测试系统和测试方法技术方案

用于测试DUT的测试系统包括分别位于DUT天线的近场和中间场的分别对第一和第二有界辐射表面采样的近场和中间场测量设备，其包括DUT天线在有界辐射表面延伸的至少第一和第二方向上发射的RF信号。测试系统的接收器分别从近场和中间场测量设备获得的样本产生近场值和中间场值的第一和第二矩阵，并且将它们输入至测试系统的处理逻辑部分。处理逻辑部分分别处理近场值和中间场值的第一和第二矩阵，并且据以导出近场相位值的第三矩阵。

Test system and test method

The test system for testing DUT includes a near field and a intermediate field measuring device for sampling the first and second bounded radiation surfaces respectively at the near and middle fields of the DUT antenna, respectively, which include the RF signal emitted by the DUT antenna at least in the first and the second directions extending on the bounded radiation surface. The receiver of the test system generates the first and second matrices of the near field value and the intermediate field value from the near field and the intermediate field measurement equipment, and input them to the processing logic part of the test system. The processing logic part deals with the first and second matrices of the near-field value and the intermediate field value respectively, and derives the third matrix of the near-field phase value.

【技术实现步骤摘要】
测试系统和测试方法
技术介绍
在下一代无线基础设施(例如，基站、骨干网等)中，用户手机被称为第五代移动网络或第五代无线系统(下文称为“5G”)。5G非常有挑战性，涉及毫米波频率使用、紧凑型相控阵列和前所未有的电子电路集成量。不仅发射器和接收机将会集成到收发机中，而且收发机将与贴片天线或天线阵列集成在一起。集成的收发机和天线或天线阵列在下文中称为“集成的收发机-天线组件”。在5G集成的收发机-天线组件中，将不存在从无线电电子电路到天线的传统连接器。例如，收发机-天线组件可以在同一集成电路(IC)封装中，或者可以在例如经由BGA(球栅阵列)接口与彼此以接口方式连接的分离IC封装中。在任一情况下，包括其天线或天线阵列及其收发机在内的整个无线电设备将是一个不可分割的单元。因此，将不会有从单元外部可访问的天线端口用于与外部测试系统连接。然而，无线电制造商希望针对所有常见特性(例如，接收机灵敏度、有无干扰存在、总发射功率、调制格式的误差矢量幅度(EVM)、天线辐射模式等)测试它们的单元。所有这些参数都必须在产品设计阶段进行非常详细的测量和研究。在制造阶段，可以将特性甄别出来，但测试速度变得至关重要，以降低成本并与竞争对手供应商竞争。集成的收发机-天线组件的不可分离性质使传统的收发机测试方法是无用的。传统上，通过将测量设备连接到无线电设备的连接器，可以断开天线并执行所有的接收机和发射器测试。然而，这种连接器在5G单元中是不可用的。此外，5G集成的收发机-天线组件的不可分离性质在测试天线本身时引入了全新的挑战。传统的远场测试室大而昂贵，因此制造商渴望紧凑的天线测试解决方案，如近场测试系统。然而，为了应用傅里叶变换方法以将近场数据转换为远场辐射图案，在近场采样中需要幅度和相位信息两者。当天线可以断开时，这是直接实现的，这是因为可以简单地使用双端口网络分析仪作为端口1用于待测设备(DUT)的天线，并作为端口2用于校准的天线或喇叭。然而，当DUT的天线与DUT的收发机不可分离时，相位信息可能是不可靠的，这是因为DUT的本地振荡器(LO)的相位相对于测量设备的LO的相位很有可能漂移。此外，执行测试的速度是任何已知或建议的空中(OTA)测试解决方案都没有充分解决的重要问题。许多公司已经建议部署固定在远场中的多个喇叭以加速辐射模式的测量。这种建议的问题在于，由于远场模式是球体而非平面上的分布，因此仍然需要在方位角和高度自由度而不是X和Y平移自由度上平衡DUT。如果使用N个喇叭同时采集信号，则扫描平面或圆柱体时可以实现加速因子N，但是在扫描球体时会遇到频繁的方位仰角坐标访问。因此，加速因子小于N。此外，随着DUT的贴片阵列中每个天线元件的5位至6位幅度和相位控制的出现，5G系统设计人员在其储存库中的各种辐射模式是巨大的。将其乘以设计者通常希望测试的载波频率的数量并且将对于要测试的两个极化的数量加倍，必须获取的测试数据的量变得非常大。在这些情况下，由于要获取的数据非常庞大，可能需要一整天测试单个天线阵列。因此，对于测试所需的时间量的大加速因子是需要的。因此，需要一种用于对能够在相对较小区域中相对较短时间内以相对较低成本进行测试的具有集成的收发机-天线组件的DUT进行OTA测试的测试系统和方法。
