手机天线的指标
手机天线的测试标准
手机天线的测试标准手机天线是手机通信中至关重要的部件，它直接影响到手机的信号接收和发送质量。
为了确保手机天线的质量和性能，需要进行严格的测试和评估。
本文将介绍手机天线的测试标准，以便于手机制造商和相关测试机构进行参考。
首先，手机天线的测试应包括以下几个方面，频率范围测试、增益测试、辐射功率测试、谐波测试、阻抗匹配测试、辐射效率测试等。
频率范围测试是指测试手机天线在规定的频率范围内的频率响应特性。
这项测试可以通过天线分析仪进行，通过测量手机天线在不同频率下的阻抗匹配情况，来评估其频率范围性能。
增益测试是指测试手机天线在不同频率下的增益情况。
增益是指天线在某一方向上辐射或接收电磁波的能力，是评价天线性能的重要指标之一。
增益测试可以通过天线分析仪或者无线通信测试设备进行。
辐射功率测试是指测试手机天线在规定频率下的辐射功率。
这项测试是为了确保手机天线在发送信号时符合相关的国家和地区的规定，不会对人体和环境造成危害。
谐波测试是指测试手机天线在发送信号时产生的谐波干扰情况。
手机天线在发送信号时会产生一定的谐波，如果谐波干扰过大，会影响到其他无线设备的正常工作。
阻抗匹配测试是指测试手机天线在不同频率下的阻抗匹配情况。
阻抗匹配是指天线和无线通信系统之间的阻抗匹配情况，阻抗不匹配会导致信号反射和损耗，影响通信质量。
辐射效率测试是指测试手机天线在接收信号时的辐射效率。
辐射效率是指天线接收到的信号功率与输入到天线的总功率之比，是评价天线接收性能的重要指标之一。
除了以上几个方面的测试外，手机天线的测试还应包括耐久性测试、环境适应性测试等，以确保手机天线在各种使用环境下都能正常工作。
总之，手机天线的测试标准是确保手机通信质量的重要保障，只有通过严格的测试和评估，才能确保手机天线的质量和性能达到要求，从而提高手机通信的稳定性和可靠性。
希望本文介绍的手机天线测试标准能够为手机制造商和相关测试机构提供参考，促进手机天线质量的提升和通信技术的发展。
功率、增益及手机天线的介绍
功率及增益定义1、功率单位mW和dBm的换算无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。
Tx是发射（ Transm its ）的简称。
无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准：1、功率（ W ）: 相对 1 瓦（ Watts）的线性水准。
例如，WiFi 无线网卡的发射功率通常为 0.036W ，或者说36m W 。
2、增益（ dBm ）:相对 1 毫瓦（ milliw att ）的比例水准。
例如 WiFi 无线网卡的发射增益为 15.56dBm。
两种表达方式可以互相转换：1、dBm = 10 x log[ 功率 mW]2、mW = 10[ 增益 dBm / 10 dBm]在无线系统中，天线被用来把电流波转换成电磁波，在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”，这种能量放大的度量成为“增益（Gain）”。
天线增益的度量单位为“dBi ”。
由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生，因此度量发射能量最好同一度量－增益（ dB ），例如，发射设备的功率为 100mW，或20dBm；天线的增益为 10dBi，则:发射总能量＝发射功率（ dBm ）＋天线增益（ dBi ）＝ 20dBm＋ 10dBi＝ 30dBm或者: ＝ 1000mW＝ 1W在“小功率”系统中（例如无线局域网络设备）每个 dB 都非常重要，特别要记住“3 dB 法则”。
每增加或降低 3 dB ，意味着增加一倍或降低一半的功率：-3 dB = 1/2 功率-6 dB = 1/4 功率+3 dB = 2x 功率+6 dB = 4x 功率例如， 100mW的无线发射功率为 20dBm，而 50mW 的无线发射功率为 17dBm，而200mW的发射功率为 23dBm。
天线的主要技术指标
天线的主要技术指标天线是用于发送和接收电磁波的装置，它在无线通信、雷达、无线电电视和卫星通信等领域中起着关键作用。
天线的性能取决于一系列的技术指标，下面是一些主要的技术指标及其解释：1. 增益(Gain)天线的增益是指天线沿一些特定方向的辐射强度相对于理想的点源天线的辐射强度的增加量。
增益通常以分贝（dB）为单位表示。
增益越大，天线在特定方向上的辐射和接收效果越好。
2. 方向性(Directivity)方向性是天线在特定方向上辐射或接收电磁波的能力。
具有高方向性的天线能够更好地定向发送或接收信号，减少信号的散失。
3. 前后比(Front-to-Back Ratio)前后比是指天线在前方与后方的辐射强度之比。
高的前后比表示天线在前方的辐射强度较高，而在后方的辐射强度较低。
