CN102571233B - 一种无线终端类产品的整机ota性能的快速评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无线终端类产品的整机OTA性能的快速评估方法。其可以大幅度加快产品的测试评估、分析决策，缩短产品的研发周期及上市时间，本发明评估方法的步骤为：（1）按照通讯制式分别设计标准接口的射频接收灵敏度可步进调节以及射频发射功率可步进调节的标准测试模块或直接购买现成测试模块；（2）对于单一通讯制式的无线终端产品整机有源测试可以用加有不同长度测试电缆线及校准定标后的相应测试模块作为整机OTA测试评估、内外置天线评估、结构ID设计评估的标准测试电路；（3）对于多种通讯制式融合的无线终端产品整机有源测试；（4）评估在有较强干扰时的整机OTA性能。
Description
一、技术领域：
本发明涉及一种无线终端类产品的整机OTA性能的快速评估方法。
二、背景技术：
随着个人通讯技术的高速发展，无线终端类产品逐渐成为人们日常工作和生活中必不可少的工具，目前在无线终端产品类的研发上其重要指标，整机OTA性能的前期测试评估中，通常的评估方法是：
第一步，根据客户需求进行无线终端产品的外形结构ID设计，天线设计人员以及天线设计厂家在已有的结构造型ID设计的基础上进行内外置天线的前期无源射频仿真评估，给出初步内外置天线电路板上净空面积要求、电路布局和布线面积的要求、结构造型ID的局部修改要求；
第二步，无线终端产品的硬件电路设计人员再根据结构造型ID设计和天线射频仿真评估给出的电路布局面积上进行整机功能电路设计；
第三步，待硬件电路设计人员完成整机功能电路设计以及投板加工、贴片焊接、整机电路自测试通过后，天线设计人员及设计厂家才能将内外置天线安装到已测试的整机电路上并装配到整机结构中再次进行无线终端产品的整机无源测试和整机有源OTA性能测试；
第四步，根据无线终端产品的整机无源测试和整机有源OTA性能测试结果，天线设计人员及设计厂家在已有的电路板净空面积中调整天线自身的技术指标和与整机电路的输入输出端口的射频匹配特性，直至调整到满足整机有源OTA性能指标要求，最后提交给客户进行整机性能的最终测试确认。
此无线终端产品类的整机OTA性能的前期测试评估中无线终端产品的内外置天线设计时间、周期太长；无线终端产品整机内外置天线的性能设计好坏与整机电路性能设计的好坏无法快速区别分析及问题定位；内外置天线的前期设计评估不能实际反映到整机最终的OTA测试结果；整机硬件电路的不稳定、掉线、连接不上、输出功率不稳定等会严重影响内外置天线的设计评估；在多通讯制式融合的整机终端产品天线设计上不能快速有效地反映整机最终的多通讯制式相互干扰情况；无线终端产品的整机OTA性能只能通过后期的整机有源测试进行微调，微调结果会严重影响内外置天线自身的其它辐射指标；如果无线终端产品的整机OTA性能测试不满足指标要求，通过天线微调及整机电路调整仍然不能解决的话，就要重新进行外形结构ID的设计，这样整个项目就会存在巨大的成败风险等问题。
三、发明内容：
本发明为了解决上述背景中的不足之处，提供一种可以大幅度加快产品的测试评估、分析决策，缩短产品的研发周期及上市时间的无线终端类产品的整机OTA性能的快速评估方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种无线终端类产品的整机OTA性能的快速评估方法，其特征在于：所述的评估方法的步骤为：
（1）按照通讯制式分别设计标准接口的射频接收灵敏度可步进调节以及射频发射功率可步进调节的标准测试模块或直接购买现成测试模块；
（2）对于单一通讯制式的无线终端产品整机有源测试可以用加有不同长度测试电缆线及校准定标后的相应测试模块作为整机OTA测试评估、内外置天线评估、结构ID设计评估的标准测试电路；
（3）对于多种通讯制式融合的无线终端产品整机有源测试；
（4）评估在有较强干扰时的整机OTA性能。
所述的评估方法的步骤为：
第一步，按照目前世界上主流的多种通讯制式分别设计标准USB接口的射频接收灵敏度可步进调节以及射频发射功率可步进调节的标准测试模块，再定制一些标准测试用50欧姆同轴电缆；分别对各通讯制式的标准测试模块和测试电缆线进行校准定标，校准定标后的测试模块以及测试模块加不同长度测试电缆线后要求射频传导收发特性分别满足各自通讯制式的技术指标要求；
第二步，对于单一通讯制式的无线终端产品整机有源测试可以用加有不同长度测试电缆线及校准定标后的相应测试模块作为整机OTA测试评估、内外置天线评估、结构ID设计评估的标准测试电路，
首先，在微波暗室中不加电进行整机无源测试，主要测试结构ID设计与内外置天线自身的收发特性：增益、效率、方向图的辐射参数，
其次，整机结构加上内外置天线在微波暗室中加电进行整机有源OTA测试，测试方法是用加有固定长度测试电缆线及校准定标后的相应测试模块，将连接有测试模块的射频测试电缆接入整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点上，再使用标准射频测试仪表或综测仪连接到整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点射频测试端口上，断开内外置天线测试标定整机的射频传导特性，达到相应通讯制式射频传导特性指标的要求，
