資料介紹
懸而未決的產線問題
使用空中下載(OTA)的無線傳輸的方式(也稱為無線耦合模式)為待測物(DUT)的RF部份進行測試,一直是許多ODM與OEM廠商多年來努力想要達成的目標。事實上,采用與DUT天線直接無線耦合以避免RF實體連接的測試模式已歷經多方嘗試了,但由于以下種種原因而無法得到令人滿意的結果:
?大部份的天線主要依靠電場進行傳輸,即使DUT的位置些微改變,也會讓測試結果出現很大的變化。
?相對于穩定的測試作業,具有多支天線的DUT上各天線之間的交互耦合通常會太強。
?甚至要從整合于PCB的2.4GHz與5GHz小型天線取得高效能也相當具有挑戰性,尤其是高度全向性以及效率達60-80%的天線。
然而,這些要求正是進行OTA測試的基本必要條件,透過一款結合CPL天線與測試設備實現的無線耦合測試方案,可望滿足所有的要求,在Wi-Fi產品的生產制造過程中實現精確且低成本效益的測試。
CPL天線是一款結合磁圈輻射器與同位電場輻射器的復合式天線。相較于傳統天線技術只激勵電輻射器或磁輻射器,CPL天線同時激勵兩種輻射器,大幅提高了性能與輻射效率(達90%)。
OTA/耦合測試概念驗證
為 了驗證以CPL天線與生產級測試治具進行OTA測試的概念,DockOn已經使用網絡分析儀以及LitePointIQxel80對數十種DUT進行了大量測試作業。為了避免由于使用不同測試儀器而造成的結果差異,所有的主動測試都采用同一臺IQxel80進行量測。 雖然從已有的測試結果中可以得到相當好的關連性,但針對更多待測組件進行重復性測試,可望取得更準確與完整的統計結果。測試的項目包括:
?待測電路裸板測試結果的可重復性,以及在多個不同測試位置的耦合損耗。
?在涵蓋2.4-2.5GHz及5-6GHz頻段的不同頻段進行測試。
?以產品測試腳本為具備完整功能的DUT進行超過25次的量測,以驗證結果的可重復性。
?為非指定天線進行交互耦合量測。
?在OTA與傳導模式下為DUT進行校正與測試結果比較。
?在近場耦合下的天線特性以及非完美RF連接器影響測試結果。
簡單地說,實驗數據顯示,在2.4-2.5GHz與5-6GHz頻段下,針對RF傳輸校正與驗證以及接收時,采用OTA模式的天線性能、設定與匹配度均較采用傳導模式時更具有可重復性。
首先,當板間距離為3mm并使用CPL天線時,OTA模式的耦合損耗非常低,在2.4-2.5GHz和5-6GHz頻段時的損耗分別低于7.6dB與 12dB。其次,以3mm間距進行耦合時不至于產生失調或感應度降低的現象,在5-6GHz頻段的頻率響應也具有高線性度。此外,在兩組頻段的變化范圍都 小于+/-0.7dB,實現高精確度。
再者,為相同的DUT重復進行OTA主動測試以驗證測試設定,可測得不錯的傳輸功率標 準差結果,而平均腳本測試的整體結果,可得到的數據在2.4GHz及5-6GHz分別為0.21dBm及0.28dBm。最后,比較在OTA及傳導模式下 的DUT測試結果,在2.4-2.5GHz頻段時十分匹配,二者的平均標準偏差均為0.2dBm;而在5-6GHz頻段,OTA及傳導模式分別為 0.44dBm及0.63dBm。
使用空中下載(OTA)的無線傳輸的方式(也稱為無線耦合模式)為待測物(DUT)的RF部份進行測試,一直是許多ODM與OEM廠商多年來努力想要達成的目標。事實上,采用與DUT天線直接無線耦合以避免RF實體連接的測試模式已歷經多方嘗試了,但由于以下種種原因而無法得到令人滿意的結果:
?大部份的天線主要依靠電場進行傳輸,即使DUT的位置些微改變,也會讓測試結果出現很大的變化。
?相對于穩定的測試作業,具有多支天線的DUT上各天線之間的交互耦合通常會太強。
?甚至要從整合于PCB的2.4GHz與5GHz小型天線取得高效能也相當具有挑戰性,尤其是高度全向性以及效率達60-80%的天線。
然而,這些要求正是進行OTA測試的基本必要條件,透過一款結合CPL天線與測試設備實現的無線耦合測試方案,可望滿足所有的要求,在Wi-Fi產品的生產制造過程中實現精確且低成本效益的測試。
CPL天線是一款結合磁圈輻射器與同位電場輻射器的復合式天線。相較于傳統天線技術只激勵電輻射器或磁輻射器,CPL天線同時激勵兩種輻射器,大幅提高了性能與輻射效率(達90%)。
OTA/耦合測試概念驗證
為 了驗證以CPL天線與生產級測試治具進行OTA測試的概念,DockOn已經使用網絡分析儀以及LitePointIQxel80對數十種DUT進行了大量測試作業。為了避免由于使用不同測試儀器而造成的結果差異,所有的主動測試都采用同一臺IQxel80進行量測。 雖然從已有的測試結果中可以得到相當好的關連性,但針對更多待測組件進行重復性測試,可望取得更準確與完整的統計結果。測試的項目包括:
?待測電路裸板測試結果的可重復性,以及在多個不同測試位置的耦合損耗。
?在涵蓋2.4-2.5GHz及5-6GHz頻段的不同頻段進行測試。
?以產品測試腳本為具備完整功能的DUT進行超過25次的量測,以驗證結果的可重復性。
?為非指定天線進行交互耦合量測。
?在OTA與傳導模式下為DUT進行校正與測試結果比較。
?在近場耦合下的天線特性以及非完美RF連接器影響測試結果。
簡單地說,實驗數據顯示,在2.4-2.5GHz與5-6GHz頻段下,針對RF傳輸校正與驗證以及接收時,采用OTA模式的天線性能、設定與匹配度均較采用傳導模式時更具有可重復性。
首先,當板間距離為3mm并使用CPL天線時,OTA模式的耦合損耗非常低,在2.4-2.5GHz和5-6GHz頻段時的損耗分別低于7.6dB與 12dB。其次,以3mm間距進行耦合時不至于產生失調或感應度降低的現象,在5-6GHz頻段的頻率響應也具有高線性度。此外,在兩組頻段的變化范圍都 小于+/-0.7dB,實現高精確度。
再者,為相同的DUT重復進行OTA主動測試以驗證測試設定,可測得不錯的傳輸功率標 準差結果,而平均腳本測試的整體結果,可得到的數據在2.4GHz及5-6GHz分別為0.21dBm及0.28dBm。最后,比較在OTA及傳導模式下 的DUT測試結果,在2.4-2.5GHz頻段時十分匹配,二者的平均標準偏差均為0.2dBm;而在5-6GHz頻段,OTA及傳導模式分別為 0.44dBm及0.63dBm。
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