蜂窝式移动通信设备：LTE用户设备及其辅助设备辐射杂散检测

LTE用户设备及其辅助设备辐射杂散检测：核心检测项目详解

一、检测标准与规范

1. 标准

   • 3GPP TS 36.521-1（LTE设备射频一致性测试）
   • 电信联盟（ITU）相关建议
   • FCC Part 15（美国）、EN 301 908（欧洲）、SRRC（中国）等区域性法规

2. 核心限值要求

   • 传导杂散：在9kHz-12.75GHz范围内，非工作频段杂散功率需≤-30dBm（部分频段要求更严）。
   • 辐射杂散：在1GHz以下，限值为-36dBm/MHz；1GHz以上为-30dBm/MHz（依标准调整）。

二、检测环境与设备

• 测试环境：全/半电波暗室（依据CISPR 16-1-4标准），背景噪声低于限值6dB以上。
• 关键设备：
  • 频谱分析仪（覆盖9kHz-40GHz）
  • 接收机（符合CISPR 16-1-1）
  • 宽带天线（双锥、对数周期等）
  • 转台及升降装置（用于三维辐射扫描）

三、核心检测项目

1. 传导杂散（Conducted Spurious Emissions）

• 目的：检测设备通过电源线、信号端口等传导的杂散信号。
• 方法：
  • 直接耦合：通过射频端口连接至频谱分析仪，测量非工作频段功率。
  • 人工电源网络（AMN）：评估电源线传导干扰。
• 测试条件：
  • 设备工作于大发射功率，遍历所有LTE频段（如Band 1-41）。
  • 测试不同调制模式（QPSK、16QAM、64QAM）及信道带宽（1.4MHz-20MHz）。

2. 辐射杂散（Radiated Spurious Emissions）

• 目的：评估设备通过空间辐射的非必要电磁能量。
• 方法：
  • 水平/垂直极化扫描：调整天线极化和设备方向，寻找大辐射点。
  • 全频段扫描：在9kHz-12.75GHz范围内，分频段测量场强。
• 关键场景：
  • 设备待机、通话、高速数据传输（如CA载波聚合模式）。
  • 辅助设备（充电器、耳机）与主机协同工作时的叠加干扰。

3. 辅助设备专项测试

• 测试对象：电源适配器、数据线、外设（如蓝牙模块）。
• 测试内容：
  • 单独工作时辅助设备的辐射/传导杂散。
  • 与主机连接时对主设备杂散的影响（如充电噪声耦合至射频电路）。
• 判定标准：辅助设备引入的杂散需满足主机限值要求。

4. 边缘信道与极端条件测试

• 目的：验证设备在信道边缘及极端温度/电压下的杂散抑制能力。
• 方法：
  • 设置频段首尾信道（如Band 40的2300MHz和2400MHz）。
  • 模拟高温（+55℃）、低温（-10℃）及电压波动（±15%）下的工作状态。

四、测试步骤

1. 预扫描（Quick Scan）
   • 快速扫描全频段，定位潜在超标频点。
2. 精测（Final Measurement）
   • 对超标频点进行峰值/平均值检测，记录6次旋转方向的大值。
3. 数据修正
   • 计算天线因子、电缆损耗等，将读数转换为dBm或dBμV/m。

五、常见问题与对策

1. 时钟谐波干扰
   • 现象：在基频整数倍频点出现杂散峰。
   • 解决：优化时钟电路屏蔽，增加滤波电容。
2. 开关电源噪声
   • 现象：低频段（<1GHz）传导杂散超标。
   • 解决：采用低噪声电源模块，增加共模扼流圈。
3. 天线耦合干扰
   • 现象：辐射杂散在特定方向超标。
   • 解决：调整PCB布局，优化天线隔离度。

六、测试报告与认证

• 报告内容：测试配置图、设备工作模式、超标频点数据、整改建议。
• 认证流程：提交报告至机构（如TÜV、中国泰尔实验室），获取FCC ID或CE证书。

七、结论

辐射杂散检测是LTE设备合规的核心环节，需覆盖传导、辐射、辅助设备等多维度测试。通过严格的频段扫描、极限条件模拟及针对性整改，可有效提升设备EMC性能，确保市场准入。未来随着5G NR的演进，更高频段（毫米波）的杂散检测将面临更大挑战。