T/CASAS 031-2023 面向5G基站应用的Sub-6GHz氮化镓功放 模块测试方法

ICS31.080

CCSL40/49

团体标准

T/CASAS031—2023

面向5G基站应用的Sub-6GHz氮化镓功放

模块测试方法

TestmethodofSub-6GHzGaNpoweramplifierfor5Gbasestation

application

版本：V01.00

2023-06-30发布2023-07-01实施

第三代半导体产业技术创新战略联盟发布

T/CASAS031—2023

目次

前言................................................................................................................................................................III

引言................................................................................................................................................................IV

1范围..................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件..............................................................................................................................................1

3术语和定义......................................................................................................................................................1

4符号和缩略语..................................................................................................................................................1

5测试条件..........................................................................................................................................................2

6输入条件..........................................................................................................................................................2

7测试工具/仪表要求.........................................................................................................................................3

8测试方法..........................................................................................................................................................3

通则...........................................................................................................................................................3

GaN功放性能指标测试方法...................................................................................................................3

8.2.1增益及增益平坦度测试.................................................................................................................3

8.2.2线性动态范围内增益波动测试.....................................................................................................4

8.2.3额定输出功率及效率测试.............................................................................................................5

8.2.4DPD测试（ACLR）.......................................................................................................................6

8.2.5DPD测试（频谱辐射模板）.........................................................................................................7

8.2.6DPD测试（EVM）........................................................................................................................8

8.2.7带外杂散测试.................................................................................................................................9

8.2.8谐波测试.......................................................................................................................................10

9数据记录和处理.............................................................................................................................................11

10测试报告.......................................................................................................................................................11

附录A（资料性）测试数据记录..................................................................................................................13

参考文献............................................................................................................................................................15

I

T/CASAS031—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由第三代半导体产业技术创新战略联盟标准化委员会（CASAS）制定发布，版权归CASAS所