技术实现思路
本实施例面向于对具有一起在封装中集成的DUT发射器和天线的DUT执行OTA测试的测试系统、测试方法和计算机程序，所述封装不包括用于测试系统与DUT天线以接口方式连接的连接端口。DUT发射器产生包括有界辐射表面的通过DUT天线经由空气发射的无线电频率(RF)信号。所述测试系统包括近场测量设备、中间场测量设备和测试仪。近场测量设备在彼此不同的至少第一方向和第二方向上对包括所述RF信号的第一有界辐射表面进行采样，以获得近场值的第一矩阵，所述近场测量设备位于DUT天线的近场。中间场测量设备在至少所述第一和第二方向上对包括所述RF信号的第二有界辐射表面进行采样，以获得中间场值的第二矩阵，所述中间场测量设备位于DUT天线的中间场。测试仪分别处理近场值和中间场值的第一矩阵和第二矩阵，以导出近场相位值的第三矩阵。所述方法包括：利用近场测量设备，对至少在彼此不同的第一和第二方向上包括RF信号的第一有界辐射表面进行采样，以获得近场值的第一矩阵，所述近场测量设备位于近处DUT天线(102)的近场；利用中间场测量设备，对至少第一方向和第二方向上包括RF信号的第二有界辐射表面进行采样，以获得中间场值的第二矩阵，中间场测量设备位于DUT天线(102)的中间场；和利用测试仪(110)的处理逻辑部分(114)，分别处理近场值和中间场值的第一矩阵和第二矩阵以导出近场相位值的第三矩阵。计算机程序包括第一、第二和第三代码段。第一代码段从所述测试系统(100)的接收机(112)接收近场值的第一矩阵，所述近场值的第一矩阵是从位于在彼此不同的至少第一和第二方向上对包括RF信号的第一有界辐射表面进行采样的DUT天线(102)的近场中的近场测量设备所生成的电信号获得的。第二代码段从所述接收机(112)接收中间场值的第二矩阵，中间场值的第二矩阵是从位于DUT天线(102)的中间场的中间场测量设备产生的电信号获得的，中间场测量设备在至少第一和第二方向上对包括RF信号的第二有界辐射表面进行采样。第三代码段分别处理近场值和中间场值的第一和第二矩阵，并且分别从近场值和中间场值的第一和第二矩阵导出近场相位值的第三矩阵。这些和其他特征和优点将从以下描述、权利要求和附图中变得显而易见。附图说明当与附图一起阅读时，示例实施例可以从以下具体实施方式中得到最佳地理解。要强调的是，各种特征并不一定按比例绘制。事实上，为了清楚的讨论，尺寸可以任意增加或减小。在适用和可行的情况下，相同的附图标记表示相同的要素。图1示出根据代表性实施例的用于测试DUT的测试系统的框图。图2示出根据代表性实施例的表示测试方法的流程图。图3示出根据代表性实施例的表示所述测试方法的流程图。图4A和4B示出根据另一代表性实施例的表示所述测试方法的流程图。具体实施方式根据本文描述的实施例，提供了一种测试系统和方法，用于测试具有一起在封装中集成的天线和发射器的DUT，该封装不具有外部可访问的连接端口用于将测试系统与天线以接口方式连接。测试系统能够在相对较小的区域内以相对低的成本在相对短的时间量内对DUT进行OTA测试。下面参照图1-4B描述代表性的实施例。在下面的详细描述中，为了说明而非限制的目的，阐述了公开特定细节的示例性或代表性实施例，以便提供对于可以体现本专利技术的方式的示例的透彻理解。然而，对于受益本公开的本领域普通技术人员来说，显而易见的是，根据本教导的偏离本文公开具体细节的其他实施例仍在所附权利要求的范围内。此外，可以省略对公知装置和方法的描述，以便不会使代表性实施例的描述模糊。这些方法和装置显然在本教导的范围之内。如在说明书和所附权利要求中使用的，术语“一”、“一种”和“所述”包括单数和复数指代，除非上下文另有明确说明。因此，例如，“一种设备”包括一个设备和多个设备。如附图图示的，可以使用相对术语来描述各个元件彼此之间的关系。除了附图中描述的方位之外，这些相对术语还旨在包含装置和/或元件的不同方位。要理解的是，当元件被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于执行被测设备(DUT(101))的空中(OTA)测试的测试系统(100)，所述测试系统具有一起在封装中集成的DUT发射器(103)和DUT天线(102)，所述封装不包括用于将测试系统(100)与DUT天线(102)以接口方式连接的连接端口，DUT发射器(103)产生包括有界辐射表面的通过DUT天线(102)经由空气发射的射频(RF)信号，所述测试系统(100)包括：近场测量设备，其在彼此不同的至少第一方向和第二方向上对包括所述RF信号的第一有界辐射表面进行采样，以获得近场值的第一矩阵，所述近场测量设备位于DUT天线(102)的近场；中间场测量设备，其在至少所述第一和第二方向上对包括所述RF信号的第二有界辐射表面进行采样，以获得中间场值的第二矩阵，所述中间场测量设备位于DUT天线(102)的中间场；以及测试仪(110)，其分别处理近场值和中间场值的第一矩阵和第二矩阵，以导出近场相位值的第三矩阵。

