[发明专利]多通道无吸收体近场测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及电磁辐射设备的性能参数的测量，测试和检验。

背景技术

电磁辐射设备的性能参数包括有效全向辐射功率(EIRP)和有 效辐射功率(ERP)，辐射图，定向性，安装表面的RF电流分布， 以及磁近场分布。这些辐射设备可以包括多模，多频带，或多输入/ 多输出(MIMO)辐射设备，诸如，蜂窝电话，以及包括WiFi设备 (WiFi gear)的无线收发器，以及无线PDA和膝上计算机。

当制造蜂窝电话或其它辐射设备时，它们必须被校准，以便从发 射器向天线结构发射已知的RF功率(流电功率)，并且以便从天线 结构辐射已知的RF功率(EIRP/ERP)。还必须在辐射设备的整个 操作范围的各个级别执行功率测量和检验。这种测量和检验确保对于 给定的EIRP/ERP限制，向天线发射的和从天线发射的最高功率产生 合法的并且可接受的比吸收率(SAR)。另外，功率测量和检验有助 于在最小化功率使用的同时保持蜂窝通信中的有效无线连接，从而延 长电池寿命，并且最大化小区扇区的覆盖范围和容量。

常规地，将投放零售市场的每个蜂窝电话型号的样品被在实验室 中针对最大EIRP/ERP级别进行若干小时的测试，该测试具有大于 2.0dB的相当大的测量不确定性。在执行这种测试之前，必须校准蜂 窝电话的流电功率，并且将蜂窝电话设置为以最大流电功率辐射。

常规地，使用恰好在RF电路的天线部分之前的物理硬布线连接 器将蜂窝电话RF功率传递到蜂窝电话测试设备，并且通过蜂窝电话 上的RF连接器和测试设备之间的电缆连接调整蜂窝电话RF功率。 一旦最大EIRP/ERP级别被调整为针对给定的流电功率达到了法规限 制，或发现最大EIRP/ERP级别针对给定的流电功率达到了法规限制， 则为了符合法规仅执行SAR级别测量。

为了测量和检验具有多于一个天线的蜂窝电话或其它辐射设备 以及具有MIMO构架的设备的RF功率，制造商通常为每个天线电路 提供单个RF连接器、以及RF开关、滤波器和阻抗匹配。由于RF 连接器完全位于RF开关、滤波器和匹配电路之前，即使在使用常规 方法成功完成了蜂窝电话的所有制造测试之后，每个天线电路的性能 也是未知的。

在执行SAR测量时，使用在第一步中获得的最大流电功率级别 作为开始级别。如果需要调整流电功率以便满足SAR限制，该调整 后的流电功率级别将被认为是可以馈送到天线的最大功率，并且然后 必须重新评估EIRP/ERP级别。

使用该新的流电功率级别作为到天线的最大功率来校准相同型 号的大多数制造的蜂窝电话(或辐射设备)样本。一旦测量和检验了 这个最大级别，在整个动态范围内设置并且测量多至20个中间功率 级别。为了执行这些测量，使用蜂窝电话RF连接器和测试设备之间 的电缆建立流电RF链路。用于蜂窝电话连接的电缆的RF连接器随 时间的流逝而磨损，并且被基于所有生产单元的制造测试周期中的估 计的最大内插数目(通常非常大)而更换。产品测试被停止，并且在 可以继续制造测试之前必须引入新电缆并且重新校准。这引入了延迟 和费用。

在为适当的流电RF功率级别测量和检验了每个蜂窝电话以便达 到合法的EIRP/ERP以及SAR级别之后，进一步针对Tx和Rx性能 测试每个蜂窝电话。为了执行这个测试，蜂窝电话被如上所述使用其 RF连接器和测试设备之间的RF电缆连接到蜂窝电话测试器。在大部 分情况下，在一个位置进行RF功率测量和检验，并且在另一个位置 进行Tx/Rx参数测试。在不同位置执行这些测试的情况下，由于大量 的内插，必须频繁地以新的RF电缆更换连接在蜂窝电话和测试设备 之间的RF电缆。在继续蜂窝电话的制造Tx/Rx参数测试之前，必须 执行RF电缆的重新校准，这引入了进一步的延迟和费用。

在优化蜂窝电话的RF参数的板级制造或设计者测试过程中，以 流电RF连接执行这些测量。该方法不能提供了解RF电路的完整性 能的所有必要测量。