CN102970084A - 用于3g移动通讯终端的测试系统及相应的天线耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于3G移动通讯终端的测试系统及相应的天线耦合器。本发明的天线耦合器包括射频连接器、电容、第一电感和第二电感。其中，电容电性连接射频连接器，第一电感电性连接在电容与地电位之间，而第二电感也电性连接在电容与地电位之间。通过上述方式，本发明能够使天线耦合器能够满足测试的要求，则测试系统成为一种通用形式的测试系统，可全面覆盖各类平台的3G移动通讯终端，从而显著地降低生产成本，同时可有效简化现场的维护，大幅增加了生产的效率。

Description

用于3G移动通讯终端的测试系统及相应的天线耦合器

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，特别是涉及用于3G移动通讯终端的测试系统及相应的天线耦合器。

背景技术

移动通讯终端，例如移动手机等等，必须通过各种形式的测试，以确保其符合由标准制定组织（SSO）、政府、行业团体、公司、服务提供商或其它适当的各方所制定的通信标准和技术需求。例如，联邦通信委员会（FCC）规定了蜂窝电话可以辐射的射频（Radio Frequency，RF）能量。由于不同的天线模式辐射、在每个移动通讯终端中定位的天线、以及对各个移动通讯终端进行重复测试的必要性，因此执行对移动通讯终端进行测试的通用测试系统显得尤为重要。

可以进行批量生产的原有的移动终端测试系统，其天线耦合器是基于2G通讯网络而设计的，其频率带宽比较窄。而随着移动通讯终端市场的激烈竞争，利用3G通讯网络的3G移动终端产品的普及，其要求增加移动终端产品的频段，从二频到四频，频段也有所扩充，原有的移动终端测试系统，特别是其内的原有的通用天线耦合线已经无法满足现在的需求。

另一方面，随着通讯技术的不断发展，WCDMA/TD-SCDMA/EVDO技术向LTE技术的过渡，设计开发新型的通用的基于高速的移动通讯终端的测试系统也已经成为移动通讯终端开发测试的一种趋势。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于3G移动通讯终端的测试系统及相应的天线耦合器，能够覆盖各类平台的移动通讯终端，降低生产成本，简化维护，增加生产效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种天线耦合器，其包括射频连接器、电容、第一电感和第二电感。其中，电容电性连接射频连接器，第一电感电性连接在电容与地电位之间，而第二电感也电性连接在电容与地电位之间。

其中，射频连接器为SMA型射频连接器，且其包括第一端口、第二端口第三端口、第四端口以及第五端口。第一端口电性连接电容；而第二端口、第三端口、第四端口与第五端口连接地电位。

其中，电容的电容值为0.47微法，第一电感的电感值为220纳亨，而第二电感的电感值为6.8纳亨。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种一种用于3G移动通讯终端的测试系统，其包括计算机终端、接口盒、综合测试仪、以及至少一个测试单元。其中，接口盒电性连接计算机终端；综合测试仪电性连接接口盒，以通过接口盒电性连接计算机终端；至少一个测试单元电性连接接口盒。其中每个测试单元包括天线耦合器，且天线耦合器包括射频连接器、电容、第一电感和第二电感。其中，电容电性连接射频连接器，第一电感电性连接在电容与地电位之间，而第二电感也电性连接在电容与地电位之间。

其中，射频连接器为SMA型射频连接器，且其包括第一端口、第二端口第三端口、第四端口以及第五端口。第一端口电性连接电容；而第二端口、第三端口、第四端口与第五端口连接地电位。

其中，电容的电容值为0.47微法，第一电感的电感值为220纳亨，而第二电感的电感值为6.8纳亨。

其中，计算机终端包括通用输入/输出卡，通用输入/输出卡通过数据线连接接口盒。

其中，测试单元为测试夹具，以将待测试移动通讯终端卡合在测试夹具中，天线耦合器安装在待测试移动通讯终端上。

其中，测试夹具包括人工嘴，且人工嘴的安装方向包括由下向上的安装。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的用于3G移动通讯终端的测试系统及相应的天线耦合器，通过对天线耦合器的改进，使天线耦合器能够满足测试的要求，则测试系统成为一种通用形式的测试系统，可全面覆盖各类平台的3G移动通讯终端，从而显著地降低生产成本，同时可有效简化现场的维护，大幅增加了生产的效率。

