5G终端天线测试技术与实践/测试认证系列/5G先进技术丛书

《5G终端天线测试技术与实践》是“5G先进技术丛书·测试认证系列”之一，旨在全面介绍5G终端天线测试、认证方面的标准、测试环境、方法等内容。 《5G终端天线测试技术与实践》共7章，分别为绪论、天线发展及终端天线原理与结构、5G终端天线测试系统、终端天线测试标准化工作、5G终端OTA测试、终端天线认证要求和展望。 《5G终端天线测试技术与实践》包含了与5G终端天线性能测试、认证相关的各方面知识，可以作为通信测量工作、终端测试工作的入门图书，也可为无线通信领域的广大科技工作者、管理人员提供有益的经验。

安旭东 博士

中国信息通信研究院高级工程师，泰尔终端实验室天线与定位部主任。2021年获得北京市科学技术进步奖一等奖，2017年获得中国通信标准化协会科学技术奖二等奖。具有丰富的国际国内标准化经验，移动通信终端4G和5G天线OTA测试系列标准的主要起草人。3GPP国际标准化资深代表，《LTE/UMTS终端OTA测试规范》的标准起草人和大会报告人。作为第一起草人完成中国通信行业标准7项，参与起草并发布通信行业标准11项。曾多次参与国家科技重大专项和国家重点研发计划课题，发表论文20余篇。

刘政

中国信息通信研究院高级工程师，专注于移动终端天线测试方法与标准化领域的研究。在中国标准化协会担任TC9WG1副组长，负责天线标准化制定工作。参加国内外天线标准化工作十余年，主导制定多个国内外天线测试标准。主导完成的终端天线测试系列标准YDYT 1484系列一直是进网测试参考标准。在3GPP RAN4 MIMOOTA标准化工作中，主导完成了3GPP MIMO OTA标准工作。作为主要技术贡献者，参与CTIA Test Plan多个版本的制定。

王娜

中国信息通信研究院泰尔终端实验室高级工程师专注于无线通信天线技术以及导航定位领域的研究。多年来积极参与该领域的科研和标准化工作，参与多项国家重点研发计划、北京市工程实验室项目、中国通信标准化协会研究课题等。参与3GPP、CTIA、CCSA等国际国内标准化工作，研究开发了短距离通信OTA、5GOTA、5G AGNSS等多个测试系统。

《5G终端天线测试技术与实践》作者深入探究了5G终端天线测试技术的各个方面，从测试的基本原理、测试方法、测试流程以及测试实战等多个角度进行了全面阐述。

《5G终端天线测试技术与实践》首先详细介绍了5G终端天线测试的基本原理和测试方法，包括测试的基本流程、测试设备和测试环境的搭建等。接着，本书还介绍了测试实战中常见的问题和解决方案，让读者能够更好地理解、掌握和应用这些技术。此外，《5G终端天线测试技术与实践》还探讨了5G终端天线测试技术在5G网络建设和应用中的重要作用，对于5G终端的开发和应用具有非常重要的参考价值。

《5G终端天线测试技术与实践》介绍了与5G终端电天线相关的各方面知识，可以作为通信测量工作的入门图书，也可为无线通信领域的广大科技工作者、管理人员提供有益的经验。

前言

5G 通信技术的发展，给人们的生活、工作带来了极大的改变。国际电信联盟 (International Telecomunication Union,ITU) 定义了5G 通信三大应用场景——增强移动带宽 (enhanced mobile broadband,eMBB)、 海量机器类通信 (massive machine type of communication,mMTC) 和高可靠低时延通信 (ultra-reliable and low-latency communication,URLLC)。 从 5G 的三大应用场景中不难看出，5G 将在高速率联网、海量连接及低时延通信上颠覆传统通信技术。

5G 终端包括手机、平板电脑、笔记本电脑、 AR/VR/MR 产品、无人机、 机器人、医疗设备、自动驾驶设备及各种远程多媒体设备等，涉及的关键技术 包括新空口、多模多频、毫米波、 MIMO 天线等。虽然这些设备在体积、功能上不尽相同，但人们所关注的设备通信性能的优劣，很大程度取决于终端搭载的天线的性能。

中国信息通信研究院泰尔终端实验室拥有国内首个MIMO OTA测试系统，是3GPP 全球唯一的参考实验室，拥有亚洲最大的5G 毫米波远场测试系统。实验室在3GPP、CTIA 等全球5G 标准组织主导制定了5G SISO MIMO OTA领域的标准，同时也是国内行业标准组的主席单位，主导国内5G 终端天线性能测试技术规范、测试方法、指标限值标准，拥有一支5G 终端认证、检测、标准制定的专业团队，他们在终端天线测试规范标准化、终端天线测试、国内外认证方面具有丰富的经验。

