DFS 测试标准操作流程
适用范围： 工作在 5 GHz DFS 频段的 RLAN 设备 —— FCC U-NII-2A (5250 ~ 5350 MHz)、U-NII-2C (5470 ~ 5725 MHz)；CE Band 2 (5250 ~ 5350 MHz)、Band 3 (5470 ~ 5725 MHz)
参考标准： FCC §15.407(h)(2)、FCC KDB 905462 D02；EN 301 893 (§4.2.6)；ITU-R M.1652
TSTPASS 对应模块： DFS (系统左侧标准栏)
一、概述
DFS (Dynamic Frequency Selection，动态频率选择) 是 5 GHz RLAN 设备的强制性无线电干扰减缓机制。5250 ~ 5350 MHz 与 5470 ~ 5725 MHz 频段的主用户为气象雷达、机载雷达等无线电定位业务，RLAN 设备作为次级用户接入这些频段时，必须具备检测雷达信号并主动撤离信道的能力。
DFS 测试的目的，就是按照法规定义的雷达测试波形，验证设备在启动阶段和运行阶段能否满足雷达检测、停止发射、信道撤离与禁用等各项要求。
二、术语与测试项目
2.1 设备工作流程
2.2 测试项目定义
| 测试项目 | 定义 | FCC 要求 | EN 301 893 要求 |
|---|---|---|---|
| CAC (Channel Availability Check) | 首次使用 DFS 信道前的静默监听 | ≥ 60 s | ≥ 60 s；气象信道 (5600 ~ 5650 MHz) 为 10 min |
| Channel Move Time | 检测到雷达后完成信道撤离的总时间 | ≤ 10 s | ≤ 10 s |
| Channel Closing Transmission Time | 撤离过程中允许的发射时间 | 200 ms + 剩余时间内合计 ≤ 60 ms | 合计 ≤ 1 s |
| Non-Occupancy Period | 检测到雷达的信道的禁用时间 | ≥ 30 min | ≥ 30 min |
| In-Service Monitoring | 工作过程中对信道的持续监测 | 全程 | 全程 |
2.3 雷达检测门限与测试波形
| 设备最大 EIRP | 检测门限 (归一化到 0 dBi 接收天线) |
|---|---|
| ≥ 200 mW (23 dBm) | -64 dBm |
| < 200 mW (23 dBm) | -62 dBm |
实际测试时，加载到 EUT 天线端口的雷达信号电平通常设置为门限值 +1 dB (如 -62 + 1 = -61 dBm)，以确保信号处于可被检测的电平。
FCC 雷达测试波形 (定义于 KDB 905462 D02)：
| 波形 | 类型 | 检测概率要求 |
|---|---|---|
| Radar Type 0 ~ 4 | 短脉冲雷达 | 各类型 ≥ 60%，Type 1 ~ 4 综合 ≥ 80% |
| Radar Type 5 | 长脉冲雷达 (LFM 线性调频) | ≥ 80% |
| Radar Type 6 | 跳频雷达 | ≥ 70% |
各波形的脉宽、PRI、脉冲数等具体参数以 KDB 905462 D02 表格为准；EN 301 893 的雷达测试信号 (Pattern 1 ~ 6) 以其附录 D 为准。TSTPASS 系统已内置各法规的雷达波形库，测试时自动调用。
三、设备角色与测试对象
3.1 Master / Slave 的测试对象确定
| 产品类型 | 雷达检测能力 | 测试时接 DUT 端口的设备 | 测试时接 AE 端口的设备 |
|---|---|---|---|
| Master | 有 | 样品本身 | Slave (如手机) |
| Slave with radar detection | 有 | 样品本身 | 辅助 Master |
| Slave without radar detection | 无 | 辅助 Master (AP) | 样品本身 |
注意
参考 FCC KDB 905462 与 EN 301 893：对于 Master 或 Slave without radar detection，雷达信号都是直接加载在 Master 上的。所以当样品为 Slave without radar detection 时，此处所说的 DUT 是指测试用的辅助设备 AP (Master)，而不是样品本身——样品要接到 AE 端口。
3.2 辅助设备与软件
- 辅助设备 (AE)： 与 DUT 建立通信链路的配对设备 (样品为 Master 时用 Slave，如手机；样品为 Slave 时用辅助 Master，如 AP)
- 跑流软件： 如 iperf3，用于在 DUT 与 AE 之间建立满足占空比要求的数据流
四、测试系统组成与连接
4.1 测试仪器
| 设备 | 作用 |
|---|---|
| 矢量信号源 (VSG) | 产生法规定义的雷达测试波形 |
| 频谱分析仪 (SA) | 观测雷达信号与 EUT 信号 |
| 控制盒 (或功分器) | 射频路径切换 (手动搭建时用功分器) |
| 可调衰减器 (ATT) | 调节 EUT 信号在 SA 上的显示强度 |
4.2 连接框图 (Setup Block Diagram)
