多天线无线设备空口测试装置
阅读：980发布：2021-04-14
专利汇可以提供多天线无线设备空口测试装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提出了一种多天线无线设备空口测试装置，包括：暗室，暗室的内壁上设置有吸波材料；多个耦合 探头 ，多个耦合探头可活动地设置于暗室内，用于同时或单独对当前探头所处 位置 的预设的近场 辐射 范围内天线进行 能量 耦合传输，其中，每个耦合探头的探头顶部往 馈线 5厘米内所有的横截面内金属的最大尺寸小于或等于5厘米，以获取所述多天线无线设备的收发性能。根据本实用新型 实施例 的测试装置，可以对天线采用单独近场耦合的方式，并且可以同时或单独在近场辐射距离内对天线进行空口测试，不但提高测试的工作效率，而且有效提高测试的准确性。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是多天线无线设备空口测试装置专利的具体信息内容。
1.一种多天线无线设备空口测试装置，其特征在于，包括：
暗室，所述暗室的内壁上设置有吸波材料；
多个耦合探头，所述多个耦合探头可活动地设置于所述暗室内，用于同时或单独对当前探头所处位置的预设的近场辐射范围内天线进行能量耦合传输，其中，所述每个耦合探头的探头顶部往馈线5厘米内所有的横截面内金属的最大尺寸小于或等于5厘米，以获取所述多天线无线设备的收发性能。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预设的近场辐射范围根据以下公式得到：
或者
其中，D为所述多天线无线设备的最大物理尺寸，R为所述近场辐射范围的半径，λ为波长。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述每个耦合探头的横截面内金属的最大尺寸小于所述多天线无线设备的最大物理尺寸。
4.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述每个耦合探头的横截面内金属的最大尺寸小于对应的天线的最大物理尺寸。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多天线无线设备为移动终端时，耦合探头为预设带宽的宽带探头。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
放置组件，用于放置所述多天线无线设备。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
多个移动组件，所述多个移动组件的每个移动组件分别与所述多个耦合探头的每个耦合探头相连，以改变对应耦合探头的位置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
竖直位置调整件，所述竖直位置调整件与所述放置组件相连，以调整所述放置组件的竖直高度。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
第一控制组件，所述第一控制组件与所述竖直位置调整件和所述放置组件相连，以控制所述竖直位置调整件和所述放置组件执行相应动作，使得所述多天线无线设备达到目标位置。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
第二控制组件，所述第二控制组件分别与所述每个移动组件相连，以根据所述多天线无线设备的所述目标位置调整所述多个耦合探头的每个耦合探头的位置和方向。
多天线无线设备空口测试装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及无线设备性能测试技术领域，特别涉及一种多天线无线设备空口测试装置。
背景技术
[0002] 在无线设备发售之前，无线设备的产线测试主要测试无线设备收发性能，从而避免出售射频性能不满足要求的无线设备，避免影响用户体验。
[0003] 然而，相关技术中，对无线设备的测试方式都是单线测试，但是随着无线设备本身天线数量的增多，比如MIMO无线设备中，用于通信的天线会有多个，如果每一个天线的射频性能都需要测试，测试需要的时间较长，测试的工作效率较低，而且相关技术均为远场测试，测试系统成本高，有待解决。实用新型内容
[0004] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本实用新型的目的在于提出一种多天线无线设备空口测试装置，该测试装置可以提高测试的工作效率，并且提高测试的准确性，简单易实现。
