揭开屏蔽箱的面纱
一、屏蔽箱及其作用
对于无线通讯产品的研发和生产来说进行射频测试是必不可少的生产步骤，在射频测试站通常由测试仪表、屏蔽箱和测试软件等几部分构成。
屏蔽箱是利用导电或者导磁材料制成的各种形状的屏蔽体，将电磁能力限制在一定空间范围内，用于抑制辐射干扰的金属体。并对传导和辐射进行处理，以实现给被测无线通讯设备提供无干扰的测试环境的设备。
根据测试要求和自动化的程度可以分为手动屏蔽箱、气动屏蔽箱和全自动屏蔽箱，一般工厂量产都是采用气动或者全自动屏蔽箱以提升生产效率。
同时根据工厂产能的要求通常射频测试站都是多个测试端口同时并行运作，屏蔽箱的隔离度好坏会直接影响到产品的产出。
二、屏蔽箱的屏蔽效能（SE）测试
屏蔽效能（SE），也称隔离度是指模拟干扰源置于屏蔽箱外时，屏蔽箱开合前后的空间某点的电场强度、磁场强度或功率之比。
校准认证机构一般通过如下方式计量屏蔽箱的屏蔽效能，参考的标准有:
- GB/T 12190
- EN 50147-1
- MIL-STD-285
- NSA65-6
测量方法就是使用发射装置如信号发生器或射频综测仪发射典型频率信号，并将发射天线置于箱体门边，用频谱分析仪连接接收天线去靠近发射天线附近接收，记录此时的接收功率为P1。
然后将发射天线放在箱体中央，不移动接收天线，关闭箱门，记录此时的接收功率为P2。
不断移动接收天线在箱体外周围接收信号重复进行测试，均要满足隔离度要求
SE=P1-P2，要求SE要满足指定的值，比如2.4GHz/5.8GHz的SE≥80dB。
根据国标对于不同频点的测试和天线的要求如下：
向上或者向下的测量频段的要求是：
发射天线和接收天线是同一种全向天线，不断换上需要测试的不同测试频段的天线重复进行测试确认。
测试仪器和天线之间的射频电缆需要选择屏蔽性能＞100dB的电缆，防止信号泄露造成测量结果的不准确。
屏蔽箱上面的密封条会因为使用时长逐渐老化，导致密封效果减弱甚至失去密封作用，所以要定期检查。
此外，一般使用一年要进行1~2次的计量校准确认屏蔽性能，保证生产治具的可靠性。
三、简单的SE验证方法
WiFi模组、蓝牙模组等在量产的时候可能会遇到RX经常容易测试Fail：
一般而言会从以下几个思路及顺序去解决这个问题。
a.检查产测工装的射频线等连接是否OK，不能存在松脱，折裂等问题；
b.如果是耦合测试需要调整耦合板到合适位置位置；
c.如果是传导测试需要注意顶针是否磨损，以及调整顶针确保压合无偏位，接触良好，如果偏位在TX性能测试的时候就会反映出来仪器数据捕获失败。
d.然后将线损补偿OK。
通常工厂产线可能没有测试仪器和资源，那么在确保射频综测仪的PER测试帧间隔和延时的设定在模组方案支持范围内的情况下可以通过下述方法确认屏蔽箱的环境是否干净。
1.将模组放入屏蔽箱，仪器不发包，通过串口命令使其进入ATE mode模式；不同方案命令可能不同但方法是一样的。
2022-03-30 09:17:20:604: welcome to bootload: XXXBOOTLOADER-XXXX-MD-V1.0.3
pwr on rst
boot mode: no jump
waiting command...
>>>mode 1
2022-03-30 09:17:24:864: mode 1
mode 1, jump to ate
2.通过串口命令选择RX信道；
#> wifi_setchn 1
2022-03-31 11:19:45:154: set_chn done: prim_freq:2412 ,center_freq:2412 ,bandwidth:20M
#>
3.通过串口命令发送RX测试命令，收包时间根据需要设定。
#> wifi_test rx 5
2022-03-31 11:19:54:200: start receive pkt...
delay 5 seconds...
如果在仪器不发包的情况下，log中就能看到收到很多杂包，表示屏蔽箱环境不干净，此时需要检查屏蔽箱的密封性。
2022-03-30 09:17:37:323: ===============================================
[ rx_sensitivity:29%]
fcs_ok:2059 + fcs_bad:196 + rx_error:612 = rx_end:2867
#>
2022-03-30 09:17:46:172: start receive pkt...
delay 5 seconds...
2022-03-30 09:17:51:169: ===============================================
[ rx_sensitivity:29%]
2022-03-30 09:17:51:201: =============================
fcs_ok:2330 + fcs_bad:231 + rx_error:682 = rx_end:3243
#>
2022-03-30 09:17:53:046: start receive pkt...
delay 5 seconds...
2022-03-30 09:17:58:044: ===============================================
[ rx_sensitivity:27%]
fcs_ok:3394 + fcs_bad:272 + rx_error:968 = rx_end:4634
#>
上图是在普通办公环境中的RX测试结果，可以看到数据量非常的大，如果是在屏蔽房或者好的屏蔽箱中测试，可以做到环境完全干净，从ATE测试log中看到显示收包全为0：
2022-03-30 09:17:28:668: set_chn done: prim_freq:2412 ,center_freq:2412 ,bandwidth:20M
2022-03-30 09:17:32:326: start receive pkt...
delay 5 seconds...
2022-03-30 08:17:37:323: ===============================================
[ rx_sensitivity:100%]
fcs_ok:0 + fcs_bad:0 + rx_error:0 = rx_end:0
一般量产用的屏蔽箱屏蔽性能可能不会特别好，会有少量的包漏进来，所以测试的时候收包数量越少越好：
2022-03-30 09:17:28:668: set_chn done: prim_freq:2412 ,center_freq:2412 ,bandwidth:20M
2022-03-30 09:17:32:326: start receive pkt...
delay 5 seconds...
2022-03-30 08:17:37:323: ===============================================
[ rx_sensitivity:9%]
fcs_ok:36 + fcs_bad:1 + rx_error:3 = rx_end:40
参考文献：
[1].《GB/T 12190-2021》
[2].《极致汇仪产品资料》
[3].《中翼联合产品资料》
本文分享自 ElecDeveloper 微信公众号，前往查看
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