因为电磁波的传播特性在此区域更加稳定和可预测。然而，这个区域的缺点是路径损耗更大，且DUT和探测天线之间的距离较大，可能给测量带来操作上的困难。在定义OTA测量设置时，工程师的主要考虑因素包括探头和DUT之间的距离。距离的选择需要优化，以确保测量的稳定性和准确性。对于辐射远场测量，通常建议将距离设置为大于某个特定值，该值取决于设备的天线尺寸和所讨论的波长（频率）。此外，DUT的特性，如天线尺寸和配置，也是影响OTA测试设置的关键因素。例如，在5G毫米波频段，天线尺寸较小，导致远场距离相对较短。因此，测试腔室的尺寸需要考虑到这些因素，以确保测量能够在合适的区域内进行。
波传播的特性在5G OTA测量中起着至关重要的作用。工程师需要深入理解电磁波的传播规律，并根据DUT的特性和测量需求来合理设计OTA测试设置，以确保测量结果的准确性和可靠性。在5G之前，传导测试是无线设备测试的主流方法，无论是调制解调器芯片组的测试、射频参数验证还是设备整体性能评估，都依赖于这种传统的测试方式。然而，OTA测试方法在那时主要用于天线性能及设备MIMO性能的测量，并未成为主流。
但随着5G时代的到来，特别是毫米波设备的出现，无线测试领域发生了翻天覆地的变化。毫米波的高路径损耗和短波长特性使得定向天线成为必要，而传统的传导测试方法在这些高频段下变得不再适用。因此，OTA测试成为了5G毫米波设备无线电测试用例的唯一可行方法。在毫米波频段，由于波长变短，天线的设计变得更为复杂，多组毫米波天线的使用也变得普遍。这些天线直接与射频前端放大器相连，使得传统的传导测试方法无法有效进行。此时，辐射测试方法成为了必然的选择。OTA测试与传导测试的本质区别在于传输链路的不同。传导测试使用同轴电缆作为传输线，而OTA测试则使用无线链路替代了这条电缆。为了确保测试的准确性，OTA测试通常在暗室内进行，以提供一个良好的射频环境，消除外部干扰。
一个典型的OTA测量解决方案包括射频测量设备和暗室。暗室中包含了多个关键组件，如外壳、测量天线、定位器以及控制软件等。这些组件共同协作，确保测试过程的精确性和可靠性。在为所需测量选择正确的设置时，工程师需要综合考虑多种因素。这包括对电磁场的基本理解、对测试环境的精确控制以及对测试设备性能的深入了解。只有综合考虑这些因素，才能确保OTA测试的准确性和有效性，从而为5G设备的研发和生产提供有力的支持。
黑盒测试，在5G OTA（Over-The-Air，空中接口）的测试环境中，是一个核心的测试方法。简言之，它意味着测试工程师在测试过程中，不考虑设备内部的具体结构，如天线的位置和数量，而是将设备视为一个不透明的“黑盒子”。测试时，只需关注设备整体的射频性能表现，无需深入了解其内部细节。在进行黑盒测试时，一个关键的概念是“静区”。静区是一个射频传播特性稳定、可预测的区域，这对于确保测试结果的准确性和可重复性至关重要。特别是当我们需要测量低幅度的射频参数或需要控制相位变化时，静区的存在就显得尤为重要。为了确保测试的准确性，静区必须足够大，能够容纳整个被测设备（DUT）或其天线。
然而，传统的远场测试方法可能受到场地和成本的限制。这时，紧凑型天线测试范围（CATR）就成了一个非常有效的替代方案。CATR利用特殊的反射器，将物理近场转化为远场，从而大大缩短了测试距离，同时扩大了静区。这种方法不仅减小了测试腔室的尺寸，还降低了DUT和探头之间的路径损耗，提高了测量的动态范围和信噪比（SNR）。随着5G技术的普及，毫米波OTA测试的需求也日益增长。这些新的测试挑战对于无线行业来说是一个全新的领域。因此，与参与3GPP规范的毫米波和OTA测试专家紧密合作，及时了解并影响相关测试需求，对于确保5G设备的性能和质量至关重要。
继续阅读
锂电池，作为现代电子设备和电动工具的核心动力源，其性能表现直接关系到设备的运行效率和稳定性。而充放电曲线，作为锂电池性能评估的重要手段之一，为我们深入了解电池性能提供了直观且有效的途径。
光伏发电是利用光伏效应将太阳光能转化为电能的过程，其核心在于光伏电池板吸收光子并激发电子产生电流。光伏电池中的半导体材料使光子激发电子形成电压，驱动电流流动实现能量转换。光伏发电具有可再生性、环保性、灵活性和经济性，是可持续发展的能源选择，有助于缓解气候变暖、推动绿色产业发展，且成本逐渐降低，竞争力增强。
随着电动汽车（EV）市场的迅速崛起，电池管理系统（BMS）的复杂性和重要性日益凸显。作为电动汽车的核心组成部分，BMS不仅负责监控电池的状态和性能，还直接关系到电池的安全与有效使用。在电动汽车行业蓬勃发展的今天，BMS正面临着诸多挑战，同时也孕育着巨大的机遇。
在本节中，我们来简要介绍一下UWB的系统组件，以及硬件和软件选择如何影响系统的性能。
随着科技的飞速发展，人类对通信和数据处理的需求日益增长，这促使了巴伦西亚理工大学光子学研究实验室（PRL）-iTEAM和iPRONICS公司共同研发出一款具有划时代意义的光子芯片。
