轻松通过WLAN发射机预一致性测试须知

和诊断。您不需要精确到EMI部门或实验室扫描水平，因为它们都是相对的。如果您的实验室报告使用准峰值检测器显示设计超出3 dB，峰值检测显示超出6 dB，那么您需要实现补丁，把信号降低-3 dB或以上。
　　本文选自电子发烧友网8月《无线通信特刊》Change The World栏目，转载请注明出处！
　　

　　预一致性探测技术

　　全面EMI一致性测试实验室中使用EMI接收机和精心校准的天线，在3米或10米距离上测试电子器件。换句话说，测量在远场中完成。在本质上，远场测试可以准确地区分产品整体上是通过测试还是测试失败，但不能指出问题的来源。在只使用远场测试时，用户不能把问题隔离到具体元器件或位置，比如在打开金属机箱时"泄漏"出太多的RF能量，也不能帮助识别放射出太多RF能量的电缆。近场测试是定位此类辐射来源的唯一途径，一般使用频谱分析仪和近场探头执行近场测试。

　　图3所示的EMI近场探头是一种电磁捡拾装置，用来捕获关心区域的电场（E）或磁场（H），与频谱分析仪一起使用。制造商提供了成套探头，在尺寸、灵敏度和频率范围之间实现最佳均衡，您可能需要工具箱中所有尺寸，才能解决问题。选择磁场探头还是电场探头可能取决于信号在设计中的位置、信号源特点（电压或电流）等等。例如，存在金属屏蔽可能会抑制电场，在应用中必需使用磁场探头。必须使用近场探头捡拾被测器件附近的信号。

　　图3：近场探头用来发现非预计的RF辐射的位置。

　　电压探头与示波器和频谱分析仪一起使用，直接连接到关心的电路上。传统示波器探头可以与频谱分析仪一起使用，视探头的阻抗，会导致灵敏度损失。例如，把一只500欧姆Z0示波器探头连接到一台50欧姆频谱分析仪上，会导致10:1分路器及到频谱分析仪输入的信号下降20dB。但是，在直接连接电路时，信号一般很大，即使信号电平下降，频谱分析仪仍能看得见。此外，频谱分析仪的噪底和灵敏度一般要比示波器好几个量级，因此探头损耗很少会成为限制因素。电压探头必须直接连接到电路上，才能捡拾信号。

　　预一致性测试的三个基本步骤

　　对预一致性测试，频域分成3个子域或区域，如图4所示。表1显示了北美和欧洲的2.4 GHz频段WLAN一致性测试要求。每个子域都有单独的法规，在产品推向市场前，无线设备实现者需要成功完成"3步频谱预一致性测试"。这些步骤是：

　　· 带内（信道）域：检查发射功率输出、发送带宽和功率频谱密度、等等。

　　· 带外域：检查频谱辐射或邻道功率比（ACPR）。模板通常由IEEE等通信标准规定。

　　· 杂散域：检查杂散辐射水平。

　　图4. 对预一致性测试，频域分成三个子域。

　　发送功率测量

　　在规划或更新无线设备安装时，通常必需确定无线设备能否实现一定的传输距离。但是，这些信息不会打印在无线设备和天线的技术数据中。可以允许的最大输出功率根据地区法规机构规定的方法测量。因此，您需要检查标准和法规，确保设备能够通过一致性测试。图5说明了使用矢量信号分析软件及频谱分析仪执行这一测试的步骤。

　　必需指出，某些WLAN信号超出了分析仪能够执行发送功率测量的带宽。例如，802.11ac信号要求至少160 MHz的带宽，才能执行突发功率测试。

　　图5：这个实例说明了执行IEEE 802.11g 发送功率测量的步骤。

　　功率频谱密度测量

　　功率频谱密度（PSD）是每个单位频率内的功率。例如，FCC要求在连续传输的任何时间间隔内，在任何3 kHz频段中，从故意辐射体传导到天线的功率频谱密度不得大于8 dBm，您需要把频谱分析仪中心频率设置成通道中心频率，把RBW设置成3 kHz，使用峰值检测器和标记确定最大幅度电平是否大于8 dBm。

　　图6： IEEE 802.11g 功率频谱密度测量

　　占用带宽测量

　　占用带宽是衡量包含指定百分比的总信号功率的频段带宽的指标。占用带宽（OBW）测量信号在分配信道内占用多少带宽。一般来说，OBW用分配信道带宽内总功率的百分比指定，如99%或X dB以下带宽。在图6所示的例子中，FCC要求最低6dB带宽至少应为500 kHz，因此您需要进行6 dB以下占用带宽测量。

　　图7： IEEE 802.11g 占用带宽测量

　　频谱辐射模板测量

一旦设备的发射功率输出满足带内合规要求，您可以转向测试带外辐射。频谱模板是以数学方式定义的、应用到无线传输电平的一套线。这个模板提供了允许信号功率分布到通道中的极限。它为标准的每个变通方案都规定了发射频谱模板。一般来说，频谱辐射模板（或带外）域从必需带宽（分配的通道带宽）0.5倍的频率偏置开始，一直扩展到