然后，将射频测试电缆引出整机部分和相应测试模块均要求被吸波材料包裹并放置在不影响无线终端产品整机有源OTA测试的位置上，
最后，连接测试模块的USB接口或其它标准接口到测试电脑PC机或整机有源OTA测试设备上进行测试；
第三步，对于多种通讯制式融合的无线终端产品整机有源测试，用几个不同制式的标准测试模块加上测试电缆接入到整机结构中的不同制式天线馈电点上，再使用标准射频测试仪表或综测仪连接到整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点射频测试端口上，断开内外置天线分别进行逐一测试标定整机的射频传导特性，达到相应通讯制式射频传导特性指标的要求，射频测试电缆引出整机部分和相应测试模块均要求被吸波材料包裹并放置在不影响整机有源OTA测试的位置上，最后，通过USB交换机HUB连接测试模块的USB接口或其它标准接口到测试电脑PC机或整机有源OTA测试设备分别进行测试，在所有通讯制式同时并行工作的情况下，以了解在多种通讯制式融合的情况下整机有源OTA性能以及单一通讯制式受到其它通讯制式同时工作时整机OTA测试被影响的实际效果；
第四步，评估在有较强干扰时的整机OTA性能：通过给标准测试模块的接地面和整机结构中的电路板接地面上人为施加白噪声，提高整机的噪声底用以模拟干扰电平或者用射频信号源模拟干扰谐波能量并施加到标准测试模块的接地面和整机结构中的电路板接地面上人为制造谐波干扰，进而测试整机OTA指标。
所述的步骤一中的可步进调节的标准测试模块的收发步进调节精度可选：±0.25dB、±0.5dB或±1.0dB。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：本发明可以做到有效加快无线终端产品的内外置天线设计及整机OTA性能的前期评估；缩短无线终端产品的内外置天线设计开发时间；有助于提前区别定位天线设计问题还是电路设计问题；对多通讯制式融合的整机终端产品天线设计上能有效地反映及量化整机最终的多制式相互干扰；不依赖整机硬件电路是否完成设计及测试稳定性；提前预知整机外形结构ID的设计是否满足内外置天线的设计技术要求；能够快速有效地给出多种不同电路板上的内置天线净空面积对内置天线自身性能的影响大小；对无线终端类产品的整机设计成败及风险提出有效的前期评估，为决策提供前期的技术支持，此外，由于本发明在通过以上整机OTA测试后还可以提供无线终端类产品的整机SAR性能指标的快速评估，对整机OTA测试项目中TRP指标、TIS指标、PEIRP指标、天线Efficiency指标、天线Directivity指标、天线Gain指标等都可以快速有效地给出评估结果，因此，该测试方法是一种整机OTA性能测试非常好的评估手段。
四、附图说明：
图1是本发明的整机OTA标准有源测试电路模块示意图；
图2是本发明的微波暗室整机OTA测试框图示意图；
图3是本发明微波暗示整机OTA测试框图。
五、具体实施方式：
下面结合附图对本发明一种无线终端类产品的整机OTA性能的快速评估及测试方法进行说明。
如图1所示，标准通信测试模块包含通信测试模块106；主信道控制单元107；分集信道控制单元108。
定制设计包含各种通信制式的通信测试模块106，连接外部可调节主信道控制单元107、分集信道控制单元108，使通信测试模块106的收发通道可以在配合不同长度射频50欧姆测试电缆的情况下进行单独校准。
如图2所示，整机OTA标准有源测试电路模块包含测试用电脑PC机101；USB接口HUB或其它接口HUB电路单元102；各种通信制式的通信测试模块106；射频多路开关103、104；标准射频50欧姆测试电缆105。
将测试用电脑PC机101经USB接口HUB或其它接口HUB电路单元102连接到各种通信制式的通信测试模块106上根据具体的测试评估要求选择不同的测试模块106，再通过射频测试电缆连接射频多路开关103、104，进行测试的时候可以切换不同的通信制式，或者不使用射频多路开关103、104，而直接为每种标准有源测试电路模块单独配置标准射频50欧姆测试电缆105。
如图3所示，微波暗室整机OTA测试框图包含测试用电脑PC机101；整机OTA标准有源测试电路模块109；被测无线终端整机110；微波暗室三维测试转台111。
将以上测试用电脑PC机101连接到整机OTA标准有源测试电路模块109，再通过固定长度的标准射频50欧姆测试电缆105连接被测无线终端整机110，将以上功能单元用吸波材料包裹后放置到不影响测试的地方，并使用已经校准过的标准射频50欧姆测试电缆105连接到被测无线终端整机110中的待测试天线的射频端口上，把以上各部分整体放置到微波暗室三维测试转台111上进行无线终端产品的整机OTA测试和SAR值测试。
