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杂散发射的测试及抑制方法
杂散发射可以理解为谐波分量,比如GSM900 的2 次谐波分量在1.8G,3 次谐波分量在2.7G,等等。杂散发射的测量通常在0-6GHz 之间测量,在1GHz 到4GHz 处应小于30dBm,GSM规范里有相应的规定。杂散发射在两种模式下测量,一种是传导模式,一种是辐射模式。而每一种模式下又分为信道模式 (Traffic)和空闲模式(Idle),通常信道模式的值会大于空闲模式。
标准
以下四张表是在四种模式下 GSM 标准规定的杂散发射功率限值:
图表 1 传导型杂散发射,MS 被分配一个信道(Traffic,通常是62 信道,902.4MHz)
图表 2 传导型杂散发射,MS 处于空闲模式(Idle)
图表 3 辐射型杂散发射,MS 被分配一个信道(Traffic,通常是62 信道,902.4MHz)
图表 4 辐射型杂散发射,MS 处于空闲模式(Idle)
杂散发射的产生通常有以下几个方面:
1. 电路 Layout 过程中EMC 考虑不够(主要指射频部分);
2. 天线失配;
3. PA 不正常工作;
4. 结构设计造成的杂散过大。
抑制杂散发射的方法:
1. 用柔性铜皮将射频电路部分全部包裹起来;
2. 换不同的天线形式;
3. 将结构件上尽可能多的地方贴上柔性铜皮。
以上处理方法中有一点要特别注意,就是包裹铜皮时要将天线露出来,因为杂散发射测试时是远场测试,必须要手机发射,在微波暗室里几米外无线接收,特别是信道模式,如果铜皮将天线都包住了,信号无法发射出来,就无法连接注册了。
杂散发射在谐波阶数越高的地方越不容易抑制。
下面介绍杂散发射的测试环境和测试方法:
我们看到,上图中暗室模拟的自由空间电磁波辐射环境,暗室分为3 米暗室、5 米暗室、10米暗室等等,其含义分别指移动台到接收天线之间的距离分别是3 米、5 米、10 米,这里的测试环境是5 米暗室,高约10 米。暗室里的设备包括一个旋转台、一个双锥对数周期天线、一个双极波导喇叭天线,双锥对数周期天线接收30MHz 到3GHz 信号,双极波导喇叭天线接收3GHz 到6GHz 信号(双极波导喇叭天线能接收1-18GHz 的信号,我们选取其中的3GHz到6GHz 频段)。
测试方法:
1. 根据暗室到综测仪间线缆长度设置综测仪的衰减值(一般小于50dB),设定综测仪的一些常规设置;
2. 设定频谱仪的一些常规设置,考虑是否使用高通滤波器(测试 30MHz 到3GHz 信号不需要高通滤波器,测试3GHz 到6GHz 信号需要用到高通滤波器)
3. 通过暗室外的位置控制器调节旋转台上下位置和水平方向 360 度旋转、调节双锥对数周期天线或双极波导喇叭天线的极化方向(调节和移动台的极化方向一致),这样在所有方向上找到移动台辐射最大值(此时其谐波分量也是最大值),作为杂散发射的最后结果。
重复以上步骤,在GSM、DCS 以及Traffic、Idle 各种模式下都测试一遍,得到最终结果。