5G时代,OTA成为5G终端和基站的主流测试方案。尤其是在5G毫米波频段,OTA测试变得更加必不可少。之所以有这些变化,是与5G所采用的信号频率、设备构造、关键技术等密不可分的。
传统的基站RRU与天线是分离的。通常会分别测试天线的辐射特性和RRU的射频特性。那时的天线还是无源天线阵列。而5G基站中RRU与天线集成变为了AAU,天线也变成了有源天线。即使把5G RRU和天线强制分开,传统的测量方法也不能准确测量。因为在5G一体化基站中,天线与RRU集成之后存在电磁耦合、有缘驻波等因素。并且,有源天线的校准和幅相加权是通过一系列有源器件配合完成的,与无源天线通过无源功分网络进行幅相加权不同。所以不能将传统方法搬到5G基站测试中用。
5G基站天线的OTA测试方案按远近场区分,主要有远场、紧缩场(也是一种远场)、多探头球面近场和单探头近场。
(1)远场测试方法
远场测试是最直接的测试方法。但是需要足够的场地,确保基站天线和接收天线之间的距离d大于特定值。这个距离与基站天线物理口径D以及信号波长有关。当距离达到这个条件时,基站天线发射的射频信号在到达接收天线时就能近似于平面波。
(2)紧缩场测试方法
紧缩场测试也是一种远场测试方法。但是它不像上面的远场测试那样需要很大的场地,因为它通过一个反射面在短距离内把球面波转化为平面波了,为天线测试提供了远场环境,也叫静区。该方法也是目前5G基站 OTA测试中最受关注的方法。
(3)多探头球面近场测试方法
近场测量方法是通过测量天线辐射近场的幅度和相位信息,在通过计算将近场数据变换为远场数据,从而得出天线的远场辐射特性。多探头球面近场测试系统的主要特征就是在待测天线的近场范围内,有一个布满探头的圆圈,待测天线借助转台在旋转180度后就可以测得整个辐射球面的数据。