附图说明

图1是本发明实施例所示的用于对3G移动通讯终端进行测试的测试系统的框架示意图；

图2是本发明实施例所示的测试系统的应用示意图；

图3是本发明实施例所示的天线耦合器的电路示意图；

图4是图3所示天线耦合器的顶层Layout示意图；

图5是图3所示天线耦合器的底层layout示意图；

图6是带有图3所示天线耦合器的测试单元的立体示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用于3G移动通讯终端的测试系统及相应的天线耦合器其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如下。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图1为本发明实施例所示的用于对3G移动通讯终端进行测试的测试系统的框架示意图。本发明的测试系统是一种通用形式的测试系统，其可全面覆盖联发科技(MediaTek Inc.，MTK)平台与高通(QUALCOMM，QCT)平台的3G移动通讯终端，例如3G手机等。

如图1所示，本发明实施例的测试系统100包括计算机终端110、接口盒120、综合测试仪130、以及两个测试单元140。其中，计算机终端110、综合测试仪130、测试单元140分别电性连接接口盒120，以通过接口盒120而相互连接。具体地，计算机终端110设置有GPIO卡111和数字输入输出(Gigital Input Output，DIO)卡112，计算机终端110通过GPIO卡111与综合测试仪130电性连接，通过DIO卡112与接口盒120电性连接，而接口盒120设置有通道121和通道122，其分别与两个测试单元140电性连接。综合测试仪130电性连接接口盒120，在本实施例中，综合测试仪130可以采用CMU200/8960综合测试仪。

测试单元140可以为测试夹具，其内设置有天线耦合器141，以对移动通讯设备的辐射进行测试。

其中，计算机终端110通过GPIO卡111控制综合测试仪130发送RF信号并传送给接口盒120，通过DIO卡112控制接口盒120对接收到的RF信号在通道121和通道122之间进行切换，进一步传送给测试单元140中的天线耦合器141，进一步天线耦合器141将接收到的RF信号发射给移动通讯终端，然后移动通讯终端再通过自身的天线耦合到RF信号从而完成信号的交互。

此外，测试单元140还进一步音频测试单元142，其中音频测试单元142包括人工嘴和人工耳，以将音频信号通过人工嘴传递至移动通讯终端的麦克风后再传给人工耳，以完成音频测试。

本领域技术人员可以理解的是，如图2所示，计算机终端110、综合测试仪130和接口盒120可以整合在一起，作为计算机端210从而构成了测试平台，其与测试单元140电性连接，以对移动通讯终端进行测试。

目前，移动通讯终端，例如手机，在硬件中的功率放大器(PowerAmplifier,PA)主要有RFMD和Skyworks这两种，而Skyworks的功率放大器PA一直性能比较差，且在高功率等级下对负载比较敏感，在测试的表现上看，偏转一下移动通讯终端的角度，测试就会通过。因此，一般无特殊要求时，会尽量采用RFMD的功率放大器PA。

对于作为测试单元140的测试夹具来说，由于移动通讯终端中的信号的传输是通过移动通讯终端的天线的耦合传导，因此，测试夹具中的天线耦合器141是非常重要的元件。

本发明的通用测试系统主要针对天线耦合器141进行改进，以使测试系统可以满足3GPP测试的要求。具体地，在对天线耦合器141进行改进时，重点关注回波损耗这个指标，回波损耗是表示信号反射性能的参数。回波损耗说明入射功率的一部分被反射回到信号源。针对回波损耗，对移动通讯终端进行测试时有严格的要求，其必须满足以下条件：

辐射下：必须小于-5dB。

针对目前移动通讯终端的型号及尺寸，本发明的天线耦合器141满足以下要求：其工作频率在80~2650MHZ之内，其损耗在8~17dB之内，其驻波比小于1.5VSWR，其接口类型为SMA，其水平覆盖范围为360°，其垂直覆盖范围在0°~90°之内，其工作温度在-40~+50摄氏度之间。

现有的天线耦合器一般采用50Ω的电阻来做匹配测试，但是，根据测试返回的测试数据来看，现有的天线耦合器的低频段回波损耗值为-2.085dB，而在辐射模式下，回波损耗需要小于-5dB才能得到良好的测试数据，因此，采用现有的天线耦合器无法满足测试的要求。

为了使本发明的通用的测试系统能够满足测试的要求，则需要开发设计出新的天线耦合器。一般情况下，首先是尽量使天线耦合器的尺寸符合谐振长度。当实在无法做到需要的长度时，则优先的补救措施是在天线耦合器中采用电感加载或者电容加载的方法，使天线耦合器的振子电路达到谐振，从而使电流分布呈现驻波状态；或者其次的补救措施是采取适当的馈电方法，从而实现振子与馈电传输线之间的阻抗匹配。在本发明中，通用的测试系统所采用的天线耦合器采用电感加载及电容加载的方法。

