¿Qué es la función OTA?
1. Introducción a las pruebas OTA
1.1 Pruebas pasivas y pruebas activas de teléfonos móviles
Actualmente, se presta cada vez más atención a la máquina completa en las pruebas de rendimiento de radiofrecuencia de teléfonos móviles. Prueba de rendimiento de radiación, que refleja el rendimiento final de transmisión y recepción del teléfono móvil. En la actualidad, existen dos métodos principales para probar el rendimiento de radiación de los teléfonos móviles: uno es determinar el rendimiento de radiación de la antena, que actualmente es un método de prueba de antena más tradicional, llamado prueba pasiva, el otro es probar el teléfono móvil; en un cuarto oscuro de microondas específico, la potencia radiada y la sensibilidad de recepción se denominan pruebas activas. La prueba OTA (Over The Air) es una prueba activa.
Las pruebas pasivas prueban principalmente el rendimiento de radiación de los teléfonos móviles a partir de la ganancia, la eficiencia, el patrón y otros parámetros de radiación de la antena. Aunque la prueba pasiva tiene en cuenta el impacto del entorno (como el equipo alrededor de la antena, cubiertas abiertas y cerradas) en el rendimiento de la antena, la potencia de radiación final y la sensibilidad de la antena y de toda la máquina no pueden conocerse directamente a partir de Los datos de prueba pasivos no son muy intuitivos.
Las pruebas activas examinan principalmente el rendimiento de la radiación de los teléfonos móviles desde dos aspectos: la potencia de transmisión y la sensibilidad de recepción. La prueba activa consiste en probar la potencia de transmisión y la sensibilidad de recepción de todo el teléfono en todas las direcciones en un espacio tridimensional en una cámara anecoica de microondas específica, que puede reflejar más directamente el rendimiento de radiación de todo el teléfono.
CTIA (Asociación de Internet y Telecomunicaciones Celulares) ha formulado el estándar OTA (Over The Air), que se centra en probar el rendimiento de radiación de toda la máquina, y poco a poco se ha convertido en un elemento de prueba valorado y reconocido por los móviles. fabricantes de teléfonos.
1.2 Propósito de las pruebas OTA
Actualmente, solo se pueden comercializar modelos de teléfonos móviles que hayan superado las pruebas de certificación FTA (Full Type Approval). En la prueba FTA, la prueba de rendimiento de RF se centra principalmente en la prueba de rendimiento de RF del teléfono móvil en modo de conexión por cable; no hay disposiciones claras en la prueba FTA para el rendimiento de emisión y recepción radiada del teléfono móvil, mientras que la prueba OTA; se centra en el rendimiento de radiación del teléfono móvil. No existen regulaciones claras en la prueba FTA para el rendimiento de emisión y recepción radiada del teléfono móvil completo. Las pruebas OTA pueden compensar las deficiencias de la prueba FTA a este respecto. Al mismo tiempo, los fabricantes de terminales deben tener una comprensión clara del rendimiento de radiación de los teléfonos móviles que producen y mejorar los indicadores de emisión y recepción de radiación mediante diversas medidas. Si el rendimiento de radiación del teléfono móvil no es bueno, se producirán problemas como mala señal del teléfono móvil, mala calidad de las llamadas de voz y fácil desconexión. Este también es un problema con muchas quejas de los clientes.
Cuando se utiliza un teléfono móvil para hablar, debido a que el cerebro humano está cerca de la antena del teléfono móvil, el rendimiento de transmisión y recepción del teléfono móvil se reducirá, y todo el rendimiento de emisión y recepción de radiación del teléfono móvil El teléfono móvil se reducirá. Durante el proceso de desarrollo de los teléfonos móviles, se debe medir cuantitativamente el impacto del cerebro humano en el rendimiento de transmisión y recepción de los teléfonos móviles, y se debe optimizar el diseño para que la reducción en el rendimiento de transmisión y recepción no pueda ser demasiado grande, es decir , se debe reducir el efecto de acoplamiento electromagnético entre el cuerpo humano y la antena.
