5G毫米波毫米波OTA测试的关键概念和定义测试的关键概念和定义
在5G之前，大多数无线设备测试都是使用导线方法进行的。这包括测试调制解调器芯片组，射频（RF）参数测
试以及完整的设备功能和性能验证。无线（OTA）测试方法主要用于天线性能测试和设备多输入多输出
（MIMO）性能测量。5G毫米波（mmWave）设备代表了无线行业的颠覆性转变，因为OTA是所有无线电测试
测试方法中可行的。 在mmWave频率下，较高的路径损耗和较短的波长需要可控的定向天线（增益） - 通
常是相控阵天线。除了传统的LTE和Frequency range1（FR1）单极天线之外，许多5G设备还需要多组
mmWave天线。由于mmWave天线必须直接连接到RF前端（RFFE）放大器，因
在5G之前，大多数无线设备测试都是使用导线方法进行的。这包括测试调制解调器芯片组，射频（RF）参数测试以及完
整的设备功能和性能验证。无线（OTA）测试方法主要用于天线性能测试和设备多输入多输出（MIMO）性能测量。5G毫米
波（mmWave）设备代表了无线行业的颠覆性转变，因为OTA是所有无线电测试测试方法中可行的。
在mmWave频率下，较高的路径损耗和较短的波长需要可控的定向天线（增益） - 通常是相控阵天线。除了传统的LTE和
Frequency range1（FR1）单极天线之外，许多5G设备还需要多组mmWave天线。由于mmWave天线必须直接连接到RF前
端（RFFE）放大器，因此无法以较低频率的方式访问和测试设备，需要采用辐射测试方法。
传统的传导RF测试方法在测量解决方案和被测设备（DUT）之间使用高性能同轴电缆。 OTA用空中链路取代该电
缆，DUT通过该链路直接与作为测试解决方案一部分的天线进行通信。为了确保良好的RF环境（即可测试的传输线以及消除
外部干扰），OTA连接在暗室内部进行管理。
因此，典型的OTA测量解决方案包括RF测量设备和暗室。暗室有几个基本组件：
外壳本身具有适当的RF隔离和内部屏蔽，可将信号的内部反射降至
测量天线或“探头”天线，为DUT提供主要RF测量链路
定位器可以改变DUT的方向或位置
用于控制定位器和测量设备的软件。
在为所需测量选择正确的设置时，工程师需要考虑几个因素。但首先，快速回顾一下电磁场的相关经验法则。
从波传输说开
图一，无功近场（无功NF），辐射近场（辐射NF）和辐射远场（辐射FF）区别
随着天线的距离增加，电磁场的行为和特性会发生变化。上面的简化模型显示了三个受关注的区域：无功近场（无功
NF），辐射近场（辐射NF）和辐射远场（辐射FF）。在进行OTA测量时，必须考虑每个区域的特性，考虑DUT和探头天线之
间的距离。例如，在NF中进行测量需要近场到远场转换(NF-FF)的软件，这需要相位恢复或控制到DUT的输入相位。在该图
中，R是距天线的径向距离，D是可以围绕辐射天线孔径的球体的直径，λ是波长（图1）。
反应NF是接近DUT天线的区域，不传播的渐逝场不仅在该区域占主导地位，而且该区域中的探测天线也将与DUT天线反
应，有效地成为DUT辐射装置的一部分，这对可以进行的测量类型施加了很大的限制。
辐射NF是探测天线不再与DUT天线反应的区域，但是场的行为和相位前沿不太可预测且表现良好。该区域中的测量还需
要在补偿算法的发送和接收路径中访问相位恢复。
辐射FF是可以估计相位前沿近似平面的区域，该区域非常适合测量相位和幅度，但缺点是路径损耗较大，DUT和探头天
线之间的距离较大（有时甚至是笨重的）。
那么，工程师定义OTA测量设置的关键考虑因素是什么？
范围长度：探头和DUT之间的距离
必须优化范围长度，以获得稳定和准确的测量结果。如上所述，如果需要在FF中进行测量，则范围长度保持在大于R =
2D2 /λ的距离。
因此，腔室的尺寸直接受到所讨论的波长（频率）和器件天线尺寸的影响。例如，28GHz的5cm天线的远场范围约为
50cm。对于相同频率的10 cm模块，需要增加到190 cm，对于15 cm设备，则增长到4 m以上（图2）。
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