5G功放怎么测试

在亿万斯年的历史长河中，提出问题与解决问题一直是推动人类文明进步的主要动力。作为太阳系唯一的文明，人类不断运用智慧解决各种难题，从电、电话、无线电到计算机、半导体、汽车、新能源车、航天飞船、人工智能等的发明，这些都彻底改变了人类的世界。而未来的世界中，还将会有更多未知的挑战等待人类去探索和解决。

是德科技为您带来最新的“Solution Talks”，旨在帮助您快速实现创新的解决方案，以加速创新，连接世界并确保安全的领先。我们的话题覆盖无线通信（包含5G、6G）、汽车与能源、高速计算和光通信、半导体、医疗等行业的测试场景。

总结

•设计与5G基础设施兼容的功率放大器带来了重大挑战，因为毫米波载波频率、宽带宽信号、复杂的调制方案、以及越来越严格的误差矢量幅度（EVM）和相邻信道功率比（ACPR）要求，传统的矢量信号分析仪（VSA）表征方法呈现出某些方面的局限性。

•Keysight开发了一种新的测试应用来进行功率放大器的表征，解决了传统方法的挑战，利用高动态范围和最低的剩余EVM来快速测量非常低的EVM。

•调制失真测试选件提供了一整套的解决方案，使VNA测量以及ACPR和EVM在一个单一的测试系统使用VNA和信号发生器，允许用户用固定连接进行多种测量，简化了测试设置，提高了测量精度和可重复性，并产生了较低的残余EVM结果。

场景和趋势

现代射频通信链中的一个重要组成部分是功率放大器（PA），PA位于射频发射链路的最后阶段。作为信号传输质量的关键决定因素，功率放大器通过放大信号为天线提供高功率的发射信号。功率放大器决定了射频信号传输的效率以及质量。因此，功率放大器设计者需要准确的器件表征，以尽量缩短设计周期。

为了满足5G的需求，设计者需要优化PA的性能。5G功率放大器（PA）用于支持5G的移动基站和手机中，以放大信号进行传输。然而，部署5G，尤其是毫米波频段（mmWave）所需的载波频率、宽带宽信号和复杂的调制方案对元件的要求非常严格。

部署5G信号的收发需要严格的误差矢量幅度（EVM）测试。设计师在生成准确的器件模型、最大限度地减少设计周期以及用传统的EVM测量矢量信号分析仪认证器件的5G一致性方面面临着越来越多的挑战。

需求和痛点

由于功率放大器的线性度和效率之间存在折中关系，功率放大器设计者面临的挑战之一是如何将功率放大器设计成高线性度以及高效的，并满足苛刻的工作条件，例如毫米波（mm Wave）载波频率和极宽的信号带宽。数字预失真（DPD）是一种通过预先将信号失真提高功率放大器线性度的方法。通过反馈电路及DSP得到功率放大器的失真特性，对输入信号进行预失真，使其与功率放大器的非线性失真相反，从而在PA的输出端产生一个线性化信号从而延伸出更长的线性区，提高功率放大器的线性工作区。

关键性能指标包括误差矢量幅度（EVM）、邻道功率比（ACPR）、输出功率和增益。然而，随着5G元件和系统技术的复杂性不断增加，在调制信号激励下，准确的表征放大器的非线性特征变得越来越具有挑战性。

射频元器件的制造商必须提供明确的产品EVM指标。然而，传统的EVM测量系统涉及到包括信号源，信号分析仪通过信号源产生调制信号到信号分析仪器然后通过VSA链路做解调计算出EVM值。此外，传统的信号分析仪随着分析带宽的增加会出现信噪比下降的问题。

数字预失真（DPD）是功率放大器（PA）的一个关键的非线性补偿工具，能够提高发射机的效率。为了满足现代通信标准对高峰均功率比的线性和效率要求，设计者经常使用DPD来补偿非线性功率放大器行为。然而，为了最有效地使用DPD，设计师首先需要详细的非线性行为数据。

解决方案

因此，是德科技开发了一种新的测量方法（调制失真）来执行 PA 表征，以应对传统方法的挑战。这种方法利用高动态范围和最低残余 EVM 来快速测量非常低的EVM。调制失真测试设置使用 VNA 和信号发生器在单个测试系统中提供所有 VNA 测量参数如S参数、器件的残余EVM，输出EVM，EVM vs power，ACPR，NPR，DPD，load pull等测量。

5G PA 表征集成测试装置

功率放大器测试解决方案通过PNA-X调制失真分析软件应用，以更快的速度提供更低的残余EVM。矢量校准确保出色的信号保真度和准确的调制测量。

VNA表征5GPA测试方案

这种用于测量 PNA-X 调制失真的新测试方法利用了是德科技独有的一些关键技术，这些技术具有以下关键优势：

•紧凑的测试信号创建可在相对较短的时间内进行精确测量。

•VNA 校准和解嵌应用于调制分析，可在毫米波频率下进行精确的调制测量。

•隔离失真和附加噪声贡献，同时消除输入信号的贡献，可提高测量精度。

•PNA高动态范围赋予了调制失真应用有极低的残余EVM，并可以利用网络仪校准和信号源校准获得极高的EVM和ACPR测量精度。

•可使用网络仪内置的VSA软件查看完整的星座图，进行debug。

•消除信号分析仪可简化 EVM、NPR 和 ACPR 测量的大功率设置和开关矩阵，并降低成本。

审核编辑：汤梓红