淺析FCC占用帶寬射頻測試

汶曉勇，肖 越，林 聰

（廣東省通訊終端產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，廣東 河源 517000）

0 引言

隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展和周邊終端產(chǎn)品的日益豐富化，加之美國和中國近幾年的貿(mào)易額逐年上升，且美國的無線電和進(jìn)口產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)口法規(guī)都非常嚴(yán)謹(jǐn)，了解無線電產(chǎn)品、通訊產(chǎn)品和數(shù)字產(chǎn)品進(jìn)入美國市場的準(zhǔn)入規(guī)則就顯得十分重要和迫切。FCC作為美國政府獨(dú)立機(jī)構(gòu)通過控制無線電廣播、電視、電信、衛(wèi)星和電纜來協(xié)調(diào)國內(nèi)和國際的通信。凡是進(jìn)入美國的無線通信產(chǎn)品都要經(jīng)過 FCC的認(rèn)可，其中包括了產(chǎn)品的EMC、電磁吸收（SAR，Specific Absorption Rate）、射頻和安全等測試。OBW測試作為射頻測試項(xiàng)目中一項(xiàng)，主要衡量通信產(chǎn)品的整個(gè)信道發(fā)射出來的能量所占用的寬度是否符合相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)。針對無線通信產(chǎn)品來講，占用帶寬是確定的，不能超過其確定的帶寬范圍，也就是不能占用到其他通信產(chǎn)品的頻譜資源。通常來講，占用帶寬過大，會導(dǎo)致自身信道功率超標(biāo)；占用帶寬不夠，就會致使信道功率不夠，從而無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的基本通信功能[1]。

1 20dB和99%占用帶寬測試比較

占用帶寬通常包含 20 dB和 99%占用帶寬兩個(gè)測試項(xiàng)目。在實(shí)際的測試和編寫報(bào)告過程中，都習(xí)慣把 20 dB和 99%占用帶寬兩個(gè)項(xiàng)目混淆。它們的測試概念、測試方法和測試結(jié)果都不一樣。兩者不同之處詳解如下。

（1）測試概念

在美國標(biāo)準(zhǔn)FCC Part15C中規(guī)定20dB占用帶寬概念是:最大功率值降低 20 dB后的帶寬占用寬度[2]；在FCC Part 22和24中規(guī)定99%占用帶寬是指:整個(gè)信道的最大占用寬度[3-4]。

（2）測試流程

20 dB占用帶寬測試流程有:①占用帶寬測試必須在屏蔽房中進(jìn)行；②將被測物進(jìn)入測試模式，使得綜測儀能夠與被測物建立起通信鏈接；③進(jìn)入頻譜儀的“中心頻率”選件中設(shè)置中心頻率，然后“帶寬”選件中設(shè)置RBW和VBW,最后設(shè)置“掃描帶寬”的寬度和測試線路的路損的補(bǔ)償值；④當(dāng)信號出現(xiàn)在頻譜儀上的時(shí)候，峰值檢波找到最大點(diǎn)標(biāo)記1,然后在此基礎(chǔ)上減去20dB得到一個(gè)值；⑤進(jìn)入頻譜儀的“顯示”選件中，選擇“線”選件,填寫所計(jì)算出的值，然后在波形的上升和下降邊緣出現(xiàn)交叉點(diǎn)標(biāo)記2和標(biāo)記3；⑥標(biāo)記2和標(biāo)記3之間的寬度就是20dB占用帶寬。

99%占用帶寬測試流程有:①占用帶寬測試必須在屏蔽房中進(jìn)行,測試的時(shí)候注意綜測儀的設(shè)置，必須要使EUT以最大功率發(fā)射，使得被測物與綜測儀建立通信鏈接；②進(jìn)入頻譜儀的“中心頻率”選件中設(shè)置中心頻率，然后設(shè)置“掃描帶寬”的寬度和測試線路的路損的補(bǔ)償值；③當(dāng)頻譜儀有頻率跳動的時(shí)候進(jìn)入“測試”選件，在界面會看到占用帶寬選件，進(jìn)入這個(gè)選件內(nèi)選擇“測試設(shè)置”；④在“測試設(shè)置”中，選擇“99% 占用帶寬”選項(xiàng)，這個(gè)測試項(xiàng)就是最大占用帶寬的測試；⑤頻譜儀中進(jìn)入“追蹤”選項(xiàng)，然后“最大記錄”標(biāo)出最大點(diǎn)，記錄下占用的寬度值。