4. 驻波比(Standing Wave Ratio, SWR)驻波比是指天线输入端与输出端之间的匹配程度。
SWR值越小，表示天线负载和信号发生器之间的匹配越好，信号的传输效率越高。
5. 带宽(Bandwidth)带宽是指天线能够有效工作的频率范围。
带宽越宽，天线能够工作的频率范围就越广，能够发送或接收不同频率的信号。
6. 前向波束宽度(Forward Beamwidth)前向波束宽度是指天线在辐射方向上的角度范围。
辐射范围越窄，波束越集中，增强了天线的方向性。
7. 侧向波束宽度(Sidelobe Level)侧向波束宽度是指天线在辐射方向之外的角度范围内的辐射强度。
低的侧向波束宽度表示天线的辐射主要集中在主波束上，减少了对其他方向的干扰。
8. 阻抗(Impedance)阻抗是指天线输入端对于信号源的阻力。
天线的输入阻抗需要和信号源的输出阻抗匹配，以达到最大效率的信号传输。
9. 析波效率(Radiation Efficiency)析波效率是指天线将输入功率转化为辐射功率的能力。
较高的析波效率意味着更多的输入功率被转换为辐射，减少了能量的损失。
天线的几个重要参数介绍
一、天线的几个重要参数介绍1.天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。
天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。
天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。
匹配的优劣一般用四个参数来衡量，即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。
在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。
驻波比：它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。
驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。
在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5。
回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。
回波损耗的值在0dB的到无穷大之间，回波损耗越大表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。
0表示全反射，无穷大表示完全匹配。
在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于14dB。
2.天线的极化方式所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。
由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。
因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。
另外，随着新技术的发展，最近又出现了一种双极化天线。
就其设计思路而言，一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化方式。
双极化天线组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线，并同时工作在收发双工模式下，大大节省了每个小区的天线数量；同时由于±45°为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果。
天线发射和接收性能指标
天线发射和接收性能指标一、天线效率天线效率和架设天线的导体材质、天线形状、工作频率、天线长度、天线架设高度有关。
1、天线材质尽量选择导电性能好、电阻率低的金属材料，如银、铜、铝等。
由于银线材的成本太高，所以实际应用中最好选择电工纯铜线.由铜矿石冶炼后，除去杂质，尤其要减少氧化物，再通过电解后得到电解铜，然后拉成丝。
这种电工纯铜的杂质少，电阻率很低。
一些正规国营电线厂生产的电线和漆包线都属于这类线材。
现在市场上还常常见到一些乡镇企业或个体户用回收的废旧铜冶炼后（再生铜）生产的电线，这种铜线材所含杂质较多，电阻率也较大，如果用这种线材制做天线时，天线的效果不会很好，往往还会增大接收时的白噪声，不利于弱信号的接收。
用各种线材制作天线时，截面大的线材接收效果好于截面小的线材。
由于高频信号的集肤效应，同样截面时，多股线材的接收效果好于单股线材。
铝材料一般在制作八木天线时用的较多。
