以CPL天线为W-Fi装置实现无线耦合测试

通过与否(pass/fail)的业界标准值──在2.4-2.5GHz 为+/-1.5dBm以及在5-6GHz为+/-2.0dBm，OTA测试模式的结果表现更好。

图3的柱状图也显示出一项 以MCS-7高资料率(在80MHz高频信道实现5120MHz工作频率)进行测试的传输功率分布图。相较于判断通过与否的标准范围而言，这个分布范围相 对较窄。以传导模式进行类似的重复性测试(将测试接头断开后后重新接上并重复测量30次)取得传输功率极大值与极小值的最坏结果，在2.4-2.5GHz 与5-6GHz频率时分别为+/-0.37dBm与+/-0.62dBm。当然，这些结果只是对有限数目的样品实验取得的数据结果，后续更多的测试将可以 提供更为准确的统计数据。

图4a/4b/4c/4d/4e以完整测试脚本对25片主动DUT进行OTA与传导模式的量测结果比较

表格3：对多于25片DUT测试OTA与传导模式传输功率的结果比较

从图4a及4b可以观察到OTA模式和传导模式的测试结果在2.4-2.5GHz表现出非常好关联性。图4c与4d可观察到在5-6GHz频段中传输功率的 匹配也很好，平均二者的差异小于0.5dB。从第4张图可以观察到OTA测试结果的分布变化情况比传导模式的更好，即使EVM分布范围稍宽，但还是在判断 通过与否的最小范围内。由于第15、17及19次的测试值EVM最高值为-29、-27及-28dB，而与其相对应的三个低数据传输速率为OFDM6或者 MCS0模式，因此并不会造成任何影响。对这三种情况而言，EVM通过与否的判断标准最高值为-5dB，因此，OTA量测结果完全可以通过EVM的要求规 格，两者的值之间还有相当大的空间。

表格3为传输功率结果的总结。值得注意的是，在无线耦合与传导模式的RF 连接二者间的差异可能会影响发射功率放大器(PA)的匹配阻抗，这也就是在前后端出现一些较小偏差的原因。因此，针对发射端的量测作业，无线耦合测试才是 较实际的量测方法，因为在实际的情况下，发射端后面接的就是天线，而在传导模式中天线部份则完全被忽略了。

DockOn的OTA/耦合测试解决方案

Dockon 的解决方案是使用CPL印刷天线以及一款精确的测试治具，并以DUT裸板作为参考天线耦合器。将参考天线连接到零压力连接器，经由标准SMA电缆接取至 LitePoint的Wi-Fi测试仪器(如IQxel)，使用一台预载测试软件(如IQfact+)的计算机来控制测试仪器与DUT。除了测试治具以及软 体设定以外，不必再为标准RF测试站台进行任何改变。

?测试步骤包含二个部份：首先使用一个作为参考的黄金单元(GU)DUT对测试站进行一次性校准。其次，以GU作为参考，校准并测试每一片待测电路板。

?测试站的校准步骤：首先，使用GU进行归零校准，为测试脚本的所有频率确定从GU的发射机部份到LitePoint测试设备的校准系数。接着，将所取得的校准系数输入测试软件(仅限1次)，这组系数将用于对后续每件DUT进行OTA测试。

?DUT测试步骤：首先将DUT放在OTA耦合装置治具上； 接上电源线与数字网络线，关闭RF屏蔽盒，且无需任何RF联机。接着，以所收集到的校准系数执行LitePoint脚本(RF TX校准、TX/RX验证与EVM)进行量测。在测试结束后，打开RF屏蔽盒并移除DUT。

此外，也可以在产线现场对无线耦合测试装置进行快速动态站校准验证。

图5：OTA测试设备的简单方块图。

结语

OTA测试对于产品测试带来的好处：

?降低剩余材料成本：在PCB上不需要RF连接器或RF切换/连接器，也不需要分离式天线配件(天线、同轴电缆与连接器)。

?更低的维护成本：不必每15,000次工作周期后就为测试设备更换RF接头或电缆。

?提升产线质量：在SMD组装线后不必再手动进行焊接或天线电缆连接。

?灵活的测试台和设备：更方便地改变指定测试站的待测产品。

?加速并简化生产测试以及经验证的解决方案。

?整合的无线耦合解决方案：RF TX校准、RF TX/RX验证，以及数据吞吐量的验证。

?无线数据传输速率测试成为测试选项: 产线测试的最终目标在于确定每个组件的正确焊接，这个部份－包括天线的测试－已经能够透过OTA 测试来完成了，因此，后续的无线数据传输速率测试可望成为一种选择而非必要的测试。

如何在WiFi生产过程中进行耦合测试

该解决方案是以利用DockOn的CPL天线技术为基础。DockOn的CPL天线特别适合于OTA/耦合测试：

? 由于磁场组件强大及宽带的特性，在短距离具有强大的耦合效果。

? 在近场中对失调与频率漂移的适应能力。

? 采用经验证且稳定的单层板技术。

? 在一般的FR4印刷电路板材可以有很高的辐射效率。

因此，当产品中采用了DockOn的CPL天线设计，就可以在生产过程中采用OTA/耦合测试技术，以优化的测试设置协助制造商提升产量。