摘  要：随着无线通信技术的高速发展，天线作为无线通信系统中发射和接收电磁波的转换装置，天线将传输线上的高频电流转换成空间电磁波，或者将空间电磁波转换成高频电流，天线性能好坏直接影响整个系统的通信质量。无线通信系统离不开天线，天线应用在生活中随处可见，例如广播、卫星、雷达、导航等都需要使用天线，尤其是在手机、电脑、GPS、蓝牙等便携终端上，由于设备采用有限供电，所以天线高效性工作对产品性能至关重要，由此需要测试无线通信设备的辐射性能（OTA），本文首先介绍混响室，其次是混响室的应用范围及测试示例。

关键词：混响室;天线;无线终端;OTA;

前言

1968年由Dr.H.A.Mendes首次提出混响室概念，当时主要用于电磁兼容测试，包括测量辐射抗扰度和辐射发射测试。1982年美国科罗拉多大学电气工程系教授David C.Chang提出了矩形混响室内电磁场本征模数与混响室尺寸、工作频率关系，为混响室设计提供了理论依据。随着计算机技术发展，数学模拟方法成为研究混响室的重要手段之一。混响室虽然可以测试电磁兼容，但并未得到广泛的推广，多数电磁兼容测试还是选择开阔场或电波暗室内进行。但是，近年来多输入多输出（MIMO）技术的出现，可以用电磁波的多路径传播增加数据吞吐量。由于混响室可以用作MIMO OTA测量，混响室在无线通信测试应用开始活跃，而混响室在MIMO测试应用的发展，也使得它在SISO（单输入单输出） OTA测量方面的应用重新获得重视。

1、什么是混响室

混响室是一个高Q值全反射屏蔽室，主要结构如图1所示，在屏蔽室内部安装搅拌器，参考天线、测量天线等，当参考天线发射信号时，通过搅拌器改变屏蔽室内部多模电磁环境的电磁边界条件，在每个边界条件下，屏蔽室内的电磁能量看作一个统计样本，搅拌一周期后得到的样本统计上是均匀的和各向同性的。在混响室内测试可以视为一个随机过程，一般来说，存在丰富的多路径反射形成谐振的金属屏蔽室可以视为一个混响室。

混响室根据搅拌器类型不同一般分为三类：第一类是靠改变混响室的形状和大小， 亦即改变边界条件来产生统计均匀的电磁场， 此时混响室一般是由屏蔽室和一个金属搅拌器组成， 称之为机械搅拌混响室; 第二类混响室是靠改变混响室的工作频率来产生统计均匀的电磁场， 称之为频率搅拌混响室; 第三类混响室是靠改变激励源的位置和大小来产生统计均匀的电磁场， 可称之为源搅拌混响室。

2、混响室的应用范围

自20世纪80年代以来，军用产品、汽车、航天工业、家用电器、通讯设施等产品的辐射抗扰度要求越来越高，希望对大体积的受测设备（EUT）施加高频高场强。对于传统开阔场或电波暗室，需要功率放大器的功率非常大，而混响室则可以通过较小功率产生较大的电磁场环境。混响室除了电磁兼容测试外，还可以用于屏蔽效能测试（如电缆屏蔽性能测试）、雷达散射截面测试、天线效率、有效辐射功率（TRP）等。

3.混响室测试示例

图3为南京纳特通信电子有限公司NT-OTA3500A型混响室，该混响室采用水平和垂直两种Z型搅拌桨，可支持5G基站及物聯网终端射频指标测试，混响室尺寸3500mm（长）*2700mm（宽）*2300mm（高），工作频率500MHz-67GHz，支持测试TRP、ACLR、杂散辐射、EVM等指标，本文以TRP测试为例进行介绍。TRP计算公式为

其中Pn为每个边界条件下的统计样本，N为总样本数，Gref为系统链路校准损耗，emismatch为校准喇叭失配系数，Gcable为线缆损耗，Gref需要通过校准测得，校准流程如图4所示。

测试结果PTRP可以边测试边观察，由图5可以看到随着统计样本数增加，PTRP统计平均逐渐收敛，最后测试完200样本数后，PTRP数值为33.2dB。

4.结束语

混响室作为一种新的测试环境，正在逐步得到业界的广泛应用，目前5G终端及基站在传统的电波暗室测试基础上，也提出了用混响室进行部分指标验证工作，混响室具有成本低，测试效率高等优势，但其主要用于全向指标测试，无法进行方向性指标测试，如EIRP和方向图等，目前对方向性测试是混响室探索发展的方向之一，目前高效的测试方法是将电波暗室方向性测试及混响室全向性测试相结合，可以大大的提高测试效率。

参考文献：

[1]袁智勇、李暾、陈水明、吴钒、何金良、曾嵘.混响室设计与校准测试[J]. 电波科学学报，2007（8）：571-576

[2] 张林昌.混响室及其进展（上）[J].安全与电磁兼容，2001（4）：2-8.

[3] 张林昌.混响室及其进展（下）[J].安全与电磁兼容，2002（1）：9-13.

作者简介：宫长波 1985年5月，男，民族汉，籍贯吉林，南京航空航天大学本科应用物理学专业，初级工程师，主要从事OTA测试，