5G毫米波OTA测试：关键概念、相控阵天线与测量挑战

5G毫米波OTA测试的关键概念和定义涉及到了无线通信领域的一项重大变革。在传统的5G设备测试中，大部分采用有线（导线）方式进行，如对调制解调器、RF参数和设备整体功能的测试。然而，随着5G毫米波技术的发展，无线开放空中接口（OTA）测试变得尤为重要。 毫米波（mmWave）是高频段通信，其特点是较高的路径损耗和较短的波长，这就需要特别设计的定向天线，如相控阵天线，以提供足够的增益。相较于传统的LTE和FR1使用的单极天线，5G设备常常配备多个mmWave天线，它们直接连接到RF前端放大器，这意味着不能像低频段那样使用常规的传导测试方法。 OTA测试的核心在于利用无线链路（空中的电磁波）来替代有线连接，被测设备（DUT，Device Under Test）直接与测试天线进行通信。这种测试方式能够在开放环境中模拟实际应用场景，同时避免了电缆带来的限制和干扰。在一个典型的OTA测试环境中，包括一个配备RF隔离和屏蔽的暗室，内含测量天线、定位器以及用于控制设备的软件。 工程师在选择合适的测试设置时，需要考虑诸如电磁场的传播特性，如无功近场（无功NF）、辐射近场（辐射NF）和辐射远场（辐射FF）等概念。无功NF区域描述的是信号强度在非常靠近发射源的地方，而辐射NF和FF则分别表示信号强度随距离逐渐减弱的过渡阶段和远距离的稳定辐射区域。 此外，还需要关注的是，由于mmWave天线的特殊性，测试过程中可能需要精确控制和调整天线的方向和位置，以获取准确的信号强度和方向特性数据。这涉及到多输入多输出（MIMO）技术的运用，通过同时处理多个输入和输出信号，提升通信质量和效率。 5G毫米波OTA测试不仅是技术上的挑战，也是对未来无线通信设备性能验证的重要手段，它要求更高的测试精度和复杂度，但也带来了更接近真实环境的测试结果。对于无线行业的研发和生产来说，理解和掌握这些关键概念是至关重要的。