超宽带干扰测试

简介

超宽带 (UWB) 技术可在短距离内实现高精度定位与通信，为安全测距类应用带来诸多优势。该技术通过发射持续时间很短的无线电脉冲进行工作，其占用带宽超过 500 MHz，工作频段通常为 3.1 GHz 至 10.6 GHz。这使其能够支持诸如实时资产跟踪、导航、安全门禁控制和免接触式移动支付等应用。在汽车领域，UWB 最早被用于车联网联盟 (CCC) 定义的数字钥匙应用中。凭借其高精度、高可靠性和高安全性，UWB 不仅适用于安全无钥匙进入系统，也非常适合许多其他汽车应用场景，例如儿童车内遗留检测和手势控制等。

UWB 的一大特点是发射功率低，1 MHz 条件下仅为 –41.3 dBm，这使其能够与其他无线电业务共用频段。因此，必须对 UWB 应用进行测试，以验证其是否受到无线电业务的干扰，尤其是对安全性要求较高的应用。干扰信号的来源多种多样，其中最常见的是与 UWB 应用同频或邻频的其他无线电业务产生的干扰。这种潜在干扰源包括 6 GHz 频段中的 Wi-Fi 通信、C-V2X 以及未来的蜂窝通信网络。

您的任务

在研发和质量保证阶段，需要评估现有和未来无线电业务对 UWB 应用的影响。只有通过这样的测试，才能确保与安全相关的 UWB 应用长期正常运行，并采取相应举措以规避干扰。

罗德与施瓦茨解决方案

安全测距是许多 UWB 应用的关键功能。因此，在对 UWB 设备与芯片组进行验证以及进行天线校准时，必须精确测量飞行时间 (ToF)。此外，还可以测量不同频率和功率电平的干扰信号下的 ToF，以此分析干扰信号的影响。干扰信号会严重削弱接收微弱 UWB 信号的能力。

为了准确测量 ToF 和接收机灵敏度，罗德与施瓦茨提供了一套易于设置的测试解决方案。R&S®CMP200 无线通信测试仪与 R&S®CM-Z310A UWB 远程射频头配合使用，并结合射频功分器/合路器和多种衰减器，可以进行 ToF 和接收机灵敏度测量，无需进行附加校准或路径延迟测量。

干扰测量既可在受控环境中进行，也可通过空口 (OTA) 方式开展。R&S®CMQ200 非常适合 UWB OTA 测试。其频率范围为 0.3 GHz 至 14 GHz，屏蔽效能超过 80 dB。该屏蔽柜可根据客户的测试需求灵活配置。

为了生成干扰信号，可以使用诸如 R&S®SMM100A 的矢量信号发生器。这款信号发生器在 100 kHz 至 44 GHz 的整个频率范围内提供优越的射频特性。该仪器还支持现有无线标准使用的 6 GHz 以下频段，以及新定义的 5G NR FR1 和 Wi-Fi 7 频段。

应用

图 1 所示为 UWB 干扰测试装置。R&S®SMM100A 生成的干扰信号通过射频功率合路器馈入待测的 UWB 设备 (DUT)（上图）。干扰信号也可通过 R&S®CMQ200 屏蔽柜内的天线以 OTA 方式馈入 UWB DUT（下图）。在 ToF 和接收机灵敏度测量中，将 R&S®CM-Z310A UWB 远程射频头连接到 R&S®CMP200 无线通信测试仪。这两种测量均使用 R&S®WMT 无线制造测试工具及其内置的 UWB 物理层测试套件，并由外部电脑控制。

R&S®WMT 工具是一款基于 Python 的软件解决方案，可用于 5G NR、Wi-Fi、Bluetooth® 和 UWB 的芯片组与模块射频测试（包括 UWB TX、RX、ToF 和 AoA 测试）。该工具专为大批量生产测试和全自动化研发应用而设计。此外，R&S®WMT 还通过控制接口（COM 端口）使用标准 FiRa UCI 命令控制与 DUT 的通信。

ToF 或接收机灵敏度测量会使用特定频率和不同功率电平的干扰信号，可以通过功率耦合器进行传导测试，也可以通过天线进行 OTA 测试。为了测试干扰源对 DUT 的影响，会将干扰信号的功率电平增加到指定值。

测试人员还可以观察干扰是否导致 ToF 值发生变化，或使 ToF 测量无法进行。图 2 展示了在不同带宽的 Wi-Fi 信号（6.245 MHz 频率下，信号带宽分别为 20 MHz 和 320 MHz）条件下，CH5 (6489.6 MHz) 上的 UWB 接收机灵敏度测量结果。

总结

罗德与施瓦茨提供全面的测试解决方案，确保 UWB 应用的可靠性与安全性。该解决方案可实现准确的 ToF 测量、干扰测试以及 UWB 设备与芯片组认证，保障长期的稳定运行。

Bluetooth® 字标和徽标是 Bluetooth SIG, Inc. 所有的注册商标，罗德与施瓦茨对此类标志的任何使用均已获得许可。