[0006] 为达到上述目的，本实用新型提出了一种多天线无线设备空口测试装置，包括：暗室，所述暗室的内壁上设置有吸波材料；多个耦合探头，所述多个耦合探头可活动地设置于所述暗室内，用于同时或单独对当前探头所处位置的预设的近场辐射范围内天线进行能量耦合传输，其中，所述每个耦合探头的探头顶部往馈线5厘米内所有的横截面内金属的最大尺寸小于或等于5厘米，以获取所述多天线无线设备的收发性能。
[0007] 本实用新型的多天线无线设备空口测试装置，通过多个耦合探头对无线设备的每个天线同时进行性能测试，从而实现多天线同时或单独在近场辐射距离测试的目的，不但可以对天线采用单独近场耦合的方式，并且可以同时对多个天线进行空口测试，进而有效提高测试的工作效率，而且有效提高测试的准确性，简单易实现。
[0008] 进一步地，所述预设的近场辐射范围根据以下公式得到：
[0009] 或者
[0010]
[0011] 其中，D为所述多天线无线设备的最大物理尺寸，R为所述近场辐射范围的半径，λ为波长。
[0012] 可选地，所述每个耦合探头的横截面内金属的最大尺寸小于所述多天线无线设备的最大物理尺寸。
[0013] 可选地，所述每个耦合探头的横截面内金属的最大尺寸小于对应的天线的最大物理尺寸。
[0014] 可选地，所述多天线无线设备为移动终端时，耦合探头为预设带宽的宽带探头。
[0015] 进一步地，还包括：放置组件，用于放置所述多天线无线设备。
[0016] 进一步地，还包括：多个移动组件，所述多个移动组件的每个移动组件分别与所述多个耦合探头的每个耦合探头相连，以改变对应耦合探头的位置。
[0017] 进一步地，还包括：竖直位置调整件，所述竖直位置调整件与所述放置组件相连，以调整所述放置组件的竖直高度。
[0018] 进一步地，还包括：第一控制组件，所述第一控制组件与所述竖直位置调整件和所述放置组件相连，以控制所述竖直位置调整件和所述放置组件执行相应动作，使得所述多天线无线设备达到目标位置。
[0019] 进一步地，还包括：第二控制组件，所述第二控制组件分别与所述每个移动组件相连，以根据所述多天线无线设备的所述目标位置调整所述多个耦合探头的每个耦合探头的位置和方向。
[0021] 本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0022] 图1为相关技术的测的多天线无线设备的结构示意图；
[0023] 图2为根据相关技术的天线无线设备的远场测试示意图；
[0024] 图3为根据相关技术的天线无线设备的近场测试示意图；
[0025] 图4为根据相关技术的天线无线设备的耦合测试示意图；
[0026] 图5为根据本实用新型实施例的多天线无线设备空口测试装置的结构示意图；
[0027] 图6为根据本实用新型一个实施例的耦合探头的结构示意图；
[0028] 图7为根据本实用新型一个实施例的多天线无线设备空口测试装置的原理示意图；
[0029] 图8为根据本实用新型另一个实施例的多天线无线设备空口测试装置的原理示意图。
具体实施方式
[0030] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0033] 在相关技术的远场测试中，如图2所示，将被测件放入远场大暗室中，测试方法如下：通过转动转台极轴改变被测件和测试天线的相对位置，从而测试被测件的所有辐射和接收性能。但是，远场测试距离远，需要满足标准测距要求，其中，测试距离大于2D2/λ，D是被测件的最大物理尺寸，λ是波长，导致暗室体积较大，占用空间也大，容易受到场地限制，而且每个天线单独打开评估，测试效率低。
[0034] 在相关技术的近场测试中，如图3所示，在屏蔽室内部放置多个测试天线，从而对被测件固定位置进行辐射或者接收测试，以总体值或者最大值作为评估被测件性能标准。然而，近场测试虽然测距小，可以把屏蔽室做的比较小，占用空间小，克服远场测试的缺陷，但是需要评估每一个测试天线接收到的功率，测试效率较低，测试准确性无法得到保证。
[0035] 在相关技术的耦合测试中，如图4所示，将一个或者多个耦合板或者耦合天线放置在被测件周围，所有的天线都通过一个耦合天线进行测试，其中放置多个耦合天线是为了适应宽频的工作条件，比如一个天线针对一个测试频带。虽然可以将屏蔽室做的很小，成本较低，然而，针对多天线被测件需要单独测试每一个天线性能(所有天线不能同时测试)，测试时间较长，以及还存在耦合天线或者耦合板距离某些天线较远，增益不足，测试精度较低，也是测试准确性无法得到保证。
[0036] 本实用新型正是基于上述问题，而提出了一种多天线无线设备空口测试装置。
[0037] 下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的多天线无线设备空口测试装置。
