淺論功分器在手機射頻校準測試中的問題與解決方法

李興明

【摘要】 手機模式越來越多，功能越來越復雜，相應的手機測試項目也會越來越多，測試方法與測試技術必須與時俱進，逐步提高；射頻校準及測試中功分器的運用也越來越普遍，但因此帶來的問題，也需要我們認真對待。

【關鍵詞】 射頻 手機 校準 測試 功分器 WCDMA

隨著人們生活的需要，無線通訊技術的發展，3模、4模、5模等多模手機漸漸走入人們視野；但多模手機的誕生，也意味著手機天線越來越多，也就同樣對手機生產測試帶來了更復雜的要求，一臺射頻儀器單個射頻頭需要測試手機的多個射頻端口，這時功分器就有了用武之地。

一、功分器的用法與出現的問題

在生產線上，同一個測試工站需要使用同一臺射頻測試儀器測試手機多個性能：GSM、WCDMA主天線、WCDMA副天線（DIV）、CDMA主天線、CDMA副天線（DIV）、LTE TDD、LTE FDD、LTE 副天線（DIV）等等。

在實際應用中，發現WCDMA主天線與副天線DIV共同連接到一個1分2的功分器上時，不同信道之間的MaxPower差異較大，最大的差異大于1dB，這就對我們產品的性能造成了很大的影響。

二、問題分析、實驗結果

發現該問題之后，我們做了大量實驗，分析并找到了解決該問題的方案，實驗數據如下：

從第一步實驗數據可以看出：

1.當使用功分器，且同時連接主天線及DIV射頻線時，WCDMA Band1不同信道間的功率差異最大值達到了1.08dB；2.而當DIV線被50歐姆標準負載代替時，Band1信道間的差異則降到了0.36；3.而無功分器時，所有頻段及不同信道間的最大功率差異也只有0.43；4.很明顯，主天線與DIV線同時連接時，信道間的MaxPower不平衡了，且差異還挺大。從第二步實驗結果可以看到：信道間最大功率差異為0.47，與第一步中的帶50歐姆負載及無功分器的結果基本吻合；

結論：可以使用RF Coupler代替原有的功分器方案。

但產線原有方案及相應設備都功分器，如果全部替換成RF Coupler，雖然性能上可以保證了，但勢必會給公司造成額外的浪費。

對比功分器與耦合器的原理，發現兩者的原理相差不是很大，最大的差異為：耦合器耦合端有6dB的衰減，而1分2公分器只有3dB左右的衰減，那是否可以在功分器輸出端也加上相應的衰減器就可以改善功分器帶來的問題呢？

為了解決上述疑問，我們進行了第三步實驗。從實驗結果，我們可以得出如下結論：1.衰減器值越大，信道間的功率差異越小；衰減器值越小，信道間功率差異越大； 1.51 （0dB） > 0.61 （3dB） > 0.23 （6dB）；2.如果副天線端，由50歐代替DIV射頻線，不管有無衰減器，結果都差不多，最大差異在0.2dB左右；3. 主天線與副天線都加6dB衰減器的情況，與副天線 加50歐負載的情況，信道間功率差異基本持平，都在0.2dB左右；4.加6dB衰減器的功分器方案的實驗數據，甚至比6dB耦合器的試驗數據更好；因為功分器（1分2）本身也有3dB左右的衰減。

三、解決方案

根據如上三步實驗結果，我們可以得出如下結論：

1.無衰減器的功分器連接方案不能保證手機的優異射頻性能；2.耦合器方案優于無衰減器功分器方案，但此方案對于現有方案變化太大，成本太高；3.加衰減器的功分器方案，可以保證手機的射頻性能，且在一定范圍內，衰減器值越大，性能越好，功率越平衡。

最終解決方案：延用工廠原有功分器方案的前提下，在每個功分器的輸出端口添加10dB的衰減器。

四、結束語

多模手機越來越普遍，手機射頻端口也越來越多，功分器在射頻校準及測試中的運用已勢不可擋，但因此而出現的問題，我們也不能忽視，需要我們持之以恒，持著認真負責的態度將其妥善解決。

參考文獻

[1] 安玉花 關于手機類通信終端的市場分析 黑龍江科技信息 2011（28）

[2] 徐興福 EDA應用技術：ADS2008射頻電路設計與仿真實例（第2版）電子工業出版社 2013-5-1