你会学到什么：
- 知道无线设备必须通过的关键测试。
- 为您的设计准备认证的一个好的设计方法。
美国运营商将在2022年底关闭3G网络，转而使用4G/LTE网络，世界其他地区的运营商可能也会效仿。因此，将在这些网络上运行的物联网和远程信息处理设备必须针对4G/LTE进行重新设计，并可能需要进行测试以获得网络认证。本文将阐明第一次通过认证的要求和方法。
对于新用于RF的设计人员，无线设计需要一种略微不同的方法，这使得天线并允许其表现良好。如果天线嵌入，即表面贴装装置（SMD）天线，需要用小心放置在设计中，或者它可能不会像预期的那样表现。
即使该设备不需要认证，我们在这里概述的准备测试的设计方法也将帮助您从天线获得更好的结果。
发射器和LTE的测试
所有电器产品都要经过电磁兼容性(EMC)和安全性测试，但如果产品中含有发射器，则必须通过进一步的测试，以确保其在无线方面的安全性。这些测试确保:
- 它不会干扰任何其他不相关的电信产品的使用。
- 它能正确有效地利用有限的无线频谱。
- 它没有对人类的任何健康问题造成任何健康问题，即，RF必须在已知安全的水平范围内。
因此，任何具有无线连接的产品——无论是Wi-Fi、蓝牙、ISM、卫星还是蜂窝网络——都必须经过一系列额外的测试，以确保其符合要求的标准。
如果设备使用LTE网络，测试将变得更具挑战性，原因如下。首先，LTE使用多个不同的频段。美国的最低频段是3个，但如果要在世界上更多的国家和地区使用该设备，则必须在不同的频段进行测试。因此，需要进行更多的测试。
射频性能设计
对于一个在全球范围内运行的设备，设计应该允许天线在所有这些频率上运行。因此，在设计中必须特别注意天线。天线必须放置在正确的接地面上，使其在每个频率下都能正常工作。此外，天线将需要一个匹配的网络，这应该在天线制造商的数据表中指定。
LTE设备有时使用多输入多输出(MIMO)或分集技术，其中多个天线一起工作，以提高设备的性能。在这种情况下，设计需要一个额外的测试:包络相关系数(ECC)测试测量每个天线的辐射波束的图案，结果必须符合设定的准则。
考试如何控制
在最高层面上，一项设计必须符合成品销售国家的立法。FCC是美国的相关机构，欧盟也为欧洲国家制定类似的标准。最重要的是，电信行业有自己的标准——在美国，这些标准是由PTCRB；在美国之外，它是全球认证论坛（GCF）。
这些机构自己不进行测试。他们与认可测试实验室的网络合作，这些实验室将知道哪些测试适用于物联网产品，并将在有消声室的实验室中进行必要的测试。
4G和LTE电信产品的测试是明确定义的。然而，5G仍然是相对较新的，当局的工作方仍在最终确定测试将如何运行5G设计。
最后，每个电信运营商都有自己的标准，为结果必须实现，以便被接受到其网络上。运营商的测试检查设备对实际网络的性能。例如，AT＆T除了PTCRB测试之外，还规定了天线的最小性能。PTCRB和载体都需要过空气（OTA）测试。
两个关键结果
两个测试测量对于理解很重要，因为它们直接测量天线的性能：
- 总辐射功率(TRP)：这测量了天线的平均球形有效各向同性辐射功率。有效地，这种读数确保了天线，因此设备将表现良好，而不需要点处于特定方向。
- 总各向同性灵敏度(TIS):该测试测量接收器的平均球形有效辐射灵敏度，并表示其性能和灵敏度。它将检测带内噪声或虚假信号，这些信号将导致设计失败认证。
另一项测试是特定吸收率(SAR)，特别适用于可穿戴设备，以及将在人体附近使用的设备。
设计期间的认证规划
我们建议以下七个步骤，以确保您选择的天线在设计中表现良好，并且您已经准备好为成品设备申请正式认证:
1.确定设计需要哪些认证。这将取决于设备的应用，它的网络，以及它的销售市场。如果设计需要认证，最好尽早在你所在的地区选择一个测试机构，从权威机构认可的名单中选择一个。
2.注意天线和通信模块的选择。较便宜的天线在测试中可能表现不佳。制造商的数据表将指定天线的关键测量值——效率和每个频率的天线模式。然而，数据表上的测量结果适用于天线本身。当它接近人手或其他部件时，会有不同的反应。
3.在此阶段咨询所选的网络运营商是明智的，以了解他们所需要的内容，以便设备将在其网络上运行。
4.有一个射频专家检查戈贝尔文件，以确保布局和堆叠将允许天线(或天线)正确操作。通常，天线被放置在印刷电路板(PCB)的边缘，这样它可以自由地向各个方向辐射而不受阻碍。对于有多个天线的更复杂的设计，请向射频工程师寻求帮助。
5.在一个AneChice室中发送用于被动测试的样本PCB。这将提供一个有用的报告，显示了天线的天线的性能。天线的输出显示为天线效率，增益，返回损耗，阻抗和2D和3D辐射模式。这些测试将揭示辐射功率和灵敏度的任何问题。
当这些测试完成时，可能会提出建议以提高设计的性能，并帮助您从天线中获得最佳性能。下一阶段是调整天线以优化其性能。
6.在这个阶段，设计可能需要对布局进行一些修改和调整，以提高射频性能，并确保它将按照预期在现实世界中执行。
7.发送一个完整的原型或样品，典型的最终生产单元的OTA测试。产品应附有电池、充电器和电缆，以及显示天线及其馈电细节的文档。有些测试是用“幻影”身体部位来模拟在人体或头部旁边使用的设备，因为射频在接近人体时表现不同。这些测试通常作为认证的先导，以评估设备的准备情况，并为获得产品认证的最后阶段做准备。
最后阶段将申请与产品及其市场的适当管理机构和蜂窝载体进行认证。一个好的天线公司将支持您通过设计和测试阶段。