[0038] 图5是本实用新型实施例的多天线无线设备空口测试装置的结构示意图。
[0039] 如图5所示，该多天线无线设备空口测试装置10包括：暗室100和多个耦合探头(如图中耦合探头201、耦合探头202、耦合探头203和耦合探头204所示)。
[0040] 其中，暗室100的内壁上设置有吸波材料101。多个耦合探头可活动地设置于暗室100内，用于同时或单独对当前探头所处位置的预设的近场辐射范围内天线进行能量耦合传输，其中，每个耦合探头的探头顶部往馈线5厘米内所有的横截面内金属的最大尺寸小于或等于5厘米，以获取多天线无线设备20的收发性能。可以理解的是，通过可活动设置使得多个耦合探头的每个耦合探头可以一一对应设置于多天线无线设备20的多个天线设置在预设的近场辐射距离内，同时或单独对待测的多天线无线设备20进行能量耦合传输，以获取多天线无线设备20的收发性能。本实用新型实施例的测试装置10可以对天线采用单独近场耦合的方式，并且可以同时或单独在近场辐射距离内对多个天线进行测试，不但提高测试的工作效率，而且有效提高测试的准确性。
[0041] 具体地，如图6所示，可以理解的是，耦合探头自辐射顶部往馈线方向5cm内的部分满足：所有横截面的金属最大尺寸小于等于5cm。例如，耦合探头由三部分组成：介质、金属和馈线，馈线用于馈入射频信号，其中，耦合探头顶部为辐射顶端，如耦合探头顶部向馈线5cm的范围内，任意横截面都满足以下条件：顶部往馈线5厘米内所有的横截面内金属最大尺寸小于5cm，本领域技术人员应当理解的是，对于图6中任何探头都可以通过类似的方式进行配置，并不仅限于这一种结构的天线设计，只要横截面内金属最大尺寸小于5cm即可，从而同时或单独对当前探头所处位置的近场辐射距离内天线进行能量耦合传输。
[0042] 可选地，在本实用新型的一个实施例中，预设的近场辐射范围根据以下公式得到：
[0043] 或者
[0044]
[0045] 其中，D为多天线无线设备的最大物理尺寸，R为近场辐射范围的半径，即R为近场辐射距离，λ为波长。
[0046] 在本实用新型的实施例中，本实用新型实施例对被测件实现近场辐射测试，但是与相关技术中的近场测试具有本质区别，下面对近场辐射测试进行详细描述：
[0047] 举例而言，本实用新型实施例的耦合探头和多天线无线设备20得天线距离小于远场，处于近场耦合，具体地，针对电小尺寸的被测天线(物理尺寸小于波长的一半)，距离被测天线R所在位置的定义为：
[0048] 属于反应近场区(reactive near field)，其中，λ表示波长；
[0049] 属于辐射近场区(radiative near-field)；
[0050] λ
[0051] 2
[0052] 针对这类被测件，耦合探头和被测件天线距离小于远场条件，处于反应近场区[0053] 针对电大尺寸的被测天线(物理尺寸大于等于波长的一半)，距离被测天线R所在位置的定义为，
[0054] 属于辐射近场区，其中D是被测天线的尺寸；
[0055] 属于菲涅尔区；
[0056] 属于辐射远场区
[0057] 针对这类被测件，耦合探头和被测件天线距离小于远场条件，处于辐射近场区。
[0058] 综上可知，本实用新型实施例的测试装置10不但可以每一个耦合探头对应一个被测天线，从而快速得到多天线无线设备20的各个天线信息，甚至同时进行测试，而且相比较与相关技术中，可以拥有更小的测试路损，每一个被测天线都有一个耦合天线靠近且对应，属于近场耦合，其路损远远小于相关技术中的所有方案中的测试系统，因此测试动态大。
[0059] 进一步地，在本实用新型的一个实施例中，每个耦合探头的横截面内金属的最大尺寸小于多天线无线设备的最大物理尺寸，和/或，每个耦合探头的横截面内金属的最大尺寸小于对应的天线的最大物理尺寸。
[0060] 可以理解的是，在本实用新型的实施例中，耦合探头尺寸(不含馈线)天线口径小于多天线无线设备20的最大物理尺寸，和/或，耦合探头尺寸(不含馈线)天线口径小于多天线无线设备20上其对应的被测天线的最大物理尺寸，从而保证测试的准确性。
[0061] 可选地，在本实用新型的一个实施例中，多天线无线设备为移动终端时，耦合探头为预设带宽的宽带探头，如可以使用一个覆盖sub6G所有频段的探头。
[0062] 举例而言，针对sub 6G中，手机作为被测件时，至少有4个耦合探头分别位于被测件的4个角处，而该耦合探头可以为宽带探头，那么在变化测试频率时，不需要切换其他天线，可以实现多个天线的收发性能同时测试，大大提升测试的工作效率，减小测试时间。其中，预设带宽可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置。