【技术特征摘要】
2016.12.18 US 15/382,7181.一种用于执行被测设备(DUT(101))的空中(OTA)测试的测试系统(100)，所述测试系统具有一起在封装中集成的DUT发射器(103)和DUT天线(102)，所述封装不包括用于将测试系统(100)与DUT天线(102)以接口方式连接的连接端口，DUT发射器(103)产生包括有界辐射表面的通过DUT天线(102)经由空气发射的射频(RF)信号，所述测试系统(100)包括：近场测量设备，其在彼此不同的至少第一方向和第二方向上对包括所述RF信号的第一有界辐射表面进行采样，以获得近场值的第一矩阵，所述近场测量设备位于DUT天线(102)的近场；中间场测量设备，其在至少所述第一和第二方向上对包括所述RF信号的第二有界辐射表面进行采样，以获得中间场值的第二矩阵，所述中间场测量设备位于DUT天线(102)的中间场；以及测试仪(110)，其分别处理近场值和中间场值的第一矩阵和第二矩阵，以导出近场相位值的第三矩阵。2.根据权利要求1所述的测试系统(100)，其中，所述近场测量设备和中间场测量设备分别是至少N个和N'个探测元件(111)的第一和第二条形棒(111和115)，其中N和N'是大于等于2的正整数，第一条形棒(111)的每个探测元件(111)检测RF信号并生成包括近场值的相应电信号，所述第二条形棒(115)的每个探测元件(111)检测所述RF信号并且生成包括所述中间场值的相应电信号，所述测试系统(100)还包括：机械平移系统，其包括第一和第二机械平移装置(116和117)，用于分别在DUT天线(102)的近场和中间场内沿至少第一方向平移第一和第二条形棒(111和115)，并且其中，所述测试仪(110)包括接收机(112)、切换逻辑部分(113)和处理逻辑部分(114)，所述第一机械平移装置(116)在DUT天线(102)的近场内的M个位置上沿着至少第一方向机械地平移第一条形棒(111)，同时接收机(112)促使切换逻辑部分(113)在不同于第一方向的第二方向上电扫描第一条形棒(111)的探针元件(111)以获取近场值的第一矩阵，其中M是大于等于2的正整数；所述第二机械平移装置(117)在DUT天线(102)的中间内的L个位置上沿着至少第一方向机械地平移第二条形棒(115)，同时接收机(112)促使切换逻辑部分(113)在第二方向上电扫描第二条形棒(115)的探针元件(111)以获取中间场值的第二矩阵，其中L是大于等于2的正整数，处理逻辑部分(114)配置为分别处理近场值和中间场值的第一和第二矩阵，以导出近场相位值的第三矩阵。3.根据权利要求2所述的测试系统(100)，其中，所述近场值和中间场值的第一和第二矩阵分别包括近场和中间场幅值，并且其中，所述近场相位值的第三矩阵是由处理逻辑部分(114)分别从近场和中间场幅值的第一和第二矩阵导出的。4.根据权利要求2所述的测试系统(100)，其中，所述第一和第二方向彼此正交。5.根据权利要求2所述的测试系统(100)，其中，N'大于等于1.2N。6.根据权利要求2所述的测试系统(100)，其中，所述第二机械平移装置(117)在第一方向和第三方向上沿弧线机械地平移所述第二条形棒(115)。7.根据权利要求2所述的测试系统(100)，其中，所述第二条形棒(115)相对于所述DUT天线(102)保持至少2D2/3λ的距离d，其中D是所述DUT天线(102)的直径，λ是DUT天线(102)的工作波长。8.一种用于对具有一起在封装中集成...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·S·李，C·科尔曼，
申请(专利权)人：是德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US