無線終端輻射性能測試的專利技術(shù)分析

梅金燕 郭艷芳 黃鳳彩

【摘要】隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展，無線終端的輻射性能備受關(guān)注。本文對無線終端輻射性能測試的相關(guān)專利進行了統(tǒng)計與分析，介紹了目前測試技術(shù)的主要改進方向。

【關(guān)鍵詞】無線終端 輻射性能 測試 專利

一、引言

無線通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日新月異，無線終端利用無線電波提供長距離通信，無有線系統(tǒng)的物理約束，然而其使用效果受到射頻性能的嚴重制約。因此，無線終端的研發(fā)、生產(chǎn)、認證等諸多環(huán)節(jié)都會涉及射頻指標的測試。

二、相關(guān)專利申請的整體情況

有關(guān)無線終端輻射性能測試的專利申請在2004年以前較少，隨后逐年增加，且2008開始申請量極速增長，主要是因為CTIA制訂的移動通信終端OTA性能測量規(guī)范在北美成為強制實施標準，且后來逐漸被歐洲、亞洲等國家認可，各地根據(jù)上述標準制定了類似的測量標準。

手機是一種典型的無線終端，其在所有無線終端中數(shù)量居多。著名的手機制造商如三星、索尼愛立信、西門子等公司均在這一領(lǐng)域申請了較多專利。作為通訊行業(yè)的重要公司，高通也有較多相關(guān)專利。

在中國，作為起草“移動臺空間射頻輻射功率和接收機性能測量方法”行業(yè)標準項目建議書的參與單位，工業(yè)和信息化部電信研究院、中興、天津三星、摩托羅拉（北京）、諾基亞、華為均在這一方面投入了較多研究。中興、華為、移動是該領(lǐng)域的重要申請人，且根據(jù)檢索到數(shù)據(jù)量可知上述單位的總申請量約占中國相關(guān)專利總數(shù)的80%，體現(xiàn)了這些單位極高的開發(fā)研究活躍度，這與其現(xiàn)有市場份額呈現(xiàn)出較好的對應性。

三、測試技術(shù)的主要研究方向

目前，無線終端輻射性能的測試方法主要分兩類：無源測試、有源測試。其中，有源測試是在特定的微波暗室中測試整機在三維空間各個方向的發(fā)射功率和接收靈敏度，更能直接地反映移動終端整機的輻射性能。根據(jù)檢索的相關(guān)專利分析可知，目前主要有如下幾個研究方向。

3.1 暗室的改進

無論哪種方式的測量，他們都需要在一個近似無反射的全電波暗室內(nèi)進行測量，由此帶來了諸如吸波材料、設(shè)計布局等一些列問題。

申請?zhí)枮镃N201110453028.7（國家無線電監(jiān)測中心檢測中心）的專利針對這一方面，采用多模諧振腔，使諧振腔處于過模諧振狀態(tài)，顯著改版參與疊加過程的諸多模式的組成情況，建立一種空間均勻、各向同性、隨機計劃的電磁環(huán)境，無需內(nèi)覆吸波材料，空腔諧振的Q值很高，從而在造價、有效模擬復合場等方面有突出優(yōu)勢。

3.2 采樣點的選擇方法

根據(jù)OTA測試標準，以“待測無線終端為球心，手機天線方向為Z軸方向”的球坐標系中，通過“固定測量天線的位置、依次變換手機方位”的方法，實現(xiàn)對“以待測終端為球心的球面上各采樣點的總?cè)蜉椛涔β驶蚩傒椛潇`敏度的測量”，采樣點數(shù)直接影響測試效率。申請?zhí)枮镃N201210297532.7（北京眾譜達科技有限公司）公開了一種手機全向輻射功率的快速測試方法，僅根據(jù)有限位置處的測試并結(jié)合線性插值法就可快速獲取效果，在保證測試精度的前提下，提高了測試效率。

3.3 不同模型的考慮

用戶在使用無線終端時，用戶自身如靠近手機的頭部和持握手機的手均會無線終端的輻射性能產(chǎn)生影響。

申請?zhí)枮镃N200810100249.4（中興通訊股份有限公司）公開了一種基于數(shù)據(jù)模式的無線終端接收靈敏度性能測試系統(tǒng)，其構(gòu)造人體模型，所述模型的上肢將待測設(shè)備持于所述模型的頭部前一定距離，從而真實反映真人在數(shù)據(jù)模式下人體耦合對移動終端的性能影響，具有高真實性，提高了檢測的準確度。

3.4 由SISO向MIMO的演進

隨著人們對高速數(shù)據(jù)服務需求的日益增長，多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)被認為是未來移動通信中的關(guān)鍵技術(shù)。相對傳統(tǒng)單天線空間輻射性能測試而言，MIMO設(shè)備的空問測輻射性能測試存在較大區(qū)別。空間多徑衰落信道環(huán)境會直接影響MIMO的空間輻射性能，目前MIMO空間輻射性能測試技術(shù)是一個重要研究方向。

四、結(jié)束語

隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展，諸多公司對手機、筆記本、IPAD等無線終端設(shè)備的研發(fā)投入大量的人力和物力，在產(chǎn)品進入市場前對其進行輻射性能測試仍然是至關(guān)重要的一步，也是影響產(chǎn)品及企業(yè)效益的重要因素，因此未來有關(guān)輻射性能測試的專利申請量極有可能繼續(xù)呈上升趨勢，相關(guān)技術(shù)的研究仍將是熱點。