正确测量无线讯号及EMC

随着过去十数年无线通讯技术的快速发展与规格的不断进化，各种不同的无线技术不论是GSM、GPS、WLAN（如Wi-Fi）、Bluetooth 等都开始逐渐出现、并普及于日常生活中。无线通讯技术本身即已博大精深，而在导入至各式电子装置与应用领域时，更必须考虑到电磁干扰 （Electromagnetic Interference，即一般通称的EMI）与电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）的问题，以避免相关功能受到干扰而产生讯号劣化、影响其正常运作。然而，尽管世界各地已纷纷立法建立相关的电磁规 范，关注于对电磁辐射与RF（Radio Frequency）射频的限制，但在面对不同通讯模块彼此间可能产生相互干扰的这个状况下，却难以有一套固定的标准，去预防或解决相关难题，这也因此成 为各产品开发商最需加以克服的重点。

　　除此之外，加上近来可携式装置的热潮以及通讯功能的多元化，使得这些相关通讯模块与天线，皆必须设计成更加轻薄短小的体积，来符合行动应用的需求，这 样的状况更使得产品要做到最佳化设计更为难上加难。要在极其狭小与精简的空间中，建置更多不同的无线模块与天线，这些组件彼此间势必将更容易产生噪声干 扰、而影响到其传输表现，因为经常观察到像是传输距离变短、传输速率降低等等不利于产品通讯性能的状况。百佳泰（Allion Labs， Inc）在此文中，将介绍在无线通讯状况下，应如何正确测量无线通讯讯号及进行电磁兼容分析，希冀能与相关开发厂商相互切磋交流、提供技术上的参考。

　　复杂的通讯环境：载台噪声（Platform Noise）造成的接收感度恶化（De Sense）

　　首先，先来试想一般消费者在使用现在新式手持装置（不论是智能型手机或是平板电脑）时的可能情境：消费者到了用餐时间，想寻找邻近的餐厅，便可以拿出 手机，透过点击打开预先下载好的一款应用程序，然后透过声控方式，说出想选择的料理种类，接着，应用程序便会将接收到的的声讯传送至网络上该应用程序业者 的服务器进行解译、用户所在位置定位及搜寻，并将符合条件的选项乃至地图显示于屏幕上，用户便能按图索骥的找到合适的理想餐厅。

　　事实上，在这短短几秒看似简单的操作过程中，背后便包含了许多零组件的运作，包括像是触控屏幕的感应、产品（硬件）与用户操作接口（软件）的结合使 用、麦克风透过消除背景杂音收讯以传递干净的用户声讯、3G模块的启动、与邻近基站的联机能力、GPS定位系统的作用、服务器搜寻结果的回传等等。虽然对 用户来说，感受到的是「好不好用」的使用观感；但对开发者而言，却必须从背后的机械结构、组件选择、软硬件整合到通讯模块一一详加验证，才能创造良好的使 用经验、完整实现产品的使用目的。

　　因此，了解产品在整个通讯环境中所有可能产生电磁讯号的组件，可说是在进行建置设计时的一大重要前提。透过图一，我们可以清楚看到，在目前一般新式装 置中主要有四大种类的组件会产生电磁讯号，这些组件自行发出的讯号若是因设计不良而造成相互干扰，便可称作载台噪声（Platform Noise）。这四类组件包括有系统平台（如中央处理器、内存、电源供应器）、对内对外的连接器耦合路径（如各种传输接口像是USB、HDMI）、外购平 台模块（如触控屏幕、相机镜头模块、固态硬盘及其它向厂商外购后进行组装的组件）及无线芯片组/无线模块（如Wi-Fi 802.11 a/b/g/n、Bluetooth、GPS）等，这四大类组件均需透过缜密的量测、计算，才能精确找出最佳的电路设计与妥善进行整体产品建置，避免彼此 间的干扰，将所有可能的问题风险降至最低。

　　所谓载台噪声的干扰（Platform Noise Interference）是指什么呢？举例而言，面板是目前所有操控装置的最大组件，而装置内天线所发射的任何讯号都会打到面板，而面板所发出的噪声也 都会进到天线中；同样的，天线发出的电波也会影响到各个接口；而不同模块各自所发出的讯号，也会成为彼此的噪声，这就是所谓的载台噪声干扰。而当这些的模 块、组件都在同时运作，并且干扰无法被控制在一定限度之下时，便会产生"接收感度恶化"（Degradation of Sensitivity，De Sense）的现象，影响装置无线效能的正常运作。

　　譬如在同一个频段中，当A手机能够接收1000个频道的讯号，而B手机仅能接收到500个频道，在实际感受上，用户便会认为B手机的收讯能力不佳。由 于天线、滤波器、前置电路并不会在任一特定频道中表现特别差，归纳来说，这便可能是因为B手机在设计时有未尽之处，而受到载台噪声的干扰，造成所谓的接收 感度恶化。

量测出载台噪声干扰的方法并不困难，可以选择一