[0063] 另外，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型实施例的测试装置10还包括：放置组件。其中，放置组件用于放置多天线无线设备20。
[0064] 可以理解的是，在暗室100中可以设置放置组件如设置有夹具的放置台，从而将多天线无线设备20放置于放置组件上，便于对多天线无线设备20进行空口测试。另外，放置组件也可以对无线设置20的水平位姿进行调整，如控制无线设置20顺时针改变位姿，以满足测试需求。
[0065] 进一步地，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型实施例的测试装置10还包括：多个移动组件。其中，多个移动组件的每个移动组件分别与多个耦合探头的每个耦合探头相连，以改变对应耦合探头的位置。
[0066] 可以理解的是，移动组件可以为设置有滚轮的移动台，以任意调节耦合探头的位置，实现与被测件的天线的对应设置。
[0067] 进一步地，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型实施例的测试装置10还包括：竖直位置调整件。其中，竖直位置调整件与放置组件相连，以调整放置组件的竖直高度。
[0068] 可以理解的是，在暗示底端设置竖直位置调整件，如相对间隔设置两个支架，每个支架可以包括铰接的两个杆体，每个杆体的下端与暗室底端转动配合且上端与放置台移动配合，从而可通过调整放置组件相对暗室底端的竖直高度，调节多天线无线设备20的放置位姿，以根据测试需求进行调节，如将多天线无线设备20设置于于暗室100的正中心。
[0069] 在本实用新型的实施例中，可以通过竖直位置调整件对放置组件和放置组件进行可活动设置，便于对天线无线设备20进行水平方向和/或竖直方向的位置调整，提高装置的灵活性和应用性。
[0070] 进一步地，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型实施例的测试装置10还包括：第一控制组件。其中，第一控制组件与竖直位置调整件和放置组件相连，以控制竖直位置调整件和放置组件执行相应动作，使得多天线无线设备20达到目标位置。
[0071] 可以理解的是，上述竖直位置调整件和放置组件可以人为控制也可以通过预设程序自动控制，如根据测试需求自动将多天线无线设备20上升并旋转至测试需要的测试位置，即目标位置，以满足测试需求。
[0072] 进一步地，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型实施例的测试装置10还包括：第二控制组件。其中，第二控制组件分别与每个移动组件相连，以根据多天线无线设备20的目标位置调整多个耦合探头的每个耦合探头的位置和方向。
[0073] 可以理解的是，本实用新型实施例的测试装置10可以通过手动调整耦合探头和多天线无线设备20的位置，也可以通过控制组件自动进行调整，提高测试装置的智能化和可操控性。具体地，被测件放置在放置组件上，耦合探头放置在移动组件上，每一个耦合探头和一个移动组件相连，且可以单独移动，放置组件可以升降，进而实现耦合探头与天线的一一对应设置，更加灵活，简单易实现。
[0074] 例如，操作人员可以将被测件放置于放置组件固定后，通过手动调节或控制组件控制放置组件和竖直位置调整件将被测件移至暗室100的正中央位置，随后通过手动调节或控制组件控制移动组件移动耦合探头以与被测件的每个天线的对应位置，以在近场辐射距离内进行近场耦合天线测试。
[0075] 可以理解的是，在本实用新型的实施例中，将多天线无线设备20即被测件放置在一个屏蔽暗室100内，暗室100内壁有吸波材料101，且暗室100内部放置多个耦合探头，耦合探头的作用是每一个耦合探头对准多天线无线设备20上一个天线进行能量耦合传输，耦合探头均位于多天线无线设备20的近场辐射范围内，且可以调整耦合天线位置和方向使得每个耦合天线和对应的多天线无线设备20的天线形成一一对应的耦合传输。
[0076] 和相关技术中的远场测试、近场测试和耦合测试相比，本实用新型实施例可以实现多天线无线终端快速产线测试，测试的工作效率较高，且可以有效保证测试的准确性和精确度，有效满足测试需求。
[0077] 下面以串行测试和并行测试对本实用新型实施例的装置10进行举例描述。
[0078] 实施例一：
[0079] 首先，针对多天线无线设备20调动耦合探头的位置和方向，以找到每一个耦合探头符合测试要求的位置和方向。其中，以4路天线的手机产线的功率测试为例：
[0080] 天线命名如图7所示，手机天线命名被测天线1、2、3、4；耦合探头命名耦合探头5、6、7、8.
