2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信系统：用户设备及其辅助设备传导杂散检测

2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信系统：用户设备及其辅助设备传导杂散检测

一、引言

二、传导杂散的定义与危害

传导杂散是指设备通过电源线、信号线或天线端口等导体向外发射的非期望信号，其频率可能落在授权频段外或特定敏感频段内。杂散能量过高会导致：

1. 同频段内其他设备接收灵敏度下降；
2. 相邻频段通信系统（如LTE、蓝牙）受干扰；
3. 违反法规要求，导致产品无法上市。

三、检测标准与频段划分

1. 适用标准：
   • 3GPP TS 34.121（UE射频一致性测试）
   • 3GPP TS 25.141（基站射频要求）
   • ETSI EN 301 908（IMT蜂窝网络设备规范）
   • FCC Part 15（美国电磁兼容性要求）
2. 2GHz WCDMA频段范围：
   • 上行频段：1920–1980 MHz（UE发射）
   • 下行频段：2110–2170 MHz（基站发射）

四、核心检测项目

1.频段内杂散发射（In-band Spurious Emissions）

• 测试目的：验证UE在授权频段内产生的非期望信号是否超出限值。
• 测试方法：
  • 将UE设置为大发射功率状态（如24dBm），通过耦合器连接至频谱分析仪。
  • 测量授权频段内（1920–1980 MHz）的杂散成分，排除主信道信号后的剩余能量。
• 限值要求：通常≤-30dBm（1MHz分辨率带宽）。

2.频段外杂散发射（Out-of-band Emissions）

• 测试范围：9kHz–12.75GHz（重点关注授权频段外±10MHz至±1GHz范围）。
• 测试条件：
  • UE工作在大功率，调制方式为12.2kbps AMR语音或高速数据业务。
  • 辅助设备（如充电器）需连接并处于工作状态。
• 限值要求：
  • 30MHz–1GHz：≤-57dBm（100kHz RBW）
  • 1GHz以上：≤-47dBm（1MHz RBW）

3.工作模式下的杂散发射（Active Mode Spurious）

• 测试场景：
  • 语音通话、数据传输、切换过程等动态业务状态。
  • 监测瞬态杂散（如功率突变导致的频谱泄漏）。
• 关键参数：峰值功率、平均功率密度。

4.待机模式杂散发射（Idle Mode Spurious）

• 测试目的：验证设备在非业务状态下的背景噪声水平。
• 测试方法：
  • UE注册到网络但不进行业务传输。
  • 测量电源端口、天线端口的背景杂散。
• 限值：通常比工作模式低10dB。

5.辅助设备传导干扰测试

• 测试对象：充电器、USB接口、外部天线等。
• 测试步骤：
  1. UE单独测试作为基准。
  2. 连接辅助设备后重复测试，对比杂散增量。
• 判定标准：辅助设备引入的杂散不得超过限值。

五、测试配置与设备要求

1. 测试系统组成：

   • 信号发生器（模拟基站信号）
   • 频谱分析仪（支持9kHz–12.75GHz）
   • 定向耦合器（30dB耦合度）
   • 衰减器（匹配阻抗，防止过载）
   • 屏蔽室（环境噪声≤-110dBm）

2. 校准要求：

   • 系统路径损耗补偿（需预先校准）。
   • 测试设备需通过ISO 17025认证。

六、测试流程

1. 预测试准备：

   • UE电池充满，关闭非必要功能（如Wi-Fi、蓝牙）。
   • 辅助设备连接至典型负载（如充电器连接至50Ω假负载）。

2. 测试执行：

   • 按频段分段扫描，记录杂散峰值点。
   • 对超标频点进行3次重复测量，取大值。

3. 数据分析：

   • 使用EMC软件（如R&S EMC32）自动生成报告。
   • 对比限值表，标注不合格频段。

七、常见问题与改进措施

1. 典型失效案例：

   • 电源滤波不足导致30MHz以下低频杂散超标。
   • PA（功率放大器）非线性特性引发谐波（如2次谐波在4GHz附近）。

2. 整改建议：

   • 优化电源设计（增加π型滤波电路）。
   • 在射频前端添加SAW滤波器抑制带外噪声。

八、结论

传导杂散检测是2GHz WCDMA设备合规性验证的核心环节。通过系统化测试和针对性改进，可确保设备在复杂电磁环境中的可靠性，同时满足市场准入要求。

参考文献

1. 3GPP TS 34.121 V17.0.0 (2022-06) - UE Radio Transmission and Reception.
2. ETSI EN 301 908-1 V15.1.1 (2020-11) - IMT Cellular Networks.
3. FCC Part 15 Subpart B (2023) - Unintentional Radiators.

（全文完）