手機(jī)消費(fèi)市場競爭日趨激烈，在產(chǎn)品嚴(yán)重同質(zhì)化的今天，除了從設(shè)計上尋求突破，產(chǎn)品品質(zhì)也是各大廠商的關(guān)注重點(diǎn)，具體到射頻硬件部分，研發(fā)和生產(chǎn)階段的精確射頻測試也是保障品質(zhì)的重要手段。
發(fā)射功率是手機(jī)發(fā)射機(jī)測試的重要指標(biāo)之一，存在兩面性，一方面手機(jī)需要發(fā)射足夠高的功率以保證通信質(zhì)量，另一方面在保證通信質(zhì)量的前提下，發(fā)射功率越低越好，換言之，手機(jī)的發(fā)射功率需要根據(jù)實(shí)際情況被精確控制。接收靈敏度是接收機(jī)測試最重要指標(biāo)之一，也是衡量接收機(jī)接收能力的重要體現(xiàn)，必須精確測試。
圖1、手機(jī)射頻測試系統(tǒng)
典型的手機(jī)射頻測試系統(tǒng)如圖1所示，由綜測儀、測試夾具、待測手機(jī)（DUT）組成。測試夾具把綜測儀和DUT連接起來，具有一定的插損，這個插損基本恒定不變。綜測儀的發(fā)射功率和接收機(jī)測量都具有不確定度，儀器廠家給出的技術(shù)指標(biāo)一般在0.5dB~1dB之間，重復(fù)性小于0.1dB，它們是一個統(tǒng)計特性，基于多臺儀器、各種不同的工作條件下和測試場景下得出的。那么對特定某一臺儀器，測試手機(jī)性能的不確定度是基本恒定的。夾具的插損和測試儀器的不確定度稱為路徑的系統(tǒng)損耗，可以通過校準(zhǔn)來消除。
路徑損耗校準(zhǔn)方案
圖2、綜測儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
如圖2所示綜測儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，綜測儀內(nèi)部有信號源和信號分析儀兩個模塊，通過開關(guān)與綜測儀的射頻端口相連，外部連接測試夾具。發(fā)射和接收測試這兩種場景下信號傳輸路徑不同，為了獲得精確測量結(jié)果，需要分別校準(zhǔn)信號源和信號分析儀連同外接設(shè)備（測試夾具）的路徑損耗。工程應(yīng)用中，普遍使用金機(jī)校準(zhǔn)法或矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量法校準(zhǔn)系統(tǒng)路徑損耗。
金機(jī)校準(zhǔn)法：
預(yù)先挑選發(fā)射功率和接收電平穩(wěn)定的手機(jī)主板（或手機(jī)整機(jī)）標(biāo)記為金機(jī)，其技術(shù)規(guī)格是基于其它測試儀器評估出來的，是已知的。校準(zhǔn)系統(tǒng)路徑損耗時，用待校準(zhǔn)的射頻測試系統(tǒng)測量金機(jī)發(fā)射功率和接收電平，計算當(dāng)前測量結(jié)果與技術(shù)規(guī)格之間的差值，即得出系統(tǒng)路徑損耗。這種方法操作簡單、測量速度快，但在實(shí)際使用過程中常常遇到測不準(zhǔn)的問題。產(chǎn)線中為兼顧不同測試工位，只能把測試門限適當(dāng)放寬，這實(shí)際上相當(dāng)于降低了測試標(biāo)準(zhǔn)。究其原因：
①金機(jī)原始數(shù)據(jù)是用綜測儀測得，綜測儀的典型不確定度約為0.5~1dB，這就造成不同金板之間的差異，參考值就已經(jīng)不精確。
②金機(jī)由于重復(fù)使用，天線測試座的磨損會帶來與測試夾具接觸不良的問題，增大隨機(jī)誤差，進(jìn)而影響測量結(jié)果。
③某些產(chǎn)線測試環(huán)境較差，溫度、濕度波動明顯，導(dǎo)致金機(jī)發(fā)射功率和接收靈敏度隨之變化，穩(wěn)定性受影響，增大隨機(jī)誤差。
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量法：
使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量夾具射頻線纜的S21參數(shù)，當(dāng)作系統(tǒng)路徑損耗值進(jìn)行補(bǔ)償，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的不確定度很低，一般小于0.05dB，可保證夾具測量的精確性，但這種方案只能測量手機(jī)天線測試座到綜測儀射頻端口之間的損耗，綜測儀的不確定性沒有消除。
功率探頭測量方案
信號源校準(zhǔn)：
在測試手機(jī)接收機(jī)性能時，綜測儀輸出信號供手機(jī)接收。使用R&S®NRP-Z91型功率探頭測量測試夾具與手機(jī)天線測試座連接處的信號電平Pafter，與綜測儀信號源設(shè)置輸出電平Pbefore比較，差值即為在該頻率處路徑損耗值LOSSdl。
信號源校準(zhǔn)原理圖：
R&S NRP-Z91是一款通用型功率探頭，一端輸入射頻信號，另一端通過USB線傳送測量數(shù)據(jù)給功率計主機(jī)，測得值即是功率探頭輸入信號電平值，R&S®NRP-Z91的不確定度典型值約為0.06dB，由此計算出的LOSSdl不確定度等同功率探頭。
