实践中的手机天线测试

随着移动通信的飞速发展和应用，中国的手机行业也不断发展壮大，当然中国的手机用户也在迅猛增长。而手机的射频器件中，手机天线是无源器件，手机天线作为手机上面唯一的一个“量身定做”的器件，它的特殊性和重要性必然要求其研发过程对天线性能的测试要求非常严格，这样才能确保手机的正常用。现在就简单的介绍一下手机天线的研发过程中的几种常见的手机天线测试方法：

1、微波暗室(Anechonic chamber)

波暗室又叫无反射室、吸波暗室简称暗室。微波暗室由电磁屏蔽室、滤波与隔离、接地装置、通风波导、室内配电系统、监控系统、吸波材料等部分组成。它是以吸波材料作为衬面的屏蔽房间，它可以吸收射到六个壁上的大部分电磁能量较好的模拟空间自由条件。暗室是天线设计公司都需要建造的测试设备，因为对于手机天线的测试比较精确而且比较系统，其测试指标可以用来衡量一个手机天线的性能的好与坏。主要是天线公司使用，但其造价昂贵。

2、TEM CELL测试

用TEM CELL测试天线有源指标，因为微波暗室和天线测试系统造价比较昂贵，一般要百万以上，一般的手机设计和研发公司没有这种设备，而用TEM CELL(也较三角锥)来代替测试。和微波暗室的测试目的一样，TEM CELL也是一个模拟理想空间的天线测试环境，金属箱能够提供足够的屏蔽功能来消除外部干扰对天线的影响，而内部的吸波材料也能吸收入射波，减小反射波。TEM CELL不能对天线进行无源测试，只能对有源指标进行测试。由于空间限制，TEM CELL的吸波材料比较薄，而对于劈状吸波材料，是通过劈尖间的多次反射增加对入射波进行吸收，因此微波暗室里的吸波材料都比较厚，而TEM CELL的吸波材料都不购厚，因此对入射波的吸收都不是很充分，因此会导致测试的结果不精确。

另外，TEM CELL的高度也不够，这也是TEM CELL不能进行定量测试的一个原因。根据天线辐射的远场测试分析，对于EGSM/DCS频段的手机天线，被测手机与天线的距离至少大于1米;因此，我们可以看几乎所有的2D暗室都是远大于这个距离。而TEM CELL比这个距离小一些，所以这也是TEM CELL相对于微波暗室来讲测量不准的一个原因。

所以，TEM CELL只能对天线做定性的分析而不能做定量的分析。在实验室可以定性分析几种样机的差异，比较其性能的优劣，但不能作为准确的标准值来衡量天线的性能，只能通过与其他的“金鸡”(Golden sample ) 对比，大致来判断手机天线的性能。TEM CELL一般只找最佳方值，使测试结果对手机摆放的位置比较敏感。

另外，还有一种测试工具较屏蔽箱，有的设计公司用来对手机天线进行有源测试，这种方法很不可行。一方面由于测试距离太近，另一方面由于没有足够的吸波材料，外部干扰对天线的测试影响比较大，这样导致测试结果对位置比较敏感，稍微改变一下位置测试结果就有比较大的改变，因此这种测试方法对手机天线的性能没有多少的参考意义。

3、用耦合测试板测试天线性能

在生产过程中为了保证产品的生产品质，往往要进行天线的耦合测试。要用到的测试装置是：耦合测试夹具与综合测试仪相连，手机固定在夹具上。在生产前期根据几只样机的测试结果，给出一个合理的耦合补偿值，确定一个功率标准，然后对手机的最大功率进行测试，高于这个功率标准表示产品符合生产要求，低于这个要求说明天线与相关器件有问题。通过天线耦合测试可以发现以下问题：

(1)天线匹配电路虚焊和缺件等。

(2)天线周围电子/结构件有问题。

(3)天线没有装配好。

(4)天线本身品质有问题。

需要指出的是天线耦合测试是产品的一致性测试，并不是对产品性能进行测试。前面所提到的天线指标都是针对远场进行的测试，天线耦合测试是针对近场进行的测试，被测手机的天线与耦合夹具天线相距非常近。近场是天线本身客观存在的，一但整个手机的结构和天线确定，近场也就可以确定，因此可以根据测试结果是否在一定范围内，判断天线部分是否有问题。天线耦合测试只针对天线的最大功率进行测试，不进行其他项目的测试，即使测试了，也没有意义。

用天线耦合测试来认证天线的性能，根据不同手机的测试结果来进行性能判断，这是非常错误的。目前，我还是碰到很多国内的手机公司，是通过耦合测试来判断天线的性能，从而使得天线公司不得不通过将谐振频率调偏，来通过耦合测试的标准。

手机天线的设计来讲，天线的测试是一个非常重要的环节，没有准确的设计，天线设计的好与坏也有没有什么来衡量了，所以选择 一个很好测试系统对手机天线的开发也是非常重要的。