[0081] 调整所有耦合探头的位置，使耦合探头物理位置位于手机近场且靠近相应天线位置，本例中被测天线1和耦合天线5对应；被测天线2和耦合天线6对应；被测天线3和耦合天线7对应；被测天线4和耦合天线8对应。
[0082] 可以理解的是，这一步骤针对一款产品(或者是类似产品)只需要做一次。就可以找到耦合探头符合测试天线的位置。
[0083] 其次，每次打开一路被测天线，测试对应的耦合天线耦合到的功率，比如：打开1号被测天线(关闭其他所有被测天线)，读取5号耦合天线的耦合能量记录为P5；打开2号被测天线(关闭其他所有被测天线)，读取6号耦合天线的耦合能量记录为P6；打开3号被测天线(关闭其他所有被测天线)，读取5号耦合天线的耦合能量记录为P7；打开4号被测天线(关闭其他所有被测天线)，读取5号耦合天线的耦合能量记录为P8；完成之后，对比P5、P6、P7、P8和预设值或者金机(金机是指被验证过没问题的标准机器)的测试值的差异，用来判断是否存在问题。
[0084] 实施例二：
[0085] 首先针对多天线无线设备20调动耦合探头的位置和方向，以找到每一个耦合探头符合测试要求的位置和方向。其中，以4路天线的手机产线的功率测试为例：
[0086] 天线命名如图8所示，手机天线命名被测天线1、2、3、4；耦合探头命名耦合探头5、6、7、8
[0087] 调整所有耦合探头的位置，使耦合探头物理位置位于手机近场且靠近相应天线位置，本例中被测天线1和耦合天线5对应；被测天线2和耦合天线6对应；被测天线3和耦合天线7对应；被测天线4和耦合天线8对应。且要求对应天线之间的耦合能量大于非对应天线之间的耦合能量。具体表述如下。
[0088] 固定手机，以耦合天线5的位置调节为例说明：调节5号耦合天线位置，使仅有5号耦合天线发射，在1号被测天线上耦合能量大于其他所有被测天线耦合到的能量；同样的，调节6号耦合天线位置，使仅有6号耦合天线发射，在2号被测天线上耦合能量大于其他所有被测天线耦合到的能量；调节7号耦合天线位置，使仅有7号耦合天线发射，在3号被测天线上耦合能量大于其他所有被测天线耦合到的能量；调节8号耦合天线位置，使仅有8号耦合天线发射，在4号被测天线上耦合能量大于其他所有被测天线耦合到的能量.
[0089] 这一步骤针对一款产品(或者是类似产品)只需要做一次，就可以找到耦合探头符合测试天线的位置。
[0090] 其次，同时打开被测天线，测试对应的耦合天线耦合到的功率，比如：记录5号耦合天线的功率为Q5；记录6号耦合天线的功率为Q6；记录7号耦合天线的功率为Q7；记录8号耦合天线的功率为Q8；完成之后，对比Q5、Q6、Q7、Q8和预设值或者金机(金机是指被验证过没问题的标准机器)的测试值的差异，用来判断是否存在问题。
[0091] 综上，在本实用新型的实施例中，不但测试方案快，且每一个耦合探头对应一个被测天线，可以快速得到被测件各个天线信息，而且在实施例二中，4个被测天线信息可以一次性全部得到，测试速度比相关技术快很多，相比较拥有更小的测试路损，每一个被测天线都有一个耦合天线靠近对应，属于近场耦合，其路损远远小于相关技术中的所有测试系统，因此测试动态大。
[0092] 根据本实用新型实施例的多天线无线设备空口测试装置，通过多个耦合探头对无线设备的每个天线同时或单独进行性能测试，不但有效满足测试需求，而且可以实现多天线同时测试的目的，不但可以对天线采用单独近场耦合的方式，即各个不同的天线采用单独耦合方式，并且可以同时对多个天线进行测试，以及耦合探头和被测件天线距离属于近场辐射距离，其小于远场距离，处于近场耦合，进而有效提高测试的工作效率，而且有效提高测试的准确性，简单易实现。
[0093] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0094] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0095] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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