Para examinar el rendimiento de radiación de un teléfono móvil, además de examinar el rendimiento pasivo de la antena del teléfono móvil, el rendimiento activo de toda la máquina también es un aspecto importante a examinar. En la actualidad, el rendimiento activo de toda la máquina está recibiendo cada vez más atención por parte de los fabricantes de terminales. Por lo tanto, al examinar el rendimiento de radiación de los teléfonos móviles, se debe considerar el rendimiento de radiación de ambos en conjunto. Actualmente, los fabricantes de antenas terminales generalmente exigen que los proveedores de antenas proporcionen informes de prueba pasivos y activos durante la investigación y el desarrollo.
2. Prueba OTA y otros parámetros principales de los teléfonos móviles
2.1 Parámetros de prueba principales y cálculos relacionados en la prueba OTA En la prueba OTA, los parámetros de rendimiento de radiación se dividen principalmente en parámetros de recepción y transmisión. parámetros Hay dos categorías de parámetros.
Los parámetros de transmisión incluyen TRP y NHPRP; los parámetros de recepción incluyen TIS y NHPIS.
PTR (potencia radiada total): Se obtiene dividiendo regionalmente y promediando la potencia de emisión de toda la esfera radiante. Refleja la potencia radiada total del teléfono móvil y está relacionada con la potencia radiada del teléfono móvil bajo conducción y el rendimiento de radiación de la antena.
NHPRP (Near Horizon Partial Radiated Power): parámetro que refleja la potencia de transmisión de la antena cerca del plano H del teléfono móvil.
TIS (Sensibilidad Isotrópica Total): refleja el índice de sensibilidad de recepción de los teléfonos móviles dentro de todo el rango de radiación. Refleja la sensibilidad de recepción de todo el teléfono móvil y está relacionada con la sensibilidad de conducción del teléfono móvil y el rendimiento de radiación de la antena.
NHPIS (Sensibilidad Parcialmente Isotrópica del Horizonte Cercano): Parámetro que refleja la sensibilidad de recepción de la antena cerca del plano H.
Para terminales portátiles, la prueba OTA también verificará los parámetros anteriores del terminal con el cabezal analógico y comparará los cambios en los parámetros relevantes con y sin el cabezal analógico.
2.2 Otros parámetros de la antena
Al comprobar el rendimiento de la antena, también necesita conocer otros parámetros, como APIP, ganancia, directividad, EIRP, ERP.
Ganancia (dBi): Relación entre la potencia radiada por una antena en un determinado punto del espacio y la potencia radiada por una fuente puntual no direccional ideal en el mismo punto, con la misma potencia de entrada. Ganancia (dBi): bajo la misma potencia de entrada, la relación entre la potencia de radiación de una antena en un determinado punto del espacio y la potencia de radiación de una antena de fuente puntual no direccional ideal en el mismo punto. La unidad de ganancia es dBi. Informe de prueba de antena proporcionado por el fabricante de la antena de teléfono móvil. La ganancia generalmente se expresa en dBi.
Ganancia (dBd): Bajo la misma potencia de entrada, relación entre la potencia de radiación de la antena en un determinado punto del espacio y la potencia de radiación máxima de la antena dipolo de media onda ideal en esa dirección. La unidad de ganancia es dBd.
Directividad: Bajo la misma potencia de radiación, relación entre la potencia generada por una antena en un determinado punto del espacio y la potencia generada por una antena de fuente puntual ideal en el mismo punto. La relación entre la potencia producida por una antena en un determinado punto del espacio y la potencia producida por una antena de fuente puntual no direccional ideal en el mismo punto.
Eficiencia: Relación entre la potencia radiada de la antena y la potencia de entrada de la antena.
APIP (Potencia de entrada del puerto de antena): La potencia agregada al puerto de la antena es la potencia de salida del amplificador de potencia al puerto de la antena. Esta potencia está relacionada principalmente con la potencia de emisión conducida del teléfono móvil.
PIRE (potencia radiada isotrópica efectiva): La potencia radiada isotrópica equivalente es el producto de la potencia de la antena y la ganancia de la antena, expresada en dBi, reflejando la potencia radiada por la antena en todas las direcciones.
