以CPL天線為W-Fi裝置實(shí)現(xiàn)無(wú)線耦合測(cè)試解析

懸而未決的產(chǎn)線問(wèn)題
　　使用空中下載（OTA）的無(wú)線傳輸?shù)姆绞剑ㄒ卜Q(chēng)為無(wú)線耦合模式）為待測(cè)物（DUT）的RF部份進(jìn)行測(cè)試，一直是許多ODM與OEM廠商多年來(lái)努力想要達(dá)成的目標(biāo)。事實(shí)上，采用與DUT天線直接無(wú)線耦合以避免RF實(shí)體連接的測(cè)試模式已歷經(jīng)多方嘗試了，但由于以下種種原因而無(wú)法得到令人滿意的結(jié)果：
　　?大部份的天線主要依靠電場(chǎng)進(jìn)行傳輸，即使DUT的位置些微改變，也會(huì)讓測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)很大的變化。
　　?相對(duì)于穩(wěn)定的測(cè)試作業(yè)，具有多支天線的DUT上各天線之間的交互耦合通常會(huì)太強(qiáng)。
　　?甚至要從整合于PCB的2.4GHz與5GHz小型天線取得高效能也相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性，尤其是高度全向性以及效率達(dá)60-80%的天線。
　　然而，這些要求正是進(jìn)行OTA測(cè)試的基本必要條件，透過(guò)一款結(jié)合CPL天線與測(cè)試設(shè)備實(shí)現(xiàn)的無(wú)線耦合測(cè)試方案，可望滿足所有的要求，在Wi-Fi產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)精確且低成本效益的測(cè)試。
　　CPL天線是一款結(jié)合磁圈輻射器與同位電場(chǎng)輻射器的復(fù)合式天線。相較于傳統(tǒng)天線技術(shù)只激勵(lì)電輻射器或磁輻射器，CPL天線同時(shí)激勵(lì)兩種輻射器，大幅提高了性能與輻射效率（達(dá)90%）。
　　OTA/耦合測(cè)試概念驗(yàn)證
　　為 了驗(yàn)證以CPL天線與生產(chǎn)級(jí)測(cè)試治具進(jìn)行OTA測(cè)試的概念，DockOn已經(jīng)使用網(wǎng)絡(luò)分析儀以及LitePointIQxel80對(duì)數(shù)十種DUT進(jìn)行了大量測(cè)試作業(yè)。為了避免由于使用不同測(cè)試儀器而造成的結(jié)果差異，所有的主動(dòng)測(cè)試都采用同一臺(tái)IQxel80進(jìn)行量測(cè)。 雖然從已有的測(cè)試結(jié)果中可以得到相當(dāng)好的關(guān)連性，但針對(duì)更多待測(cè)組件進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試，可望取得更準(zhǔn)確與完整的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。測(cè)試的項(xiàng)目包括：
　　?待測(cè)電路裸板測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性，以及在多個(gè)不同測(cè)試位置的耦合損耗。
　　?在涵蓋2.4-2.5GHz及5-6GHz頻段的不同頻段進(jìn)行測(cè)試。
　　?以產(chǎn)品測(cè)試腳本為具備完整功能的DUT進(jìn)行超過(guò)25次的量測(cè)，以驗(yàn)證結(jié)果的可重復(fù)性。
　　?為非指定天線進(jìn)行交互耦合量測(cè)。
　　?在OTA與傳導(dǎo)模式下為DUT進(jìn)行校正與測(cè)試結(jié)果比較。
　　?在近場(chǎng)耦合下的天線特性以及非完美RF連接器影響測(cè)試結(jié)果。
　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在2.4-2.5GHz與5-6GHz頻段下，針對(duì)RF傳輸校正與驗(yàn)證以及接收時(shí)，采用OTA模式的天線性能、設(shè)定與匹配度均較采用傳導(dǎo)模式時(shí)更具有可重復(fù)性。
　　首先，當(dāng)板間距離為3mm并使用CPL天線時(shí)，OTA模式的耦合損耗非常低，在2.4-2.5GHz和5-6GHz頻段時(shí)的損耗分別低于7.6dB與 12dB。其次，以3mm間距進(jìn)行耦合時(shí)不至于產(chǎn)生失調(diào)或感應(yīng)度降低的現(xiàn)象，在5-6GHz頻段的頻率響應(yīng)也具有高線性度。此外，在兩組頻段的變化范圍都 小于+/-0.7dB，實(shí)現(xiàn)高精確度。
　　再者，為相同的DUT重復(fù)進(jìn)行OTA主動(dòng)測(cè)試以驗(yàn)證測(cè)試設(shè)定，可測(cè)得不錯(cuò)的傳輸功率標(biāo) 準(zhǔn)差結(jié)果，而平均腳本測(cè)試的整體結(jié)果，可得到的數(shù)據(jù)在2.4GHz及5-6GHz分別為0.21dBm及0.28dBm。最后，比較在OTA及傳導(dǎo)模式下 的DUT測(cè)試結(jié)果，在2.4-2.5GHz頻段時(shí)十分匹配，二者的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差均為0.2dBm；而在5-6GHz頻段，OTA及傳導(dǎo)模式分別為 0.44dBm及0.63dBm。