基于终端天线互易性的有源性能快速测试方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开基于终端天线互易性的有源性能快速测试方法及其装置，装置包括信号发射装置、信号接收装置、电波暗室以及设在电波暗室内的中心转台，中心转台由一控制器控制转动，中心转台的上端放置待测终端，以待测终端为中心围绕中心转台设有一圈探测天线组，探测天线组包括若干间隔设置的探测天线，通过控制器转动中心转台以调节待测终端与探测天线的相对角度组；信号发射装置与待测终端的天线可拆卸连接，信号发射装置用于输出所有测试的TIRP和TIRS对应的频点；信号接收装置通过一切换开关可选择接入任一探测天线，信号接收装置接收各个频点对应的射频信号大小。本发明专利技术在提升测试效率的同时提升了测试精度。效率的同时提升了测试精度。效率的同时提升了测试精度。

【技术实现步骤摘要】
基于终端天线互易性的有源性能快速测试方法及其装置


[0001]本专利技术涉及无线通信
及基于终端天线互易性的有源性能快速测试方法及其装置。

技术介绍

[0002]1、在现有的无线通信终端的通信性能测试中主要包括表征通信终端辐射功率大小的参数TIRP(总全向辐射功率)和表征通信终端辐射灵敏度性能的参数TIRS(总全向辐射灵敏度)。在测试TIRP和TIRS的过程中，将终端天线在3D范围各个方向辐射特性以一定角度进行剖分。以行业标准YD/T1484中规定的为例，TIRP的测试每15
°
角一个点，而测试TIRS角度划分为每30度角一个。
[0003]所以按照球坐标系的划分，以分布轴全电波暗室测试系统为例测试TIRS时Phi角度分别为(0
°
，15
°
，30
°
，
……
165
°
)，Theta角度为(
‑
165
°
，
‑
150
°
，
……0°
，15
°
，30
°
，
……
165
°
)一共需要测试的角度点有12*23＝276个。同理在测试TIRS的时候每隔30
°
角需要测试一个点，一共需要测试66个角度点。另外，在测试天线性能的时候每个点需要分别测试天线水平极化性能和垂直极化性能，也就是说每个TIRP需要测试552次，而TIRS需要测试132次。按照行业标准YD/T1484规定测试一个频段选取频段范围内中高低三个信道测试TIRP和TIRS。可知对TIRP而言，测试每个频段所要的时间主要决定与读取每个角度EIRP(等效全向辐射功率)的时间和所需测试点和测试信道数。对TIRS而言，测试每个频段的时间决定于测试一个角度的EIRS(等效全向灵敏度)所用的时间和所需要测试角度数量以及测试信道次数。如图1所示，球坐标系极化和角度示意图。
[0004]测试每个角度的EIRP的时候，基站模拟器与DUT(待测设备)建立连接，并且通过指令控制DUT以最大功率发射功率，基站模拟器通过探测所在角度的功率值来完成EIRP的测试，以多探头测试系统来说通过切换开关来切换不同角度的探测天线，可以快速的完成角度切换。每个角度EIRP所用的时间为0.4s左右，完成一个信道TIRP总用时为0.4*276＝110.4s，完成一个频段(共3个信道)所要的时间为110.4*3＝331.2s。
[0005]测试每个角度的EIRS的时候，基站模拟器与DUT(待测设备)建立连接，并且通过指令控制DUT进入LoopBack(回环模式)，基站模拟器通过所在角度的探测天线向待测天线发送特定长度(可设置，数据包长度与测试时长正相关)数据，待测终端收到数据包后上传基站模拟器，基站模拟器通过回传的数据来判断待测终端此时的误码率。基站模拟器从初始功率电平Sta_Pinit开始以一定步进值减小功率电平值Sta_P
△
1递减，并且在每个功率电平值上进行一次误码率的确认直到到达测试要求的误码率限值，此时基站功率电平值即为EIRS。例如某终端在某个角度的EIRS为
‑
106dBm，而Sta_Pinit＝
‑
70dBm，Sta_P
△