在评估整机干扰情况下的OTA指标时，可以采用通过给标准测试模块的接地面和整机结构中的电路板接地面上人为施加白噪声（注：电路板上已有内外置天线；白噪声由射频宽带白噪声发生器产生），提高整机的噪声基底用以模拟干扰电平或者用射频信号源模拟干扰谐波能量并施加到标准测试模块的接地面和整机结构中的电路板接地面上人为制造谐波干扰，进而测试整机OTA指标。
本发明采用定制的一种或多种通讯制式的已知标准有源测试模块作为整机OTA测试评估的标准件，通过该测试标准件可以快速有效地评估整机结构ID设计、内外置天线设计是否能够满足整机有源OTA指标要求。
第一步，按照目前世界上主流的多种通讯制式分别设计标准USB或其它标准接口的射频接收灵敏度可步进调节以及射频发射功率可步进调节的标准测试模块（收发步进调节精度可选：±0.25dB、±0.5dB、±1.0dB），该模块的体积设计一定要尽量小，再定制一些不同长度、线径较细、质量较好的标准测试用50欧姆同轴电缆；分别对各通讯制式的标准测试模块和测试电缆线进行校准定标，校准定标后的测试模块以及测试模块加不同长度测试电缆线后要求射频传导收发特性分别满足各自通讯制式的技术指标要求并留有一定的余量。
第二步，对于单一通讯制式的无线终端产品整机有源测试可以用加有不同长度测试电缆线及校准定标后的相应测试模块作为整机OTA测试评估、内外置天线评估、结构ID设计评估的标准测试电路。
首先，在微波暗室中不加电进行整机无源测试（注：主要测试结构ID设计与内外置天线自身的收发特性：增益、效率、方向图等辐射参数）。
其次，整机结构加上内外置天线在微波暗室中加电进行整机有源OTA测试，测试方法是用加有固定长度测试电缆线及校准定标后的相应测试模块，将连接有测试模块的射频测试电缆接入整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点上，再使用标准射频测试仪表或综测仪连接到整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点射频测试端口上，断开内外置天线测试标定整机的射频传导特性，达到相应通讯制式射频传导特性指标的要求。
然后，将射频测试电缆引出整机部分和相应测试模块均要求被吸波材料包裹并放置在不影响无线终端产品整机有源OTA测试的位置上。最后，连接测试模块的USB接口或其它标准接口到测试电脑PC机或整机有源OTA测试设备上进行测试。
第三步，对于多种通讯制式融合的无线终端产品整机有源测试，可以用几个不同制式的标准测试模块加上测试电缆接入到整机结构中的不同制式天线馈电点上，再使用标准射频测试仪表或综测仪连接到整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点射频测试端口上，断开内外置天线分别进行逐一测试标定整机的射频传导特性，达到相应通讯制式射频传导特性指标的要求。射频测试电缆引出整机部分和相应测试模块均要求被吸波材料包裹并放置在不影响整机有源OTA测试的位置上。最后，通过USB交换机HUB连接测试模块的USB接口或其它标准接口到测试电脑PC机或整机有源OTA测试设备分别进行测试。在所有通讯制式同时并行工作的情况下，以了解在多种通讯制式融合的情况下整机有源OTA性能以及单一通讯制式受到其它通讯制式同时工作时整机OTA测试被影响的实际效果。
第四步，评估在有较强干扰时的整机OTA性能。通过给标准测试模块的接地面和整机结构中的电路板接地面上人为施加白噪声（注：电路板上已有内外置天线；白噪声由射频宽带白噪声发生器产生），提高整机的噪声底用以模拟干扰电平或者用射频信号源模拟干扰谐波能量并施加到标准测试模块的接地面和整机结构中的电路板接地面上人为制造谐波干扰，进而测试整机OTA指标。
Claims (2)
1.一种无线终端类产品的整机OTA性能的快速评估方法，其特征在于：所述的评估方法的步骤为：
（1）按照通讯制式分别设计标准接口的射频接收灵敏度可步进调节以及射频发射功率可步进调节的标准测试模块或直接购买现成测试模块；
（2）对于单一通讯制式的无线终端产品整机有源测试可以用加有不同长度测试电缆线及校准定标后的相应测试模块作为整机OTA测试评估、内外置天线评估、结构ID设计评估的标准测试电路；
（3）对于多种通讯制式融合的无线终端产品整机有源测试；
（4）评估在有较强干扰时的整机OTA性能；
所述的评估方法的步骤具体为：
第一步，按照多种通讯制式分别设计标准USB接口的射频接收灵敏度可步进调节以及射频发射功率可步进调节的标准测试模块，再定制一些标准测试用50欧姆同轴电缆；分别对各通讯制式的标准测试模块和测试电缆线进行校准定标，校准定标后的测试模块以及测试模块加不同长度测试电缆线后要求射频传导收发特性分别满足各自通讯制式的技术指标要求；
第二步，对于单一通讯制式的无线终端产品整机有源测试可以用加有不同长度测试电缆线及校准定标后的相应测试模块作为整机OTA测试评估、内外置天线评估、结构ID设计评估的标准测试电路，
首先，在微波暗室中不加电进行整机无源测试，主要测试结构ID设计与内外置天线自身的收发特性：增益、效率、方向图的辐射参数，