图3为本发明实施例所示的天线耦合器的电路示意图。如图3所示，本发明实施例的天线耦合器300包括射频连接器310、电容320、第一电感330和第二电感340。具体地，在本发明实施例中，射频连接器310可采用SMA型射频连接器，其包括第一端口1、第二端口2、第三端口3、第四端口4和第五端口5；其中射频连接器310的第二端口2、第三端口3、第四端口4和第五端口5连接地电位，第一端口1连接电容320的第一端，而第一电感330和第二电感340并联并连接在电容320的第二端与地电位之间。其中，射频连接器310的第一端口接收射频信号，并经过电容320和第一电感330、第二电感340的良好滤波特性，使振子电路达到谐振，从而满足测试的要求。

图4为图3所示天线耦合器的顶层Layout示意图，图5为图3所示天线耦合器的底层Layout示意图。如图4和图5所示，射频连接器310、电容320、第一电感330和第二电感340设置在天线耦合器的顶层，天线耦合器的底层为地层。天线耦合器的形状尺寸优选为：长L为58.37mm，宽W为37.79mm的近似长方形，与传统的天线耦合器相比，其尺寸较小。

对使用图3所示的天线耦合器的测试系统在3G所用的频段进行回波损耗测试可知，其回波损耗值均小于-5dB，均能满足测试的要求。其中，在3G所用的频段的最低频率点824Mhz测试得到回波损耗值为-9.8312dB，在3G所用频段的最高频率点2.2Ghz测试得到回波损耗值为-5.18dB。

图6是带有图3所示天线耦合器的测试单元的立体示意图。如图6所示，测试单元为测试夹具410，其包括天线耦合器411和人工嘴413。

在本实施例中，在对移动通讯终端412进行测试时，将移动通讯终端412卡合在测试夹具410中。

为了避免测试夹具410中的天线耦合器411与人工嘴413相互交涉，同时又要保证测试夹具410中的天线耦合器411具有一定的调动范围，使测试夹具410性能更加稳定。在本实施例中，测试夹具410中的人工嘴413采用由下向上的安装，天线耦合器411安装在移动通讯终端412的上面。

综上所述，本发明的用于3G移动通讯终端的测试系统及相应的天线耦合器，通过对天线耦合器的改进，使天线耦合器能够满足测试的要求，则测试系统成为一种通用形式的测试系统，可全面覆盖各类平台的3G移动通讯终端，从而显著地降低生产成本，同时可有效简化现场的维护，大幅增加了生产的效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线耦合器，其特征在于，包括：

射频连接器；

电容，电性连接所述射频连接器；

第一电感，电性连接在所述电容与地电位之间；

第二电感，电性连接在所述电容与地电位之间。

2.根据权利要求1所述的天线耦合器，其特征在于，所述射频连接器为SMA型射频连接器。

3.根据权利要求2所述的天线耦合器，其特征在于，所述SMA型射频连接器，包括：

第一端口，电性连接所述电容；

第二端口、第三端口、第四端口以及第五端口，其中，所述第二端口、所述第三端口、所述第四端口与所述第五端口连接地电位。

4.根据权利要求1所述的天线耦合器，其特征在于，所述电容的电容值为0.47微法，所述第一电感的电感值为220纳亨，而所述第二电感的电感值为6.8纳亨。

5.一种用于3G移动通讯终端的测试系统，其特征在于，包括：

计算机终端；

接口盒，电性连接所述计算机终端；

综合测试仪，电性连接所述接口盒，以通过所述接口盒电性连接所

述计算机终端；

至少一个测试单元，电性连接所述接口盒，其中每个所述测试单元

包括：

天线耦合器，其中，所述天线耦合器包括：

射频连接器；

电容，电性连接所述射频连接器；

第一电感，电性连接在所述电容与地电位之间；

第二电感，电性连接在所述电容与所述地电位之间。

6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述射频连接器为SMA型射频连接器，且其包括：

第一端口，电性连接所述电容；

第二端口、第三端口、第四端口以及第五端口，其中，所述第二端口、所述第三端口、所述第四端口与所述第五端口连接地电位。

7.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述电容的电容值为0.47微法，所述第一电感的电感值为220纳亨，而所述第二电感的电感值为6.8纳亨。

8.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述计算机终端包括通用输入/输出卡，所述通用输入/输出卡通过数据线连接所述接口盒。

9.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述测试单元为测试夹具，以将待测试移动通讯终端卡合在所述测试夹具中，所述天线耦合器安装在所述待测试移动通讯终端上。

10.根据权利要求9所述的测试系统，其特征在于，所述测试夹具包括人工嘴，且所述人工嘴的安装方向为由下向上的安装。

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