2、天线的形状为了提高天线的效率，往往在不同波段采用不同形状的天线，LW 段以长线天线为主，MW段以长线天线和环状天线为主，SW段以长线天线、偶极天线和八木天线为主，FM段和V/U波段以八木天线和鞭状天线为主，800M以上的微波段以板状天线和抛物面天线为主。
3、工作频率工作于不同频率的天线，其效率也是不同的，天线的效率一般都随工作频率的提高而增加，高频天线的效率一般都高于低频天线。
有资料表明：长波天线的效率为10%—40%，中波天线的效率为70%—80%，短波天线的效率为90%—95%，超短波（FM、V、U）和微波天线的效率为95%—99%。
4、天线的长度当天线的有效长度接近其工作频率半波（1/2波长）的正整数倍时，天线的效率较高，若这个倍数增加时，天线的效率还会进一步提高，但波长数（天线长度）的增加与效率的提高不是成正比关系。
环型天线的直径增加时，天线效率会提高，环型天线的圈数增加时，天线的效率也会进一步提高。
抛物面天线的直径增加时，天线效率的提高会更明显。
天线的机械指标
天线的机械指标
天线的机械指标通常包括以下几个方面：
1.天线尺寸：天线的尺寸指的是天线的物理尺寸，通常以长度、
宽度和高度等维度来描述。
天线尺寸的大小会对其在特定场景下的安装和使用产生影响。
2.天线重量：天线的重量是指天线本身的重量，包括天线结构
和所使用的材料。
重量对于安装和悬挂天线，特别是在需要移动或携带的应用中，具有重要的考虑因素。
3.安装方式：天线的安装方式涵盖了天线的安装方式和方式。
这可能包括挂壁安装、杆式安装、架空安装、嵌入式安装等不同的安装方式。
4.防护等级：天线的防护等级表示天线对环境条件的适应能力。
通常以IP码表示，IP码由两个数字构成，分别表示对固体物体的防护等级和对液体物体的防护等级。
5.耐候性：天线的耐候性指其对气候和环境条件的适应能力，
包括能否耐受高温、低温、湿度、紫外线照射等。
6.机械强度：天线的机械强度表示其对物理冲击和振动的抵抗
程度。
这包括必须经受的风载、雨雪冰冻、抗震性等。
这些机械指标对于天线的设计、制造、安装和维护都具有重要的意义。
具体的机械指标要根据所使用的天线类型和应用场景来确定，因为不同类型的天线有不同的机械要求和技术规范。
天线的几种重要电气指标
天线的几种重要电气指标天线是无线通信系统中的重要组成部分，它负责将电信号转化为电磁波进行传输，同时也将接收到的电磁波转化为电信号进行处理。
在天线的设计与使用中，有几个重要的电气指标需要考虑和关注，包括增益、方向性、带宽和驻波比。
一、增益天线的增益是指天线在某一特定方向上将输入信号辐射出去的能力，也可以理解为天线信号输出功率与输入功率的比值。
增益通常用分贝（dB）来表示，分贝数值越大表示天线的增益越高。
增益的大小直接影响到天线的传输距离和覆盖范围，一般情况下，增益越高的天线传输距离越远。
二、方向性天线的方向性是指天线在某一特定方向上接收或辐射信号的能力。
方向性通常用指向性系数（dBi）来表示，指向性系数越大表示天线在特定方向上的能力越强。
方向性天线适用于需要有选择性地接收或辐射信号的场景，可以有效减少干扰和提高信号强度。
三、带宽天线的带宽是指天线在频率上能够工作的范围。
带宽的大小决定了天线能够接收和辐射的信号频率范围。
带宽越宽，天线能够适应的信号种类越多。
在实际应用中，常常需要根据具体的通信需求选择合适的天线带宽。
四、驻波比天线的驻波比是指天线输入端与输出端之间的驻波比，它反映了天线的匹配性能。
驻波比的大小表示天线输入端与输出端之间的匹配程度，驻波比越小表示天线的匹配性能越好。
当驻波比过大时，会导致信号的反射和损耗，降低通信质量。
除了以上几个重要的电气指标外，天线的极化、阻抗、工作频率等也是设计和选择天线时需要考虑的因素。
不同的应用场景和通信要求需要不同类型和性能的天线，因此在实际应用中，需要根据具体的情况选择合适的天线。
总结一下，天线的增益、方向性、带宽和驻波比是天线的重要电气指标，它们直接影响着天线的性能和适用场景。
在设计和选择天线时，需要综合考虑这些指标，以满足具体的通信需求。
同时，还需要注意天线的极化、阻抗、工作频率等因素，以确保天线在通信系统中的正常运行和良好的性能。
天线的主要性能指标
天线的主要性能指标天线是无线通信系统中的重要组成部分，它的性能直接影响到通信系统的稳定性、可靠性和性能。
天线的主要性能指标可以分为以下几个方面。
1.频率范围：天线的频率范围是指天线能够工作的频率范围。
不同的无线通信系统需要不同的频率范围，因此天线的频率范围应该能够覆盖所需的频率范围。
2.增益：天线的增益是指天线在特定方向上相对于理想同轴电缆天线的功率增加量。
增益越高，天线的接收和发射效果就越好。
增益与天线的指向性有关，指向性越高，增益越高。
3.方向性：天线的方向性是指天线在空间范围内辐射和接收电磁信号的特性。
天线的方向性可以通过天线的辐射图来表示，主要包括主瓣方向和边瓣。
4.波束宽度：波束宽度是指天线主瓣的宽度，也可以理解为天线对信号的接收和发送的方向选择性。