PEIRP (Peak Effective Isotropic Radiated Power): Potencia radiada isotrópica efectiva máxima.
ERP (Potencia Radiada Efectiva) es el mismo concepto que EIRP, pero ERP es el producto de la potencia recibida de la antena y la ganancia, expresada en dBd.
3. Limitaciones de los indicadores TRP y SAR en las pruebas OTA
TRP refleja el rendimiento de radiación de campo lejano de la antena, mientras que SAR refleja el rendimiento de radiación de campo cercano de la antena. Para el indicador TRP en OTA, generalmente se espera que cuanto mayor sea el TRP, la potencia de salida del amplificador de potencia a la antena pueda irradiarse de manera efectiva y la conectividad de la interfaz inalámbrica será mejor. En la prueba SAR, se espera que cuanto menor sea el valor TRP, menor será la potencia absorbida por el cerebro humano para garantizar que se supere el estándar de la prueba SAR. Por lo tanto, el indicador TRP y el indicador SAR son un par de indicadores contradictorios al comienzo del diseño de la antena.
Las siguientes son algunas soluciones:
(1) Elija la forma de antena adecuada, esto es lo más importante. Por ejemplo, el monopolo de la antena incorporada tiene una alta eficiencia, pero también un alto SAR, por lo que antes de su uso se debe entender que el efecto de acoplamiento del monopolo al cerebro humano es fuerte. El rendimiento de la antena PIFA es mejor porque su lado cercano al cerebro humano está bloqueado por la tierra de la PCB y su banda de alta frecuencia tiene una atenuación de 5-6 dB en la dirección del cerebro humano en comparación con la radiación máxima. dirección, por lo que el valor SAR de la antena PIFA es mejor. El valor SAR de la antena PIFA es relativamente bajo, lo que la convierte en una antena ideal entre las antenas integradas.
(2) Las cuestiones de SAR deben considerarse al comienzo del diseño de la antena, principalmente durante el diseño estructural, se deben seleccionar formas de antena apropiadas en función de la estructura del teléfono móvil para garantizar el rendimiento de la antena y al mismo tiempo cumplir con los indicadores de SAR. Por ejemplo, la antena se coloca en la parte inferior de la PCB y otras medidas. Para antenas helicoidales externas, se debe prestar atención general a la distancia entre la antena y el cerebro humano para garantizar que satisfaga las necesidades de las pruebas SAR.
(3) En la etapa posterior del diseño, se descubre que la prueba SAR excede el estándar, lo que se puede resolver reduciendo el rendimiento de la antena, como el uso de materiales con pérdidas ligeramente mayores. Requiere cooperación con el fabricante de la antena.
(4) Cambiar el cableado de la antena, ajustar el patrón y otras medidas.
(5) Reducir la potencia de salida del amplificador de potencia dentro del rango permitido por la norma.
El método anterior es un compromiso entre los requisitos de prueba SAR y TRP.
4. Resumen
Los indicadores de prueba OTA de CTIA reflejan directamente el rendimiento de radiación de los teléfonos móviles, por lo que han atraído cada vez más atención por parte de las instituciones de prueba y los fabricantes relacionados. Al medir los indicadores de antena de teléfonos móviles, es necesario considerar de manera integral los indicadores de rendimiento pasivos y activos para evaluar de manera integral el rendimiento de la antena de toda la máquina.
La caja de prueba de antena OTA de MORAB cumple con los estándares de prueba OTA de CTIA. El sistema de prueba utiliza el programa de medición de campo lejano de conversión de campo cercano SG24, que es actualmente el método de prueba de antena más preciso. Con alta repetibilidad, alta precisión y alta resolución, el SG24 es uno de los pocos sistemas de prueba en el mundo que cumple totalmente con los requisitos de CTIA. El SG24 es uno de los pocos sistemas de prueba totalmente compatibles con CTIA en el mundo y proporciona las pruebas TRP/TIS requeridas por CTIA. Alcance de prueba CTIA OTA (GSM900, DCS1800, Cellular 850, PCS1900); medición del tipo de campo de la antena 3D, ganancia, eficiencia de la antena, patrón y rendimiento de polarización.