浅论功分器在手机射频校准测试中的问题与解决方法

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【摘要】 手机模式越来越多，功能越来越复杂，相应的手机测试项目也会越来越多，测试方法与测试技术必须与时俱进，逐步提高；射频校准及测试中功分器的运用也越来越普遍，但因此带来的问题，也需要我们认真对待。

【关键词】 射频 手机 校准 测试 功分器 WCDMA

随着人们生活的需要，无线通讯技术的发展，3模、4模、5模等多模手机渐渐走入人们视野；但多模手机的诞生，也意味着手机天线越来越多，也就同样对手机生产测试带来了更复杂的要求，一台射频仪器单个射频头需要测试手机的多个射频端口，这时功分器就有了用武之地。

一、功分器的用法与出现的问题

在生产线上，同一个测试工站需要使用同一台射频测试仪器测试手机多个性能：GSM、WCDMA主天线、WCDMA副天线（DIV）、CDMA主天线、CDMA副天线（DIV）、LTE TDD、LTE FDD、LTE 副天线（DIV）等等。

在实际应用中，发现WCDMA主天线与副天线DIV共同连接到一个1分2的功分器上时，不同信道之间的MaxPower差异较大，最大的差异大于1dB，这就对我们产品的性能造成了很大的影响。

二、问题分析、实验结果

发现该问题之后，我们做了大量实验，分析并找到了解决该问题的方案，实验数据如下：

从第一步实验数据可以看出：

1.当使用功分器，且同时连接主天线及DIV射频线时，WCDMA Band1不同信道间的功率差异最大值达到了1.08dB；2.而当DIV线被50欧姆标准负载代替时，Band1信道间的差异则降到了0.36；3.而无功分器时，所有频段及不同信道间的最大功率差异也只有0.43；4.很明显，主天线与DIV线同时连接时，信道间的MaxPower不平衡了，且差异还挺大。从第二步实验结果可以看到：信道间最大功率差异为0.47，与第一步中的带50欧姆负载及无功分器的结果基本吻合；

结论：可以使用RF Coupler代替原有的功分器方案。

但产线原有方案及相应设备都功分器，如果全部替换成RF Coupler，虽然性能上可以保证了，但势必会给公司造成额外的浪费。

对比功分器与耦合器的原理，发现两者的原理相差不是很大，最大的差异为：耦合器耦合端有6dB的衰减，而1分2公分器只有3dB左右的衰减，那是否可以在功分器输出端也加上相应的衰减器就可以改善功分器带来的问题呢？

为了解决上述疑问，我们进行了第三步实验。从实验结果，我们可以得出如下结论：1.衰减器值越大，信道间的功率差异越小；衰减器值越小，信道间功率差异越大； 1.51 （0dB） > 0.61 （3dB） > 0.23 （6dB）；2.如果副天线端，由50欧代替DIV射频线，不管有无衰减器，结果都差不多，最大差异在0.2dB左右；3. 主天线与副天线都加6dB衰减器的情况，与副天线 加50欧负载的情况，信道间功率差异基本持平，都在0.2dB左右；4.加6dB衰减器的功分器方案的实验数据，甚至比6dB耦合器的试验数据更好；因为功分器（1分2）本身也有3dB左右的衰减。

三、解决方案

根据如上三步实验结果，我们可以得出如下结论：

1.无衰减器的功分器连接方案不能保证手机的优异射频性能；2.耦合器方案优于无衰减器功分器方案，但此方案对于现有方案变化太大，成本太高；3.加衰减器的功分器方案，可以保证手机的射频性能，且在一定范围内，衰减器值越大，性能越好，功率越平衡。

最终解决方案：延用工厂原有功分器方案的前提下，在每个功分器的输出端口添加10dB的衰减器。

四、结束语

多模手机越来越普遍，手机射频端口也越来越多，功分器在射频校准及测试中的运用已势不可挡，但因此而出现的问题，我们也不能忽视，需要我们持之以恒，持着认真负责的态度将其妥善解决。

参考文献

[1] 安玉花 关于手机类通信终端的市场分析 黑龙江科技信息 2011（28）

[2] 徐兴福 EDA应用技术：ADS2008射频电路设计与仿真实例（第2版）电子工业出版社 2013-5-1