波束宽度越小，方向选择性越好，但覆盖范围也会减小。
5.阻抗匹配：天线的阻抗匹配是指天线的输入阻抗与馈线的阻抗保持一致。
阻抗匹配不好会导致信号的反射和损耗，影响信号的传输质量。
6.驻波比：驻波比是指天线输入端口处的反射波和传输波之比。
驻波比越小，说明天线的阻抗匹配越好，信号的传输质量越好。
7.前后比：前后比是指天线在其中一方向上的辐射功率与在反方向上的辐射功率之比。
前后比越大，说明天线的方向性越好，信号的传输干扰越小。
8.极化方式：天线的极化方式有垂直极化、水平极化、圆极化等。
天线的极化方式应与无线通信系统的极化方式一致，以保证信号的传输效果。
9.环境适应性：天线的环境适应性是指天线在不同的环境条件下的性能表现。
例如，天线在恶劣天气条件下的性能是否稳定，是否受到周围物体的干扰等。
10.承载能力：承载能力是指天线能够承受的最大功率。
天线的承载能力应该能够满足无线通信系统所需的功率要求，以确保天线的稳定运行。
总之，天线的性能指标决定了它在无线通信系统中的适用性和性能表现。
无论是接收还是发射信号，在选购天线时，需要根据具体的应用需求，选择适合的天线，并通过合理的安装和调试，实现最佳的通信效果。
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5dB,测试在此功率条件下EUT在中间信道的灵敏 度， 中间信道的灵敏度不应超过完整测试信道的误码率/ 误帧率
TIS 测试
Azimuth = 138.7 Elevation = -55.1 Roll = -57.3
Total
Z
X
Y
GSM 900 FS TIS
人头模型 待定 NA
自由空间 NA ≤－100
人头模型 NA 待定
YD的OTA标准
总接收灵敏度(TIS)限值要求
CDMA
功率等级
CDMA
自由空间
人头模型
Always Up
≤ -98dBm
待定
YD的OTA标准
CDMA TIS 测试方法
现有OTA规范规定测量 FER=0.5%时的 TIS，耗时约16小时
EIS－有效全向灵敏度 TIS－总全向灵敏度 NHPIS－接近水平面全
向灵敏度
Universal Radio Communication Tester Relay Switch Unit
GPIB-Bus
TIS 测试
Communication RX Antenna on ceiling
Measurement Signal Path
CTIA OTA 路径要求
远场区域 辐射能量从点源发出 可以提供被测天线的辐射模式测
量 r > 2D2/λ是一般的定义 被叫做Fraunhofer区域
纹波测试
确定暗室有足够的静区性能
¾ 测试暗室反射对静区影响 ¾ 定位系统及EUT支撑物对静区的影响
包括两部分：
¾ Theta 轴纹波测试 ¾ Phi轴纹波测试
以EIS的差作为相应信道的TIS的差异，近似找到 在FER=0.5%的结果
将此方面的近似计入测量系统总不确定度中
2维测试分析
¾选择射频辐射和 接收灵敏度最好的 平面进行测试 ¾一般只用测试一 个极化即可 ¾方便进行产品初 期的摸底和诊断 ¾全方位了解还需 3维测试
2维测试分析
GSM TRP.raw
OTA测试简介
测试系统 路径要求 暗室性能测试
CTIA OTA测试系统
满足远场条件 纹波测试，总不确定度小于2dB. 高精度三维定位装置 满足CTIA OTA进行自由空间和人
头模型测试要求 定位系统和EUT支撑物必须是电磁
波透明材料
CTIA OTA测试系统
Network Analyzer
TRP 测试
EIRP－有效 全向辐射功 率
TRP－总辐射 功率
NHPRP－接近 水平面辐射 功率
Spectrum Analyzer Universal Radio Communication Tester Relay Switch Unit
GPIB-Bus
TRP 测试
Measurement Signal Path
Receive Antenna
Communication Path Fiber Optics for MAPS system
MAPS Controller
Mobile Phone
Communication Antenna on MAPS
TRP 测试
EUT处于最大功率发射 非便携式只EUT需要进行自由空间下测试 便携式还要进行人头模型条件下的测试 在EUT支持的每一个频段，对高中低三个
¾OTA测试简介 ¾OTA测试方法 ¾YD OTA 标准 ¾OTA实例分析
OTA 测试简介
目的：验证无线设备和网络的连接能力以 及终端使用者对辐射和接收性能的影响
进行空间三维测试 进行辐射功率和接收灵敏度两方面测试 每一方面测试中，都要进行自由空间和带
人头模型两种情况下的测试，若天线为伸 缩式，还要在天线拔出和缩回两种状态下 进行测试。
信道进行测试 对于可伸缩天线的EUT,需要在两种条件下
分别测试
