关于对手机射频测试系统的研究

陶运

摘 要 对手机射频测试系统进行测试研究，便于工作人员及时了解手机的性能和质量情况，确保终端设备的设计满足客户的需求。本文对手机射频测试系统展开研究，分析手机射频电路的基本原理以及测试系统，意在进一步促进移动通信设备的市场发展，希望对相关工作人员具有一定的借鉴意义。

关键词 手机射频测试系统;校准;射频指标;GSM

前言

GSM蜂窝式手机是一个在双工状态下工作的收发信号机，主要的组成部分有发射机、无线接收器、设备控制模块、人机交互界面以及电源，根据手机的射频电路，则可以将其分为射频系统与逻辑音频电路两个部分，为了保证终端设备的功能，需要对收集射频电路的工作原理与测试系统展开分析研究。

1手机射频电路的基本原理

1.1 手机射频接收原理

手机射频系统由电路接收器、发射通路以及本振电路等组成，其在射频接收时利用天线，将基站传输来的电磁波转化为较为微弱的电流信号，经过滤波，过滤杂质，同时将信号进行高频放大，然后将其传输至中频内解调，从而接收到基带的信息，如RXI-P，RXI-N等，信息被传送到逻辑音频电路进行下一步处理。

1.2 手机射频发射原理

手机射频发射时，主要是将在逻辑电路中处理好基带信息，调整好参数，然后制成便于接收的发射中频，同时采用TX-VCO仪器调整中频信号频率，调整成为相应的GSM频率信号，通过功放放大后，利用天线转化为电磁波，从而将其辐射出去。为了更加精确控制功放放大量，发射时的功率电流通过互感器后，产生相应的次级感生电流，需要将其高频整流后再输送至功控，由于预设功率也被输送，如功控，因此，两个信号比较后会产生相应的电压信号，便于工作人员精确地控制功放的放大量，令功放电流较为合理，該系统不仅能够省电，同时还能提高设备的使用寿命。

1.3 手机射频的校准流程

射频校准的目的是确保终端设备的性能稳定，由于校准区的参数均是精确校准后，烧录入芯片中的，目的是保证工作状态时，读取的相关参数均在校准区域内，发射机的功率校准，主要是利用测试仪，测量终端设备在不同频率的条件下相应的实际功率，同时对发射出的不同功率的信号，进行相应的校准。另外，接收器的增益校准则是将不同频率下发射相应的功率信号做出区分，以此校准出参数范围内的信号，测量出RSSI值，校准增益。除此之外，VCO校准则是采用锁相环，通过测试仪发射出一定频率的信号，终端设备则依据频率信号校准VCO。

2手机射频的综合性测试

2.1 构建测试系统

在对终端设备进行整体的电性能测试，需要应用综合性的测试软件与相应测试设备，经常使用的设备有CMW500与8960，在构建测试系统时，首先利用IEEE488与综合测试仪器、电源相连接，然后采用串口线连接好测试夹具，需要注意的是，测试夹需由高频线、电源线、电源以及综测仪器相连接，构成整个测试系统。在测试夹具的选择上，射频线笔触需使用标准的屏蔽射频线材料，而测试系统中的测试箱，则需要将吸波材料全部填满箱体内部，避免出现高频头顶偏以及顶针断等问题，在天线耦合片与耦合器的选择上，则要保证耦合片能在平面上自由移动，耦合损在30dB以下，电阻在50欧姆以下，保证测试结果的科学、合理[1]。总而言之，测试系统的主要目的是保证终端设备的天线以及相应电路的畅通，测量人员可以增加点测法提高综合性测试的稳定性。

2.2 完善测试条件

由于天线耦合器只有在一定的温度条件下，特性参数值才不会发生变化，因此，为了保证测试结果的稳定，必须完善测试条件，测试温度最好在15～35℃之间，湿度条件在20%～75%，而电源则需要最大限度地降低电阻，忽略电阻对整个电路中的电流的影响，保证测试系统试验结果的精确。

2.3 射频指标的分析

本文主要分析以下五个测试数据，首先是分析发射功率，即基站输送至终端设备或者收集到的功率，由于其是在有效时间内发生的突发脉冲，因此发射机存在一定的频率误差，测频仪器测量的实际频率与理想数值之间存在一定的差距，当测试完成后，观察GSM值是否在标准区域内，可以进行CP、CPK值的运算，检查测试结构是否能够满足制造商的生产需求，在这一环节的测试中，可以选取50个手机，然后进行测试，记录CP、CPK数值，如果CP值大于2，同时CPK的数值大于1.5，则发射功率的指标满足相应的生产需求。其次是分析相位误差，其主要是指均方根的误差或者是峰值相位误差，在综合性系统内进行测试时，测量的实际相位值与理想相位之间的数值存在一定的误差，该误差通过绘制相应的轨迹图，可以将其与载波相位比较后，得出相应的相位变化曲线[2]。再次，分析通过GMSK后的频谱形式，即调制频谱，这是由于GSM具有突发性的特点。因此，在输出射频频谱时，应考虑降低邻道的干扰，尤其是降低调制频谱与射频功率切换导致的干扰，避免外频谱发生辐射，确保测试结果的准确性。最后，分析开关频谱与功率斜坡，在分析开关频谱时，需要在功率切换的条件下进行，提高临频带数值的稳定性。另外，由于GSM主要是一个TDMA系统，其中8个用户共同使用一个频点，因此终端设备只可以在一定的时间内进行工作，其他时间内系统关闭，因此需要保障系统内TX功率值的范围，如果TX功率超过标准范围，则会影响其他终端设备的使用，而TX功率一旦相应的平坦度不足，则会降低信号的质量。总的来说，测试终端设备的信号是否符合标准的功率模板，是分析测试指标的重要内容。

3结束语

从现阶段对手机的需求来看，移动终端设备的发展前景较为良好，但是当前我国手机市场逐渐饱和，终端设备的制造商不断增加，市场竞争日益激烈，市场对终端设备的性能、质量以及成本的要求标准逐渐提高。因此增加对手机射频测试系统的测试，确保终端设备的功能和质量，增强手机信号，是当前终端设备制造商提升企业竞争力的重要途径。

参考文献

[1] 郑永丰，张贵恒，董阳，等.国产芯片自动测试系统射频测试模块设计[J].计算机测量与控制，2019，27（10）：41-44，49.

[2] 水晶.手机射频测试系统[J].科技经济导刊，2019，27（7）：17-18.