【實際案例分析】如何有效地進行無線調試

2017-05-02 by:CAE仿真在線來源:互聯網

隨著5G時代的推進,智能終端產品作為寬帶射頻應用最大的消費市場面臨著一系列開發與驗證的問題。其中,越來越小的設計空間與電磁輻射雜散性能之間的矛盾,將是商業研究人員開發和驗證中面臨的巨大挑戰。若要以更高的精度、更強的自信探索開創性的概念,來推動現有技術發展、以創新創造革命、將 5G 愿景轉變為現實的過程中,我們不得不在工作中選擇更為適合我們的調試、測試解決方案。

克服這些難題需要對智能終端設備進行有效的測試和測量,這樣能確保準確地生成和分析信號,從而正確地測試和測量通信鏈路(如發射機和接收機)。采用的信號生成和分析解決方案應當提供快速的測量時間和切換速度,并且具有可擴展性,讓測試工具可以適應用戶不斷變化的測試需要。另外解決方案還應具有靈活性,以確保它們支持當前和未來的制式。有了這些解決方案后,我們才能放心的在研發、調試、驗證中尋找出合適的、較優的、低成本的方案從而縮短開發周期,進而搶先獲得消費市場認可。

以下通過一個案例,使用是德科技測試測量解決方案,完成無線智能終端產品的輻射雜散的最終優化。

某無線智能終端案例要點:

? GSM850 RSE測試三次諧波輻射超標

? 2.2GHz頻率裕量較小

【實際案例分析】如何有效地進行無線調試HFSS圖片1

圖1 調試前輻射雜散測試結果

【實際案例分析】如何有效地進行無線調試HFSS圖片2

圖2 調試前傳導輻射測試結果

調試設備:

Keysight CXA N9000A+ N9311X 套件

步驟:

首先,針對三次諧波分析雜散輻射來源是否通過傳導傳播,通過測試驗證此頻率下傳導雜訊的裕量在9dB以上。接下來的思路轉移到了輻射的雜訊上。

針對輻射問題,我們要尋找出干擾的噪聲,使用頻譜分析儀在頻域分析會更快速精準的找出方案。這里我們使用性價比較高的CXA N9000A頻譜分析儀,搭配使用N9311X 套件中的磁場環形探針來掃描手機的近場雜訊。通過使用較低靈敏度的環形探頭可以發現在天線區域存在較大的諧波,如圖3所示 2.55GHz峰值達到了 -43.29dBm。

從測試結果來看,諧波超標很嚴重,這一點與天線區域的雜訊信號很相似,考慮到傳導嫌疑已經排除,因此分析的重點集中到了天線區域的非線性器件。從如圖4所示原理圖可以看出,天線的調諧開關是正常工作的,由于天線開關本身是非線性器件,因此首先確認天線開關的影響。將天線開關旁路(天線仍然正常)如圖5所示,發現此時2.55GHz的雜訊可以降低到-55.7dBm左右,因此可以確定天線區域的雜訊就是調諧開關造成的。

在這里由于僅GSM850的三次諧波出現問題,且能較快確定最強輻射范圍,因此無需再進一步使用高靈敏度的磁場環形探頭進一步精確定位。

【實際案例分析】如何有效地進行無線調試HFSS圖片3

圖3 調試前2.55GHz近場輻射結果

【實際案例分析】如何有效地進行無線調試HFSS圖片4

圖4 調諧開關旁路

【實際案例分析】如何有效地進行無線調試HFSS仿真分析圖片5

圖5調試后2.55GHz近場輻射結果

接下來針對2.2GHz頻點處輻射雜散的裕量不足,可先用N9311X 套件中的低靈敏度磁場環形探針以及來掃描及點測手機的近場雜訊,如圖6所示發現該頻率以及750MHz的信號最強近場輻射區域集中在PCB的下半部分其中一個電源網絡,此電源網絡會經過較多高頻成分的芯片以及雜訊較多的LED以及按鍵區域。經過查閱電源和芯片文檔得知其開關頻率的大約為1.9M,該頻率成分的電源噪聲會在調制過程中頻移到信號頻率兩側。然而由于使用較低靈敏度的探頭智能確定處板上下半部分都是可能的輻射雜散信號源,卻無法定位精確的位置。此時我們需要進一步使用套件中精度更高的磁場環形探頭或者垂直向磁場探頭來確定最強區域。最終發現在750MHz+/-17MHz在紅色框標示區域最強。測試結果請參考圖7所示,此處750MHz附近的近場輻射為-83.21dBm,2.25GHz處最大近場輻射為-44.18dBm。

【實際案例分析】如何有效地進行無線調試HFSS仿真分析圖片6