Part 24是FCC为宽带个人通信服务设立的专用规则,管辖1.9GHz PCS频段。这个频段是美国LTE网络的重要承载频段之一,也是多频段手机、数据终端和物联网模块经常需要做认证的频段。与Part 22的800MHz频段相比,PCS频段频率更高、波长更短、功率限值以EIRP衡量,测试方法和设计考量也有差异。
Part 24的频段结构与分配
宽带PCS频段分为六个子频段块,标号为A到F,分配给不同运营商。终端上行发射频段统一在1850-1910MHz,基站下行在1930-1990MHz。上下行之间的80MHz间隔用于双工。
| 频段块 | 上行频率范围 | 下行频率范围 | 典型带宽 |
|---|---|---|---|
| A块 | 1850-1865MHz | 1930-1945MHz | 15MHz |
| B块 | 1870-1885MHz | 1950-1965MHz | 15MHz |
| C块 | 1895-1910MHz | 1975-1990MHz | 15MHz |
| D/E/F块 | 各子段 | 各子段 | 5-10MHz |
终端设备需要支持目标运营商所在频段块的频率范围。多运营商兼容的终端需要覆盖更宽的上行和下行频段。
终端设备的射频参数要求
最大输出功率
移动终端在PCS频段的最大峰值EIRP不得超过2瓦。EIRP等于传导功率加上天线增益。实际产品设计中,终端传导功率通常设计在23dBm,天线增益一般在0到3dBi之间,合成EIRP远低于2W上限。 与Part 22用ERP不同,Part 24用EIRP。两者的换算关系是EIRP等于ERP加2.15dB。同样传导功率和天线增益,用EIRP衡量的数值比ERP高2.15dB。这个差异在跨规则比较功率时需要纳入考量。
频率容限
PCS频段频率较高,同样的ppm频率容限对应的绝对频率误差比800MHz更大。对晶振和频率综合器的精度要求更高。终端在极限温度和电压变化范围内的频率稳定度需要验证。
杂散发射
带外杂散发射需要满足规定限值。PCS 1.9GHz频段的谐波需要重点关注。二次谐波落在3.7GHz附近,三次谐波在5.7GHz附近,这些频段有航空雷达、卫星通信和U-NII设备在运行,杂散抑制必须充分。
邻道功率抑制
邻道功率比限值规定了偏离载频一定频率偏移处的功率泄漏上限。这个指标与PA的线性度和发射滤波器的带外抑制直接相关。PCS频段的信道间隔和邻道要求与800MHz频段不同,不能直接复用Part 22的滤波器设计。
基站设备的要求
Part 24对基站有更高的功率限值,但同时对带外杂散和邻道抑制有更严格的要求。基站天线的方向图和下倾角规划也会影响覆盖和干扰控制。基站认证通常由基站设备商完成,终端厂商需要确保终端在基站覆盖范围内各项指标合规。
Part 22、Part 24与Part 27的对比
| 维度 | Part 22 | Part 24 | Part 27 |
|---|---|---|---|
| 频段 | 800MHz | 1.9GHz | 700MHz/2.5GHz等多频段 |
| 功率衡量 | ERP | EIRP | 各子频段不同 |
| 终端功率限值 | 7W ERP | 2W EIRP | 按频段定义 |
| 频率容限 | ppm级 | ppm级 | ppm级 |
| 双工方式 | FDD | FDD | FDD/TDD均有 |
多频段终端需要逐频段满足对应规则的要求。不同频段的射频前端设计独立,但共用天线和电源管理部分需要统筹。
测试中的关键操作细节
工作模式设置
测试需要终端在最大功率发射条件下进行,覆盖所有支持的PCS频段块和调制方式。LTE终端还需测试不同资源块分配下的功率、杂散和邻道功率。测试软件需要能够锁定PCS频段、指定信道和RB配置。
辐射测试的注意事项
天线不可拆卸的终端只能在暗室做辐射测试。测试时终端的摆放方向和天线的极化方向直接影响测量结果。需要在多个转台角度和天线极化下扫描,取最大值作为最终结果。测试布置需要模拟终端典型使用姿态。
传导测试的端口匹配
天线端口可拆卸的终端优先用传导法,测试效率高。但天线端口的阻抗匹配状态需要确认,端口失配会导致测量功率偏低,可能掩盖杂散超标的问题。
常见问题
- 二次谐波超标:PA输出匹配网络对3.7GHz附近的抑制不足。解决方向是在PA输出端增加谐波滤波网络。
- 邻道功率偏高:PA线性度不够,或者发射信号峰均比过高导致PA进入压缩区。优化PA偏置点或降低发射功率回退可以改善。
- 频率漂移:在宽温测试中频率漂移超出容限。检查晶振的温度补偿曲线是否覆盖全温度范围。
- 天线增益引入的不确定性:天线增益数据与实际测试环境中的表现不一致,导致EIRP计算偏差。天线需要在整机装配状态下做增益验证。
总结
FCC Part 24是PCS频段终端的核心规则,功率用EIRP衡量,频率精度要求高于低频段,谐波杂散需要重点关注3.7GHz和5.7GHz附近。与Part 22和Part 27联合认证时,建议按频段顺序逐项测试,在预测试阶段覆盖全部支持频段。德垲检测在蜂窝终端多频段FCC认证方面有项目经验,可协助完成Part 24的射频测试与认证。有PCS频段产品需要做认证的话,欢迎一起讨论测试方案和排期安排。