（3）20 dB和99%占用帶寬測試結(jié)果

結(jié)果如圖1所示。

圖1 20dB和99%占用帶寬的測試結(jié)果

在圖1中，標(biāo)記1為最大功率值，標(biāo)記2和標(biāo)記3點(diǎn)為最大功率減去20 dB的值在波形上的交點(diǎn)。20 dB占用帶寬就是標(biāo)記3處的頻率值減去標(biāo)記2處的頻率值。與20 dB相比較。99%的占用帶寬是不同的，它測試的是最大占用寬度，在圖中顯示為兩箭頭之間的頻率差。

通過對20 dB和99%占用帶寬在上述三個(gè)方面的比較可知，這兩個(gè)測試項(xiàng)目是完全不同的，所以不能作為同一個(gè)測試項(xiàng)出現(xiàn)在測試報(bào)告中，也不能用其中一種方法來替代另外一種測試。

2 占用帶寬測試系統(tǒng)比較

在實(shí)現(xiàn)占用帶寬測試中，傳統(tǒng)的測試系統(tǒng)構(gòu)建用到的設(shè)備包括了頻譜儀、綜測儀和功分器，如圖2所示。

圖2 占用帶寬測試系統(tǒng)

在中心現(xiàn)有的EMC測試系統(tǒng)中，集成了安捷倫的綜測儀和頻譜儀，為了更好地解決成本和有效地利用好測試資源，使用了EMC測試系統(tǒng)中的傳導(dǎo)雜散發(fā)射測試路徑代替功分器，其連接路徑如圖3所示。

圖3 EMC占用帶寬測試系統(tǒng)

圖3系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:①在FCC Part15,22、24章節(jié)中涉及的無線通信終端產(chǎn)品測試中，除了測試射頻等指標(biāo)外，還需要進(jìn)行EMC的測試，這樣一套系統(tǒng)就可以完成RF和EMC的測試；②完成測試用例的連續(xù)性提高，能提高測試效率；③節(jié)約成本，不需要再單獨(dú)搭建測試系統(tǒng)和配套環(huán)境設(shè)施建設(shè)。

3 結(jié)語

通過對無線通信產(chǎn)品進(jìn)入美國市場FCC要求的介紹,尤其是在對射頻測試部分的占用帶寬用例的詳細(xì)分析，在測試標(biāo)準(zhǔn)，測試流程和測試結(jié)果三方面進(jìn)行比較詳細(xì)的分析，給目前在測試行業(yè)對20 dB和 99%的占用帶寬上的不正確的解讀提供了有效的參考。同時(shí)在占用帶寬系統(tǒng)搭建中結(jié)合現(xiàn)有EMC系統(tǒng)的特點(diǎn)和系統(tǒng)構(gòu)造，在不增加功分器和不影響測試精確度的基礎(chǔ)上衍生出一種新的測試解決方案，經(jīng)過試驗(yàn)比對，測試結(jié)果滿意。這種解決方案的提出，為測試行業(yè)解決占用帶寬測試系統(tǒng)成本提供了新的思路。

[1]崔焱喆,余成波.基于有效帶寬保證的路由協(xié)議 OLSRBW[J].通信技術(shù),2009,42(07):226-228.

[2]FCC CFR 47 Part15 (vol2-2013.3).Radio Frequency Devices[s].USA:FCC,2013.

[3]FCC CFR 47 Part22 (vol2-2013.3).Public Mobile Services[s].USA:FCC,2013.

[4]FCC CFR 47 Part24 (vol2-2013.3). Personal Communications services[s].USA:FCC,2013.

[5]趙立昕,孫超,周正.UWB和PHS之間的電磁干擾分析[J].信息安全與通信保密,2005(04):44-45.

[6]洪利,馬俊飛,劉瑋,等.窄帶干擾抑制的一種新型頻率編碼正交 UWB脈沖設(shè)計(jì)[J].通信技術(shù),2007,40(11):91-93.