打造無線傳輸完美品質 各式射頻量測儀器居要角

2005-11-01
針對射頻積體電路(RFIC)的量測,所需的量測技術與數位積體電路(Digital Logic IC)或記憶體(Memory IC)的測試技術大不相同,其所需要之技術及障礙均較高,加上各式無線通訊裝置朝向高度整合、小型化方向發展...
針對射頻積體電路(RFIC)的量測,所需的量測技術與數位積體電路(Digital Logic IC)或記憶體(Memory IC)的測試技術大不相同,其所需要之技術及障礙均較高,加上各式無線通訊裝置朝向高度整合、小型化方向發展,射頻技術亦更加多元與複雜,因此,在量測射頻訊號時,便須倚賴合適的量測儀器,以確保射頻訊號不受干擾,無線通訊裝置傳輸品質良好,而量測儀器廠商亦致力於發展、提供客戶合適的測量射頻訊號儀器。  

基於射頻製程技術上變化的考量,以及因應無線通訊產品發展趨勢採用類比或是數位射頻技術,量測儀器廠商皆發展出相對應的量測儀器,從傳統的掃描頻譜分析儀、頻譜分析儀、向量訊號分析儀,至即時頻譜分析儀,都能提供通訊元件、設備業者測試其產品。  

即時頻譜分析儀提供觸發、捕獲和分析功能  

今日的射頻所要傳送的資訊越來越多元化,許多系統均使用複雜的數位調變、頻率漂移跳頻、脈衝傳輸和其中時間變化的技術,以減少干擾並提高裝置性能。新時代的數位射頻訊號不再採用簡單的AM或FM調變,而是採用更複雜的調變方式,其訊號是隨時間變化,而且訊號隨時都會有很大的變化,因此為了即時捕捉各種訊號變化,量測儀器必須具備隨時擷取、分析訊號的功能,而即時頻譜分析儀便可提供此功能。  

「即時頻譜分析儀」名稱為太克科技(Tekronix)所創,太克科技產品經理Hideaki Ogata(圖1)表示,即時頻譜分析儀提供觸發、捕獲和分析功能,有助於理解隨時間變化,從跳頻到EMI瞬態的各種訊號行為,無論是類比或數位射頻訊號,雖然其調變方式不盡相同,但都能透過即時頻譜分析儀進行解調。  

目前太克科技即時頻譜分析儀包括WCA、RSA2200A、RSA3300A、RSA3400A等系列(圖2),量測範圍達到8GHz,可量測多種無線應用之射頻訊號,太克科技業務部協理丁偉凱(圖1)表示,該公司將無線應用主要分成電信通訊(Telecom)及無線數據通信(Datacom)兩類,前者包括GSM、WCDMA,後者包括無線區域網路(WLAN)、藍芽(Bluetooth)、無線射頻辨識(RFID)、ZigBee等,其中太克特別看好GSM、3G,及RFID之未來市場發展。  

頻譜分析儀應用廣  

除即時頻譜分析儀外,目前大部分的無線訊號收發測試皆使用射頻訊號產生器及頻譜分析儀,頻譜分析儀負責測試訊號發射,而射頻訊號產生器負責測試接收,但無線傳輸訊號種類眾多,射頻訊號產生器無法發射這麼多種訊號,所以許多廠商會使用其他方式替代。  

固緯電子通訊研發事業處協理廖嶽儒(圖3)表示,在所有通訊量測儀器產品中,固緯相當看好頻譜分析儀,因為測試任何產品時都用得到,而射頻訊號產生器之技術門檻低,許多廠商都能輕易跨入此市場,造成市場低價競爭,獲利有限。目前固緯的頻譜分析儀可提供頻率範圍9kHz~2.7GHz,廖嶽儒表示,在2.4GHz頻段,已有太多無線通訊產品使用此頻段,例如無線網卡、藍芽產品等,導致容易造成互相干擾,因此市場趨勢將會走向其他免授權付費頻段,固緯正在進行研發3GHz頻譜分析儀,而下一個研發重點可能會是5.7GHz。  

開發綜合測試儀商機突起  

多合一功能的綜合測試儀也在崛起當中,廖嶽儒表示,固緯目前已提供綜合測試儀應用於手機後端品管及維修,由於綜合測試儀的單價高,測試對象當然也是針對高單價的通訊產品,目前市面上的綜合測試儀多用來測試高階手機。  

安捷倫(Agilent)電子儀器事業群行銷處市場專案經理徐正平(圖4)表示,目前在儀器發展上有個趨勢,便是各家儀器廠商紛紛投入開發多功能的綜合測試儀,綜合測試儀可以同時測量基頻及射頻訊號,而安捷倫也在發展綜合測試儀上不遺餘力,此產品在各方面測試效能表現良好。  

用低價格升級舊設備  

無論是即時頻譜分析儀、頻譜分析儀、綜合測試儀或向量訊號分析儀,對通訊業者來說,使用測量工具的目的在於確保其產品品質,提升市場競爭力,但通訊量測儀器的售價通常不便宜,尤其當無線通訊產品不斷更新、邁向多元化,通訊業者難以針對每一項產品都購入測試設備,因此,如何利用少許的金錢,達到量測射頻訊號目的,是目前許多通訊業者傾向的作法,尤其在台灣低價競爭的市場環境下,更呈現此一走向。  

為滿足客戶省錢的需求,義政科技提供在現有舊設備上升級的產品,義政科技擁有許多射頻相關產品線,小至射頻接頭、射頻信號線、射頻放大器、射頻衰減器、射頻開關,大至通訊量測儀器等都是其營運範圍(圖5),義政科技光電/電子事業部業務經理簡水明(圖6)表示,由於義政擁有完整的射頻產品,能夠協助客戶在舊有量測儀器上進行射頻路徑規劃,因此客戶毋須花費大量資金購買新儀器,義政亦有組裝業務,協助客戶測試平台進行平台組裝測試,另外,義政還從事二手量測儀器的買賣、租賃、換機、維修等服務。  

量測儀器高頻化  

通訊市場持續快速變遷,量測儀器廠商各有其因應之道,簡水明表示,無論通訊市場如何快速變化,射頻衰減器都不會落伍,義政抓住此一市場商機,目前在此市場獲利情形相當良好,此外,隨著通訊產品邁向體積小型化、低耗電量、高密度、性能優越及數位化,通訊量測廠商亦必須提升技術能力,義政持續開發新產品,並鎖定無線網卡市場,提供12GHz固定衰減器、12GHz可程式衰減器、射頻分配器、射頻信號線、射頻開關、各式轉接頭、GPIB Card,以及Control I/O Card等產品;除無線網卡外,還看好WLAN MIMO、GPS、藍芽等市場簡水明強調,量測儀器虛擬化為未來趨勢,但其技術門檻高,目前義政已安排研發人員正在進行相關技術的發展。  

廖嶽儒則表示,由於原有頻道將愈來愈擁塞,勢必無可避免地朝向更高頻段移動,射頻技術也將因此高頻化,同時,各種數位調變技術的發展將使傳統的射頻量測無法滿足,但在無線通訊產品數位化、普及化、價格平民化的趨勢下,含有數位解調功能、價格昂貴的射頻分析儀器也會造成低價產品(像RFID)生產者的成本壓力,因此,固緯將開發更高頻產品,配合客戶生產模式,為其量身打造(Made to Measure)合適的量測系統。  

(詳細圖表請見新通訊57期11月號)  

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