其次，整机结构加上内外置天线在微波暗室中加电进行整机有源OTA测试，测试方法是用加有固定长度测试电缆线及校准定标后的相应测试模块，将连接有测试模块的射频测试电缆接入整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点上，再使用标准射频测试仪表或综测仪连接到整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点射频测试端口上，断开内外置天线测试标定整机的射频传导特性，达到相应通讯制式射频传导特性指标的要求，
然后，将射频测试电缆引出整机部分和相应测试模块均要求被吸波材料包裹并放置在不影响无线终端产品整机有源OTA测试的位置上，
最后，连接测试模块的USB接口或其它标准接口到测试电脑PC机或整机有源OTA测试设备上进行测试；
第三步，对于多种通讯制式融合的无线终端产品整机有源测试，用几个不同制式的标准测试模块加上测试电缆接入到整机结构中的不同制式天线馈电点上，再使用标准射频测试仪表或综测仪连接到整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点射频测试端口上，断开内外置天线分别进行逐一测试标定整机的射频传导特性，达到相应通讯制式射频传导特性指标的要求，射频测试电缆引出整机部分和相应测试模块均要求被吸波材料包裹并放置在不影响整机有源OTA测试的位置上，最后，通过USB交换机HUB连接测试模块的USB接口或其它标准接口到测试电脑PC机或整机有源OTA测试设备分别进行测试，在所有通讯制式同时并行工作的情况下，以了解在多种通讯制式融合的情况下整机有源OTA性能以及单一通讯制式受到其它通讯制式同时工作时整机OTA测试被影响的实际效果；
第四步，评估在有较强干扰时的整机OTA性能：通过给标准测试模块的接地面和整机结构中的电路板接地面上人为施加白噪声，提高整机的噪声底用以模拟干扰电平或者用射频信号源模拟干扰谐波能量并施加到标准测试模块的接地面和整机结构中的电路板接地面上人为制造谐波干扰，进而测试整机OTA指标。
2.根据权利要求1所述的一种无线终端类产品的整机OTA性能的快速评估方法，其特征在于：所述的步骤一中的可步进调节的标准测试模块的收发步进调节精度可选：±0.25dB、±0.5dB或±1.0dB。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Fast assessment method for overall unit OTA (Over The Air) performance of wireless terminal products Effective date of registration: 20151028 Granted publication date: 20140820 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: XI'AN PROSATE ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: 2015990000913 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200807 Granted publication date: 20140820 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: XI'AN PROSATE ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2015990000913 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A fast evaluation method for OTA performance of wireless terminal products Effective date of registration: 20210225 Granted publication date: 20140820 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: XI'AN PROSATE ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000193 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220817 Granted publication date: 20140820 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: XI'AN PROSATE ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021990000193 |