1＝2dB，那么完成EIRS的搜索至少经历了
‑
70dBm、
‑
72dBm
……
到
‑
106dBm至少19次的搜索。从上可知TIRS的测试时长与搜索次数以及每次搜搜索发送包大小正相关，以一款GSM终端为例，完成一个信道的测试预估时长为40min，一个频段测试3个信道所需时间为120min。
[0006]以上所述的测试TIRP和TIRS的方法简述为传统法，其中TIRP测试时长尚可接受，
但是测试一个信道的TIRS时间高达120min，是难以接受的。并且现有的技术测试TIRP和TIRS都是独立的分别进行测试；
[0007]2、另一种针对TIRS测试时间长的改进后的现有技术(简称为：现有改进技术)，此现有技术方法为第一步：DUT与基站模拟器建立连接或设置基站模拟器的发射功率以第一功率电平，测试终端每个角度上终端的接收信号强度值；第二步：针对某一角度逐一降低基站模拟器的发射功率电平，并且逐一测试在此发射电平情况下的DUT的接收信号强度值；第三步：选取接收信号强度最强的角度进行EIRS搜索测试，并且以这个角度EIRS测试结果为参考以及第一步和第二步测试结果推算出其他角度的EIRS的值，从而最终得出TIRS的结果。
[0008]在这个过程中测试结果依赖于终端自身检测出模拟基站辐射的功率大小的接收信号强度值的准确度，另一方面测试时间也依赖于终端得出准确的信号强度的之间长短。
[0009]现有的技术中，为了解决终端接收信号强度值精度的问题(一般为
±
1dB)更进一步的设计了信号强度值准确搜索的步骤，这个搜索过程简述为模拟基站发送指令给待测终端，待测终端在得到指令后开始进行接收信号强度值探测，并且将探测结果发送给模拟基站。这个搜索步骤复杂且在搜索过程中需要花费大量的时间，也就是为了达到同样的测试精度，测试过程要花费不亚于传统法的测试时间。为了进一步说明现有技术所采用的具体方法，参考下图2为现有工程应用中较为常见的多探头测试系统。基站模拟器分两个Port口分别连接暗室内部探测天线和连接天线，其中探测天线是指暗室内垂直角度放置的360
°
一圈均匀分布若干数量的探测天线，且这些天线通过切换开关进行选择同基站模拟器进行连接。DUT放置在中心转台上，测试的时候中心转台可以水平方向转动，再结合探测天线角度的选择，最终可以选定DUT所要测试的角度；其具体步骤为：第一步：基站模拟器以一功率通过切换开关和中心转台选定的第一角度探测天线辐射射频信号；第二步：DUT收到基站模拟器辐射的信号和信号中的指令，对收到的信号值进行接收信号强度测量；第三步：DUT完成测量，将测量结果通过连接天线反馈给基站模拟器；第四步：基站模拟器通过切换开关和中心转台选定第二角度探测天线，重复步骤1～3，完成第二角度的接收信号强度值测量；第五步：完成所有角度的测量。在此过程中，DUT的天线与DUT内部通信模组连接，通信模组负责得出接收信号强度值，得出信号强度值的用时与精度依赖于待测终端通信模组的性能。如图3所示，为过程中的相互关系：要说明的是在实际工程应用中DUT的天线样式是多种多样的，且天线可以是在DUT内部也可以是通过射频馈线连接在DUT的外部。在上述步骤二和步骤三中，DUT天线接收到某个方向的信号强度以及收到要求返回信号强度值的指令后，DUT的通信模组进行信号大小的检测，待一定时间后完成检测后将信号大小的值上传到基站模拟器。
[0010]综上所述，现有技术中传统法测试TIRS对每个点进行灵敏度搜索法，这个过程繁琐而漫长。现有改进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于终端天线互易性的有源性能快速测试装置，其特征在于：其包括信号发射装置、信号接收装置、电波暗室以及设在电波暗室内的中心转台，中心转台由一控制器控制转动，中心转台的上端放置待测终端，以待测终端为中心围绕中心转台设有一圈探测天线组，探测天线组包括若干间隔设置的探测天线，通过控制器转动中心转台以调节待测终端与探测天线的相对角度组；信号发射装置与待测终端的天线可拆卸连接，信号发射装置用于输出所有测试的TIRP和TIRS对应的频点；信号接收装置通过一切换开关可选择接入任一探测天线，信号接收装置接收各个频点对应的射频信号大小。