TRP 测试
通过控制EUT的位置，三维空间 测量各点的有效辐射功率EIRP， 通过积分计算球面上的平均值
15度步长进行测试
TRP 测试
Total
Azimuth = -10.0
34
Elevation = 63.0
Z
Roll = 20.8
人头模型 待定 NA
自由空间 NA ≥25
人头模型 NA 待定
YD的OTA标准
总辐射功率(TRP)限值要求
CDMA
功率等级 Always up
CDMA
自由空间 TRP
人头模型 TRP
20dBm
待定
YD的OTA标准
总接收灵敏度(TIS)限值要求
GSM
功率等级 5 0
GSM 900
GSM 1800
自由空间 ≤－102 NA
折பைடு நூலகம்式移动台
EUT定位(人头模型 1)
以左、右耳为旋转轴中心时的坐标系统
EUT定位(人头模型 2)
以模拟人头中心为旋转轴中心时的坐标系统
人头模型
人头模型根据IEEE
Std 1528-2002 Draft
CBD 1.0 – April 4, 2002，稍做改变
通话位置为以上标准 中的“check”或者 “touch”位置
信道号 975 975 38 38 124 124
Designation 频率 (MHz)
下行 上行
925.2 880.2
下行 上行 下行
942.6 897.6 959.8
上行
914.8
YD的OTA标准
DCS 1800 测试信道
频段
信道号
DCS 1800 A 512 DCS 1800 A 512 DCS 1800 B 661 DCS 1800 B 661 DCS 1800 C 885 DCS 1800 C 885
Theta Polarization -X
(To MA)
-Y (Theta Axis)
+Y
+X
(Phi Axis)
-Z
测试系统
测试系统
CTIA OTA 测试系统
CTIA OTA 测试系统
精密偶极子
标准增益喇叭
CTIA OTA 路径要求
反应近场 辐射近场 远场
CTIA OTA路径要求
Designation 频率 (MHz)
下行
1805.2
上行
1710.2
下行
1835
上行
1740
下行
1879.8
上行
1784.8
YD的OTA标准
CDMA 测试信道
频段
信道号
Cellular A 1013
Cellular A 1013
Cellular B 384
Cellular B 384
Cellular C 777
Transmit Antenna
Communication Return Path Fiber Optics for MAPS system
MAPS Controller
Mobile Phone
Communication RX Antenna on MAPS
TIS 测试
EUT处于最大功率发射 非便携式EUT只需要进行自由空间下测试 便携式还要进行人头模型条件下的测试 在EUT支持的每一个频段，要选高中低三个信道进
IEEE 1528
OTA
人体组织液配方
成份
重量百分比（%）
水
45.3
糖
54.3
羟乙基纤维素
0.3
(Hydroxyethylcellulos
is)
杀菌剂(Dowicil™ 75) 0.1
YD的OTA标准
国家通信计量站负责起草了《移动台空中射 频辐射功率和接收机性能测试方法》，现已 形成了送审稿，预计将于年底发布
行完整TIS测试 在满足最大间隔条件下对中间信道还要进行相对灵
敏度测试 对于可伸缩天线的EUT,需要在两种条件下分别测试
TIS 测试
通过控制EUT的位置，三维空间测量 各点的空间接收灵敏度EIS，通过积分 计算球面上的平均值
30度步长进行测试
TIS 中间信道测试
TIS 测试
相对灵敏度测试： 找到完整测试信道的最佳接收灵敏度的测量点， 调整定位器的位置及测试的极化与最佳接收灵敏度
DCS TRP.raw
GSM TIS.raw
DCS TIS.raw
2维测试分析
theta GSM.pat
theta DCS.pat
3维测试分析
GSM TRP.raw
DCS TRP.raw
GSM TIS.raw
DCS TIS.pat
根据我国的实际情况进行编制，提出了针对 GSM 900，DCS 1800及CDMA的射频辐射 功率及接收机性能详细测试方法。
添加了限值要求 对整个系统的不确定度进行了分析 改善了CDMA接收灵敏度测量方法
YD的OTA标准
GSM 900 测试信道（低，中，高）
频段 GSM 900 A GSM 900 A GSM 900 B GSM 900 B GSM 900 C GSM 900 C
Antenna Under Test (AUT)
RF Cables
Walkway
GPIBBus
Fiber Optics for MAPS system MAPS Controller
Penetratio n Panel
CTIA OTA测试系统
+Z
-Y +X -Z