图中的 Path Loss 与 Correction 分别对应 TSTPASS 系统 Plan 页面中的同名参数：
信号路径：
| 路径 | 功能 |
|---|---|
| VSG → 功分器 → SA | 雷达信号观测 |
| VSG → 功分器 → ATT → DUT | 雷达信号加载 |
| DUT ↔ AE | 通信链路 (跑流) |
五、TSTPASS 纯视觉化方案
5.1 方案对比
TSTPASS 的 DFS 测试采用纯视觉化方案：频谱仪同时观测雷达信号与 EUT 信号，检测、停发、撤离的全过程直接呈现在测试数据中。
| 对比项 | Trigger 方案 | 纯视觉化方案 |
|---|---|---|
| Setup 复杂度 | 简单 | 相对复杂 |
| 学习成本 | 低 | 较高 |
| 雷达信号可见性 | 测试数据中无法直接观测 | 与 EUT 信号同屏呈现 |
| 数据可信度 | 可能被审核方质疑 | 直观、无异议 |
两种方案各有优劣：Trigger 方案前期 setup 简单、容易理解，但测试数据中看不到雷达信号，数据可能被质疑；纯视觉化方案 setup 复杂、学习成本较高，但一旦掌握，会对整个 DFS 测试有更透彻的理解，且测试数据直观、结果无异议。
重要
纯视觉化方案与 Trigger 方案有根本区别，不要用 Trigger 方案的思路往纯视觉化方案上套。在纯视觉化方案中，频谱仪仅作为观测手段，频谱仪上显示的信号强度不等于真实信号强度——真实强度由 Path Loss 与 Correction 修正得出。
5.2 核心要求：6 dB 可视化判据
纯视觉化方案唯一的要求：SA 上观测到的雷达信号要比 EUT 信号高 6 dB 以上，这样雷达信号才能在测试图中被清晰分辨。
5.3 可调衰减器 (ATT) 的调节原理
直接连接时无法满足 6 dB 判据。以 FCC 为例：若 EUT 的 EIRP 为 22 dBm (< 23 dBm，检测门限 -62 dBm)，则加载的雷达信号电平应为 -62 + 1 = -61 dBm。若将二者直接接到 SA，雷达信号比 EUT 信号低约 22 - (-61) = 83 dB，完全无法分辨。
解决方法是调节 EUT 前端的可调衰减器。假设 ATT 增大 20 dB，会同时产生三个效果：
- SA 中观测到的 EUT 信号强度降低 20 dB；
- VSG → EUT 的路径损耗增大 20 dB。为了保证到达 EUT 天线端口的雷达信号仍为 -61 dBm，VSG 输出电平必须相应提高 20 dB；
- VSG → SA 之间的路径损耗不变，因此 SA 中观测到的雷达信号强度反而提高 20 dB。
此时 SA 上两信号的差距缩小为 (22 - 20) - (-61 + 20) = 43 dB。依此类推，继续增大 ATT，直至满足"雷达信号 - EUT 信号 ≥ 6 dB"。
5.4 Path Loss 与 Correction
| 参数 | 定义 | 用途 |
|---|---|---|
| Path Loss | ATT 调节完成后，实测的 VSG → EUT 输入端之间的路径损耗 | 系统据此设置 VSG 输出电平，保证到达 EUT 的雷达信号为目标电平 |
| Correction | 目标雷达电平与 SA 观测电平之差 | 系统将其应用到从 SA 获取的数据中，使报告中呈现的雷达信号强度为真实电平 |
示例：要求加载的雷达信号为 -61 dBm，SA 中观测到的雷达信号为 -20 dBm，则 Correction = -61 - (-20) = -41 dB。系统会把该修正值应用到测试数据中，最终报告里雷达信号显示为 -61 dBm。
5.5 测试数据示例
下图为 TSTPASS 输出的 DFS 测试数据：雷达脉冲串与 EUT 信号同屏呈现，撤离行为一目了然。
六、测试执行要点
- CAC 测试时，样品上电必须与系统开始测试同步——CAC 计时从上电开始，不同步会导致计时窗口错位、测试无效
- 测试前确认 Plan 页面的 Path Loss 与 Correction 已按第五章方法实测并填写
- In-Service 阶段测试 (Channel Move / Closing Time) 前，确认 DUT 与 AE 间跑流正常、占空比满足法规要求
- 测试完成后及时关闭 VSG 输出，避免干扰后续测试
常见问题排查
| 现象 | 可能原因 | 处理方法 |
|---|---|---|
| SA 上雷达信号不明显 | ATT 设置不当，6 dB 判据未满足 | 按 5.3 节重新调节 ATT 并复测 Path Loss |
| CAC 测试失败 | 样品上电与测试开始不同步 | 重新测试，确保上电与启动测试同步 |
| 测试数据被审核方质疑 | 使用 Trigger 方案，数据中无雷达信号 | 改用纯视觉化方案 |
七、参考法规
| 法规 | 适用地区 | 内容 |
|---|---|---|
| FCC §15.407(h)(2) / KDB 905462 D02 | 北美 | DFS 要求与合规测试程序、雷达测试波形 |
| EN 301 893 | 欧盟 | 5 GHz RLAN 协调标准，§4.2.6 DFS 要求，附录 D 雷达测试信号 |
| ITU-R M.1652 | 国际 | RLAN 与无线电定位业务共存的 DFS 要求 |