Page 43 - MWJC_MarApr2019_eMag

TechnicalFeature 技术特写

表1
R = Far-Field Range Length (m) 6 4 2 20 GHz 待测设备天线配置 任意时间至多一块D≤5 cm的天线面板
10
3GPP 5G待测设备天线配置及OTA测试方法
8
描述
28 GHz
38 GHz
1
50 GHz
60 GHz
2
任意时间超过一块D≤5 cm的天线面板（板间无相位相干）
0
2
15
10
5
N = Array Size (N×N) 20 25 3 任何尺寸的相位相干天线面板（例如：稀疏阵）
Direct Indirect Near Field Near Field
DUT Antenna to Far Field without Reverberation
图2：间隔λ/2的N×N阵列的远场范围。 Far Field Far Field Transform Transform Chamber (RC)
(DFF) (IFF) (NFTF) (NFWOTF)
FDD设备对多探头法的明显协调，但待
1 Yes Yes Yes Yes Yes
测设备“无线电缆”的天线特性并不明
确，必须预先测量完这些特性才能应用 2 Yes Yes Yes Yes Yes
该方法。另外，两步法暂时还无法支持 3 No Yes No No No
5G用户设备（UE，user equipment）使 Approved in RAN4 Approved in Not Approved in RAN4
用波束锁定测试功能（UBF），这对标 [3GPP TR 38.810 RAN4 [3GPP [3GPP TR 38.810]
v2.0.0] TR 38.810 yet for variety of reasons
准化OTA测试而言显然是个限制因素。
v2.1.0]
另一方面，被测设备的电尺寸仅受测试
室大小影响。 无法提供不同的频段。基于目前这些情 KPI。NFTF法在测试实际运行的设备时存
借助于反射器，间接远场（IFF， 况，CTIA委员会近期在起草即将于2019 在缺陷。最初，NFTF测试系统被用来测
Indirect Far Field）紧缩场（CATR， 年第二季度发布的CTIA 5G NSA毫米波 量等效全向辐射功率（EIRP，Equivalent
Compact Antenna Test Range）法能够比 OTA测试计划v1.0,4版的过程中，决定对 Isotropic Radiated Power）和总辐射功率
直接远场（DFF，Direct Far Field）法在 IFF法加以着重考虑。 （TRP，Total Radiated Power）。
更小的空间内创建平面波场，同时它好 近场到远场（NFTF）法采用数学 DFF 法需要知道夫琅禾费
像也很适用于5G毫米波OTA测试，但却 变换来从近场的图样扫描中确定远场的 （Fraunhofer）远场距离，而鉴于空间和
成本要求以及链路预算，这点在毫米波
频段是做不到的。由图2可以看到，随着
阵列尺寸的增加，一组间距为半波长的
N×N阵列的远场范围也随之显著增长。
不过DFF的混合应用对于5G sub-6GHz频
段可能非常有用，因为其他方法在如此
低频下均暴露出了缺点。
很显然，目前尚没有单一的OTA
方法能够解决5G测试所面临的所有挑
战。针对5G OTA面对的诸多问题，
部分公司和机构正呼吁开发新型或混
合测试方法来有效应对。最近发布的
CATR+DFF+SNF 5G OTA测试系统就是
一个很好的选择，如图3所示。一种经过
优化的特殊反射器设计可以涵盖毫米波
区域（FR2频段）以及部分sub-6 GHz区
域（FR1频段），另有混合DFF/SNF塔
全程保证FR1+FR2 OTA测试同时进行。

5G OTA测试的挑战
全集成的天线阵列
较前几代不同，5G用户设备因为尺
寸小、部分频段频率较高，故不仅如图4
所示填充了密集的天线外，也没有连接
其他射频端口。测试无连接器的天线阵
列显然是个难题，要求我们在严格把控
的环境下进行OTA射频的测试与校准。
除了信令性能测试和功率测量之外，通
常还需要进行链路间的相位校准。可能
发生的耦合以及测试对象形状的限制导

40 www.mwjournalchina.com Microwave Journal China 微波杂志 Mar/Apr 2019