众所周知，目前全球采用两种不同频段部署5G网络，即3GPP划分的FR1频段和FR2频段，其中FR1频段范围为450MHz－6GHz，最大带宽100MHz，被称为Sub－6GHz频段；FR2频段范围为24．25GHz－52．6GHz，最大带宽400MHz，被称为毫米波频段，两者共同组成了5G频段。

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5G改变了什么？

为了充分利用频谱资源，5G在系统中引入了众多针对新应用场景进行了高度优化的技术，例如网络切片、频谱共享和共存、聚合带宽高达1GHz的载波聚合、大规模MIMO和天线阵列系统、以及固定无线接入，小型基站和毫米波技术等等，这直接导致5G射频前端模块（RF FEM）所需要的功率放大器（PA）、滤波器（Filter）、开关（Switch）、低噪声放大器（LNA）和天线调谐器（Tuner）的需求量倍增。此外，5G智能手机开发商还担心RF器件的质量、散热和能效问题，以及如何将所有这些RF模块全部塞到一部5G手机里。

以大规模MIMO（Massive MIMO）技术为例，5G终端产品中的天线数量相比于4G终端成倍增加，终端设备中天线数量可能是32个、64个，在基站中可能会达到512、1024个。之所以使用大规模天线阵列，原因在于天线的辐射方向是通过设计固定的，通常很难控制或改变它，除非改变天线的几何形状。而在5G中，相控阵天线则使用波束成型技术来动态控制辐射方向，实现方式主要包括以下4种：

由多个天线在同一时间以同一频率辐射而成。

辐射方向由每个天线单元波的矢量叠加

相控阵可以通过控制阵列中每个天线单元的相位来控制其辐射方向

天线单元越多，天线孔径越大，主瓣增益越大，波束越窄

同时，这也使得天线封装技术AiP（antenna－in－package）逐渐受到重视。Yole Development的数据显示，AiP模组于2019年开始产生销售，预计到2025 年市场空间将达到13亿美元，年均复合增长率为68％。

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再以高通最新发布的第4代高通毫米波天线模组为例，该模组支持比前代产品更高的发射功率，支持包括n259（41GHz）新频段在内的全球所有毫米波频段，但却同时保持了与前代产品一样紧凑的占板面积。

手机架构的变化

测试需求

天线阵列和芯片封装为一体（AIP）

需要在毫米波频率测试更多端口

MIMO天线使用波束成型技术

需要创新的测试技术来测试这项功能

芯片数量指数级增长

更高site count和throughput

另一个特别值得关注的，是毫米波技术的引入。

由于采用了毫米波频段和正交频分复用（OFDM）波形，再加上新兴的先进传输方法，使得5G新无线（NR）的空中接口不但与以往几代的移动通信完全不同，也使得毫米波芯片结构更加复杂，涵盖基带、DAC／ADC、IF、波束成形、不同的射频前端、天线等多个复杂组件。数据显示，2020年之后，5G手机上仅与毫米波相关的IC数量就达到了9－15颗，而为了支持10Gbps的数据传输速率，手机中还增加了贴片天线阵列。因此，对测试工程师来说，他们面对的挑战注定非比寻常。

这意味着，为达到 0 DPPM的质量水准，测试人员不但要控制质量风险，还需要进行更多功能测试，包括增加prober和模组端的功能测试、可以检测由于上游模组质量或者装配导致的故障、面对5G的丰富应用场景，提供多样化的测试用例、以及进行特性测试用以揭示失效机制。

毫米波频段测试的重要技术

5G毫米波手机架构由基带芯片、中频芯片和毫米波射频芯片组成。三者配合完成基带信号到中频再到毫米波的转化，中频芯片的频率范围一般在6－15GHz，毫米波芯片一般工作在24．25－52．6GHz的毫米波频段。

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毫米波中频和射频芯片的测试项目，和典型RF收发器（transceiver）芯片类似，主要的测试项目仍然是线性度和灵敏度以及直流／DFT（BIST／Scan）等。

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在传统的3G、4G测试中，芯片中的多个测试端口都是通过射频线缆与测试仪表接口连接开展RF测试。然而在5G测试中，不但出现了大规模天线阵列，而且天线和芯片通过封装已经合成一体，测试时无法直接接触到模组里的每一个器件。此外，测试对象也不仅是天线，而是整个系统，由于天线和射频器件增多，测试空间日渐狭小，使得业界开始纷纷尝试OTA（Over The Air）测试。

OTA测试也被称作“空口测试”。众所周知，天线是信号到自由空间的转换器和接口，大天线封装孔径一般大于1／2波长，小天线一般小于1／2波长。由于电磁场的特性与天线的距离密切相关，所以天线测试一般又分为近场测试和远场测试。进一步细分的话，场区又会被分为“反应区”和“辐射区”，反应区里电场和磁场的能量最强，电磁波相对较弱；远场基本是真正意义上的电磁波辐射了，辐射形式不会随着距离改变，它在大气中以3亿米／秒的速度传播， 两者之间被称之为“过渡区”。