2.根据权利要求1所述的基于终端天线互易性的有源性能快速测试装置，其特征在于：信号发射装置、信号接收装置共同放置在电波暗室内部；或者信号发射装置、信号接收装置共同放置在电波暗室外部；或者信号发射装置、信号接收装置分别位于电波暗室内外。3.根据权利要求1所述的基于终端天线互易性的有源性能快速测试装置，其特征在于：信号发射装置或信号接收装置通过射频馈线与对应设备连接。4.根据权利要求1所述的基于终端天线互易性的有源性能快速测试装置，其特征在于：信号发射装置为矢量网络分析仪、综测仪或独立的简易信号发生器。5.根据权利要求1所述的基于终端天线互易性的有源性能快速测试装置，其特征在于：基于天线的互易性，信号发射装置和信号接收装置的接入位置相互替换；即信号发射装置通过一切换开关可选择接入任一探测天线，信号发射装置用于输出所有测试的TIRP和TIRS对应的频点；信号接收装置与待测终端的天线可拆卸连接，信号接收装置接收各个频点对应的射频信号大小。6.基于终端天线互易性的有源性能快速测试方法，采用权利要求1至5任一所述的基于终端天线互易性的有源性能快速测试装置，其特征在于：方法包括以下步骤：步骤1，将待测终端天线与待测终端的射频模组断开，信号发射装置与待测终端天线连接，信号发射装置与探测天线连接；步骤2，信号发射装置输出要测试的TIRP和TIRS对应的频点，控制信号接收装置通过与之连接的探测天线接收射频信号大小；步骤3，操控中心转台使得待测终端天线与探测天线处于相对第一角度，信号发射装置输出要测试的TIRP和TIRS对应的频点，控制信号接收装置通过与之连接的探测天线接收射频信号大小并依次记录数据；步骤4，操控中心转台使得待测终端天线与探测天线处于相对第二角度，信号发射装置输出要测试的TIRP和TIRS对应的频点，控制信号接收装置通过与之连接的探测天线接收射频信号大小并依次记录数据；步骤5，切换天线极化方向，重复步骤3和步骤4，直至完成所有角度的测试；步骤6，将所有数据整理分别形成天线Theta极化和Phi极化方向上对应频率的辐射性能与角度的关系函数和Theta极化方向，频率为Freq的随角度天线辐射性能关系函数；Phi极化方向，频率为Freq的随角度天线辐射性能关系函数；步骤7，将待测终端天线与信号发射装置断开，连接待测终端天线与与待测终端的射频模组，并保证待测终端的摆放角度位置与测试时一致；
步骤8，选取所要测试的频率中辐射能力最强的N个点极化方向和角度，对应的角度记为对应的两个极化的辐射能力函数分别记为和步骤9，根据所测试的频率是TIRP和TIRS的不同，分别计算得到对应的TIRP和TIRS。7.根据权利要求6所述的基于终端天线互易性的有源性能快速测试方法，其特征在于：步骤1中基于天线的互易性，信号发射装置和信号接收装置的接入位置相互替换；即信号发射装置通过一切换开关可选择接入任一探测天线，信号发射装置用于输出所有测试的TIRP和TIRS对应的频点；信号接收装置与待测终端的天线可拆卸连接，信号接收装置接收各个频点对应的射频信号大小。8.根据权利要求6所述的基于终端天线互易性的有源性能快速测试方法，其特征在于：步骤2中所要测试的TIRP和TIRS对应的频点事先列出生成列表Freq_list；测试时信号发射装置输出列表Freq_list中的频率。9.根据权利要求6所述的基于终端天线互易性的有源性能快速测试方法，其特征在于：针对TIRS测试时...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘寿玉，涂锂程，顾嘉宇，
申请(专利权)人：福州物联网开放实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：