结合作者在实验室开展的国内外标准化工作、技术实验、进网检测、国际认证测试等方面的经验和经历，本书全面介绍和论述了5G 终端天线测试系统、标准化工作、测试方法、国内外认证要求等内容。

本书首先介绍了无线通信的基本原理，通过对无线通信基本原理的介绍引出无线通信终端最重要的元件——天线的发展历程，以及终端天线原理与结构。 进而引出为终端进行天线测试所需的5G 终端测试系统。为了给5G 终端测试制定测试技术规范、测试方法和指标限值，书中详细介绍了国内外标准化组织以及对应于标准化组织的终端天线测试标准体系。根据标准化内容引出5G 终端OTA 测试方法，包括 Sub-6GHz 频段和毫米波频段 SISO OTA 和 MIMO OTA 测试。基于上述内容，引入不同国家及运营商对终端天线认证的要求。最后，根据5G 技术的发展以及终端的技术迭代，展望终端测试的未来。

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本书作者包括安旭东、刘政、王娜、陈晓晨、高瞻远、祝思婷、易轩、孙 思扬、杨蒙、张维伟等。参与撰写的人员和分工如下：安旭东、王娜、高瞻远 撰写了第1、2章；刘政、祝思婷、易轩、孙思扬撰写了第3、4章；安旭东、 王娜、刘政、陈晓晨、祝思婷、易轩、张维伟撰写了第5章；王娜、高瞻远、 杨蒙撰写了第6、7章。全书由安旭东负责统稿。

由于作者水平有限，书中难免有疏漏之处，恳请广大读者批评指正。

目录

第 1 章 绪 论

1.1 背景

1.2 技术发展

1.3 关于本书

第 2 章 天线发展及终端天线原理与结构

2.1 天线发展简史

2.2 终端天线设计原理

2.3 天线结构

2.4 终端天线类型

2.4.1 Sub-6GHz天线概况

2.4.2 毫米波天线概况

2.5 终端天线测试指标

2.5.1 带 宽

2.5.2 电压驻波比与回波损耗

2.5.3 天线效率

2.5.4 方向性系数

2.5.5 天线增益

2.5.6 天线辐射方向图

2.5.7 天 线 极 化

2.5.8 端口隔离度

2.5.9 包络相关系数

2.5.10 等效全向辐射功率

2.5.11 等效全向灵敏度

2.5.12 总辐射功率及总全向灵敏度

第 3 章 5G终端天线测试系统

3.1 基础测试仪器仪表

3.1.1 5 G 矢 量 信 号 源

3.1.2 矢量网络分析仪

3.1.3 5G系统模拟器/综测仪

3.1.4 5G无线信道仿真器

3.1.5 频谱分析仪

3.1.6 功率计

3.2 测试环境

3.2.1 天线测试环境发展

3.2.2 5G毫米波OTA测试方案

第4章 终端天线测试标准化工作

4.1 标准工作的意义

4.2 标准化工作组织

4.2.1 第三代合作伙伴计划

4.2.2 美国无线通信和互联网协会

4.2.3 中国通信标准化协会

4.3 终端天线测试标准体系与进展

4.3.1 3GPP终端天线测试标准

4.3.2 CTIA标准体系

4.3.3 CCSA终端天线测试标准

第5章 5G 终端 OTA 测试

5.15 G终端OTA测试概况

5.2 Sub-6GHz SISO OTA测试

5.2.1 测试指标

5.2.2 全电波暗室法

5.2.3 混响室法

5.2.4 实际测试场景

5.2.5 测试方法

5.3 毫米波SISO OTA测试

5.3.1 CTIA发射功率测试设置

5.3.2 CTIA接收灵敏度测试设置

5.3.3 毫米波频段测试方法

5.4 MIMO OTA测试

5.4.1 多探头全电波暗室法

5.4.2 混响室法

5.4.3 辐射两阶段法

5.4.4 MIMO 信道验证

5.4.5 测试指标

5.4.6 MIMO OTA测量不确定度分析

第6章 终端天线认证要求

6.1 政府监管

6.1.1 我国进网检测

6.1.2 欧洲 CE 认证

6.2 行业认证

6.2.1 PTCRB认证

6.2.2 G C F 认 证

6.3 运营商认证

6.4 测试实验室情况

第7章 展 望

7.1 5G通信总体展望

7.2 5G终端测试演进展望

7.2.1 OTA模式将成为必然选择

7.2.2 OTA测试方式新探索

7.2.3 多尺寸被测设备性能测试挑战

参考文献