在LTE移动通信设备(兼容NB-IoT、eMTC、TD-5G-NR)的研发、生产与入网认证过程中,对其二次发射的无线电波强度进行检测是一项至关重要的质量控制与合规性验证环节。这类设备通常指能够支持LTE基础网络,并向后兼容窄带物联网(NB-IoT)、增强型机器类型通信(eMTC)以及时分双工模式的5G新空口(TD-5G-NR)等技术的多模终端或模块。二次发射,主要指由设备内部电路的非线性特性(如功率放大器、混频器等)或本地振荡器泄漏等产生的、在设备授权发射频带之外的无线电波辐射,包括谐波发射、寄生发射、互调产物及带外发射等。对其强度进行精确检测,核心目的在于确保设备不会对自身其他频段的功能、以及其他无线通信系统(如航空导航、公共安全频段)造成有害干扰,从而维护空中电波秩序,保障各类无线业务的共存与可靠运行。这项检测工作的重要性不言而喻,其主要影响因素包括设备本身的射频电路设计、滤波器的性能、软件算法的控制精度以及生产装配的一致性。有效的检测不仅能帮助厂商提前发现设计缺陷、优化产品性能、降低返修率,更是设备满足国家无线电管理机构(如中国的SRRC)、国际电信联盟(ITU)以及行业标准组织(如3GPP、GCF/PTCRB)强制认证要求的前提,具有显著的技术、商业与法规遵从价值。
具体的检测项目
对LTE多模设备二次发射强度的检测,主要涵盖以下几类关键项目: 1. 带外发射:测量在设备指配信道的频带边界之外,但尚未远离到杂散发射区域的辐射功率。通常以占用带宽(OBW)和频谱发射模板(SEM)为评价依据。 2. 杂散发射:测量在设备指配信道频带之外,且远离该频带的任何频率点上的辐射。这是二次发射检测的核心,需在全频段(如9kHz至最高工作频率的若干倍频)内扫描,重点关注其他通信系统的保护频段。 3. 谐波发射:测量频率为设备工作载波频率整数倍的辐射分量强度(如二次谐波、三次谐波)。 4. 互调发射:评估设备在多个载波同时发射时,由于非线性产生的、落在非预期频率上的互调产物的强度。 5. 接收机本振泄漏:在设备处于接收模式时,测量其本地振荡信号通过天线端口或机壳向外辐射的强度。
完成检测所需的仪器设备
执行上述检测通常需要一套精密的射频测试系统,主要包括: 1. 综测仪或矢量信号发生器与频谱分析仪组合:用于模拟基站信号,建立设备通信链路,并精确分析设备发射的频谱成分。仪器需支持LTE、NB-IoT、eMTC及NR的相关协议与频段。 2. 射频屏蔽室(电波暗室):提供无外界电磁干扰的测试环境,确保测量结果的准确性与可重复性。 3. 通信协议测试软件:控制被测设备进入特定的发射状态(如最大功率发射、多载波聚合状态等)。 4. 各种衰减器、耦合器、射频线缆及适配器:用于连接被测设备与测试仪器,并确保信号传输的完整性。 5. 标准测试天线(如用于辐射杂散测试)或传导测试接口(如直接耦合测试)。
执行检测所运用的方法
检测方法主要分为传导测试法和辐射测试法。 1. 传导测试法:通过射频电缆直接将被测设备的天线连接器耦合至频谱分析仪。此方法用于精确测量从设备端口输出的杂散、谐波等,排除了空间辐射的不确定性。操作时,需使设备在标准规定的各种调制模式、信道和功率等级下工作,使用频谱分析仪在指定的频率范围内进行扫描和峰值搜索,记录各频点的功率电平。 2. 辐射测试法:将被测设备置于电波暗室内,使用标准接收天线在特定距离(如3米、10米)上测量其空间辐射的杂散发射场强。设备需在三维空间多个方向上旋转,以捕捉最大辐射方向。此方法更接近实际使用场景,用于评估设备的整体电磁兼容性。测试时需用已知增益的标准天线和路径损耗对测量结果进行校准计算。
进行检测工作所需遵循的标准
检测工作必须严格遵循国际、国家及行业标准,主要依据包括: 1. 3GPP技术规范:特别是TS 36.521-1(E-UTRA用户设备一致性测试-射频特性)和TS 38.521-1(NR用户设备一致性测试-射频特性),其中详细规定了杂散发射、带外发射等测试用例的限值、条件和方法。 2. 各国无线电管理法规:例如,在中国需遵循《工业和信息化部无线电管理局(SRRC)发布的无线电信设备射频技术要求》,其限值通常参考或等同于国际标准。 3. 国际标准:如国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R)的建议书、国际电工委员会(IEC)和欧洲电信标准协会(ETSI)的相关标准(如ETSI EN 301 908系列,EN 301 511等)。 4. 认证体系标准:全球认证论坛(GCF)和PCS型号认证委员会(PTCRB)定义的认证测试计划,其中强制包含了杂散发射等射频一致性测试项目。这些标准共同构成了确保LTE多模设备二次发射强度合规的完整技术规范体系。