有，未经CASAS许可不得随意复制；其他机构采用本文件的技术内容制定标准需经CASAS允许；任何单

位或个人引用本文件的内容需指明本文件的标准号。

本文件主要起草单位：中兴通讯股份有限公司、中国电子科技集团公司第十三研究所、中国电子科

技集团公司第五十五研究所、苏州能讯高能半导体有限公司、厦门市三安集成电路有限公司、中国科学

院半导体研究所、西安电子科技大学、清华大学、北京大学、工业和信息化部电子第五研究所、北京第

三代半导体产业技术创新战略联盟。

本文件主要起草人：封葳、王宇、段向阳、别业楠、刘建利、樊宁、王晖、董晶、默江辉、周强、

裴轶、刘波亭、魏学成、郑雪峰、陈文华、王茂俊、蔡宗棋、徐瑞鹏。

III

T/CASAS031—2023

引言

氮化镓作为新型战略半导体材料，以其优异的性能已成为5G基站的最佳选择。随着5G基站相关技

术的不断突破与更新，氮化镓功放模块受到越来越多的重视。围绕氮化镓功率器件的功放模块电路设计

技术不断取得突破，已成为5G基站的关键部件，并逐步开始在多个领域进行商用。

为了进一步加快氮化镓功放的产业化发展和规模化应用，迫切需要制定氮化镓功放模块的相关测

试方法和规范，以便更加有效和专业的评估氮化镓功放性能，提升5G基站性能指标和产品竞争力，缩

短研发和生产周期、提高生产效率。同时拉通和氮化镓器件指标和测试方法的关联关系，促使氮化镓厂

家不断提升产品性能和质量，为我国通信技术持续领先和第三代半导体的产业化奠定基础。

本文件根据我国三大运营市场需求和入网测试指南，借鉴3GPPTS37.104V16.5.0等国际通信协

议，并结合了近几年科研人员在氮化镓功放领域的研发、测试评估以及应用方面的经验总结，对氮化镓

功放性能指标的测试方法进行了详细的规定，包括且不限于测试目的、测试环境、测试方法及步骤、测

试工具及仪表等，但局限于当前科研人员对氮化镓功放本身的认知，以及该产品生产与应用所处的发展

阶段，可能还存在一些不足的地方，后续将根据研究进展不断进行完善和升级。

IV

T/CASAS031—2023

面向5G基站应用的Sub-6GHz氮化镓功放模块测试方法

1范围

本文件描述了氮化镓功放模块（以下简称“GaN功放”）的测试条件、测试要求和测试方法。

本文件适用于GaN功放的测试、质量评价。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

氮化镓功放模块GaNpoweramplifiermodule

采用氮化镓功率器件研发的5G基站射频功率放大模块，一般为多尔蒂（Doherty）架构，通常置于

发射机的末端。

注：其主要功能是将已调制的射频信号放大至所需的功率，然后通过天线辐射到空间，由移动终端进行接收。

4符号和缩略语

下列符号和缩略语适用于本文件。

f_offset：测量滤波器中心点频率偏移。。

f_offsetmax：测量滤波器中心点频率偏移最大值。

Η：GaN功放效率。

I：GaN功放漏极电流。

Pout：输出功率。

PAin：功放输入。

PAout：功放输出。

U：GaN功放漏极电压。

f：测量滤波器–3dB点频率偏移。

fmax：测量滤波器–3dB点频率偏移最大值。

〈A〉：参数符号，以实际为准。

〈B〉：参数符号，以实际为准。

〈C〉：参数符号，以实际为准。

ACLR：相邻频道泄露比（AdjacentChannelLeakageRatio）。

BBU：基带单元（Base-BandUnit）。

BS：基站（BaseStation）。

DPD：数字预失真（DigitalPreDistortion）。

1

T/CASAS031—2023

EVM误差向量幅度（ErrorVectorMagnitude）。

FWD：前向反馈（Forward）。

VBW：视频带宽（VideoBandWidth）。

PA：功放（PowerAmplifier）。

PRX：耦合端口（PowerReverse）。

PWR：供电单元（Power）。

RBW：分辨率带宽（ResolutionBandWidth）。

REV：反向反馈（Reverse）。

RF：射频（RadioFrequency）。

RMS：均方根（RootMeanSquare）。

SW：前/反向信号切换电路（Switch）。

5测试条件

本文中的GaN功放测试仅为常温下的性能指标测试，测试条件如下：

a)测试环境温度要求为25℃±2℃；

b)测试环境相对湿度不超过65%。

6输入条件

本文件中结合图1GaN功放框图，对被测GaN功放的测试输入条件要求如下：

a)GaN功放至少包含一组完整且正常可使用的PAin和PAout端口；

b)GaN功放的PWR可保证功放正常供电，正常供电后GaN功放静态电流显示正常；

c)GaN功放的控制单元（Control）可正常控制功放开关（包含打开和关闭）、SW中PRX上FWD

和REV的切换等功能；

d)GaN功放外观良好，无破损或其他异常情况。

图1GaN功放框图

2

T/CASAS031—2023

7测试工具/仪表要求

本文件中测试工具/仪表要求如表1所示。

表1测试工具/仪表要求

测试工具/仪表性能要求

大功率衰减器频率范围至少满足sub-6GHz，功率要求至少200W，衰减值宜为40dB

矢量网络分析仪频率范围至少满足sub-6GHz，输出功率不小于0dBm且动态范围大于等于50dB

直流稳压电源电源供电电压推荐不小于60V，供电电流应不小于20A

频谱仪频率范围至少满足sub-6GHz，至少包含5GNR信号所需的各类模板

功率计频率范围至少满足sub-6GHz，功率检测至少大于30dBm

信号源频率范围至少满足sub-6GHz，至少可输出单音信号

耦合器频率范围至少满足sub-6GHz，功率要求至少200W，耦合度宜为40dB