車載通信終端CE-RED認證中輻射雜散測試及對策方法

常 君，葉 丹，王 彬，潘國選，陳登宇

（大連東軟智行科技有限公司，遼寧 大連 116085）

隨著中國車企技術的發展，全球化布局在飛速加快，歐洲市場成為繼中國之后的重要領域。整車/零部件需要通過歐盟相關的法規認證后才能在歐盟市場銷售，CE-RED認證即是其中的一項。CE-RED認證簡稱RED認證（The Radio Equipment Directive，RED無線電設備指令），所有入歐洲的無線產品必須通過此測試認證，目的是明確頻譜使用范圍，提高頻譜使用的有效性，方便各成員國家之間執行法規和進行市場監控。按照規定，在2017年6月13日之后所有在歐盟市場上銷售的無線產品設備必須按照新的RED 2014/53/EU評估。車載T-BOX屬于汽車零部件產品，也屬于CE-RED認證范圍，因此需要嚴格依據CE-RED標準進行認證。

車載通信終端（Telematics BOX，簡稱T-BOX）是車輛監控管理系統的前端設備，承擔著車內網與車外網之間的數據通信、遠程控制、eCall等重要功能，可廣泛應用于各種車型，其中最重要的功能就是緊急呼叫單元eCall（Emergency Call），歐盟已經于2018年7月要求車輛強制裝備eCall系統。針對T-BOX入歐盟CE-RED認證，輻射雜散（簡稱RSE）測試是其中一項。本文主要針對車載T-BOX產品在做CE-RED認證環節中出現的RSE測試項目超標不合格問題進行論述，并提供一些整改建議。

1 認證過程

測試環境設置參考示意圖如圖1所示，實際布局如圖2所示。測試暗室采用3m法的全電波暗室，將T-BOX（EUT）放置在距離接收天線3m測試距離的1.5m高的非導電臺面上（圖中吸波材料高0.2m），T-BOX分別在正常電壓和極端電壓兩種條件下測試RF輻射接收與發射。

圖1 測試環境圖

圖2 實際測試布局圖

測試天線高度為1.5m，測試天線與頻譜分析儀通過天線線纜緊密耦合，接收機可以分析來自測試天線接收頻率在30MHz～12.75GHz范圍內任何輻射發射。采用“替換”法對現場的電纜損耗、空氣損耗等因素進行預校準，并進行計算以修正讀數。

T-BOX和系統模擬器之間通過一個公用天線建立每次呼叫。T-BOX接收來自系統模擬器的命令以最大輸出功率運行；通過旋轉工作臺360°旋轉和調整接收天線的不同極化面，檢測到的輻射在每個角度都達到最大，經過頻譜分析儀分析后，給出測試結果。

測試依據標準為：ETSI EN 301 511V12.5.1（2017-03），即《全球移動通信系統（GSM）；移動臺（MS）設備；協調標準涵蓋2014/53/EU歐盟指令第3.2條的基本要求（V12.5.1）》。

針對發射機的輻射雜散測試要求限值如下：頻率范圍30MHz～1GHz，峰值功率電平-36dBm；頻率范圍1～4GHz，峰值功率電平-30dBm。

依據標準，測試時發現在1.8GHz、2.7GHz兩處頻點附近H方向超出預定限值，測試結果如表1中的第4、5行，為不合格項，經分析，發現此兩處頻點為基頻GSM900MHz的2、3次諧波分量，因此需要整改。測試曲線圖如圖3所示。

圖3 首次測試曲線圖

表1 測試結果

2 問題查找

根據產品功能要求，車載T-BOX設計eCall系統需內置備用GSM天線，因此在T-BOX內部射頻路徑上設有內/外天線切換射頻開關（RF SWITCH）。通過對原理圖以及射頻支路相關元器件分析發現，此問題可能產生處在RF SWITCH開關和其相關的PCB布局。

1）現場去掉射頻切換開關，直接短接飛線（圖4），測試OK，因此斷定是由射頻切換開關引起的。

圖4 飛線測試圖

2）重新選用新的IC，選用型號為SKYA21003，經過再次實驗，測試結果OK，且余量>6dB，測試曲線如圖5所示，結果如表2所示。

圖5 復測測試圖

表2 測試結果

3）對以上兩種IC數據手冊比對查找問題點，發現前者選用的IC參數1dB增益壓縮點（在1000MHz@2.3～3.3V條件下）典型數值為33.5dBm，且頻帶范圍只可以達到3.0GHz；而后者IC在0.1dB增益壓縮點典型數值+38.5dBm，且頻帶可以達到6.0GHz。當模組的最大輸出功率為33.59dBm時，已經臨近前者的1dB增益壓縮點的極限值，余量空間較小，說明前者器件的線性度較差，非線性越趨于明顯，因此在諧波處產生較強的輻射，而后者參數更優于前者。如圖6所示。

3 整改過程

1）RF SWITCH的1dB增益壓縮點（圖6）是一個非常重要的參數。壓縮點數值越高，意味著線性度越好。如果信號輸入總功率越接近于1dB壓縮點，則非線性越趨于明顯，就會產生比較強的諧波、交調產物，造成輻射干擾，因此選擇參數時應該留有余量空間，并且選擇在線性區間工作。

圖6 1dB壓縮點示意圖

2）針對RF SWITCH器件選型，盡可能選用性能和指標參數優良的IC，重點考量的是1dB增益壓縮點、帶寬、插入損耗等參數。

3）針對RF SWITCH PCB，盡可能地減少射頻路徑上的節點；減少輸出路徑距離，減少弧度數量，并且將輸出PIN的位置與端子對齊為佳。圖7為整改前PCB，圖8為整改后PCB。

圖7 整改前PCB圖

圖8 整改后PCB圖

4 結論

本文以車載T-BOX產品為例，針對在做CE-RED認證環節中出現的輻射測試超標不合格問題進行論述，對輻射雜散測試原理、問題產生的原因以及對策方法做了敘述；同時針對認證時機節點選擇深有體會，在汽車電子產品研發過程中，先期在WK設計階段進行摸底和整改的成本和風險會小于后面PR階段，可以避免不必要的重復實驗和成本浪費，例如針對CE-RED實驗，應該排序在eCall實驗前面摸底。通過對認證過程出現的問題整改和摸索，積累了一定心得和經驗，可以作為借鑒。