CN103424634B - Wifi天线测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种WIFI天线测试系统和方法。该系统包括信号输入单元，用于输入测试信号；压控振荡器，与所述信号输入单元相连，用于根据所述测试信号产生设定频率的射频信号；定向耦合器，包括输入端口、直通端口、耦合输出端口和反射输出端口；信号变换器，与所述定向耦合器的耦合输出端口和反射输出端口相连，将所述第一信号和第二信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号；信号处理器，用于对所述第一数字信号和第二数字信号进行存储和回波损耗分析。利用本发明提供的系统和方法，加快了WIFI天线测试的速度，并且可以对测试数据进行保存。
Description
技术领域
本发明涉及WIFI天线测试技术，尤其涉及一种WIFI天线测试系统及方法。
背景技术
目前，无线保真（WIFI）技术在手机等终端产品上应用越来越广泛，所以终端产品中一般会设置WIFI天线。
为了保证WIFI天线的射频性能，在研发阶段，要对WIFI天线的射频无源性能进行多次测试，对性能不能达标的，需要对WIFI天线进行重新调试，然后再对射频无源性能进行测试，直到达到相关标准要求，才能对WIFI天线进行大量生产。
在大批量生产时，需要用矢量网络分析仪等仪表测量WIFI天线的射频无源性即回波损耗，回波损耗是表示信号反射性能的参数，说明入射功率的一部分被反射回到信号源，表征了WIFI天线的结构的均匀性，回波损耗越大，表明了WIFI天线的结构越不均匀，质量越差。
矢量网络分析仪是使用自身的信号，测量WIFI天线的回波损耗。传统矢量网络分析仪包含一个给被测器件和多测量接收机提供激励的射频信号发生器，以测量信号在正向传输和反向传输时入射信号、反射信号，反射信号电压与入射信号电压之比即为反射参数。信号源在固定功率电平进行扫频以测量反射参数，利用反射参数与回波损耗的关系得到WIFI天线的回波损耗值。测量WIFI天线的好坏需要对足够数量的WIFI天线工作频率范围内频率点进行测量，以便得到各频点的回波损耗，而应用矢量网络分析仪进行测试的时候需要人为判断WIFI天线的每个测试频率点的选择，效率很低，并且只能显示测试的图表，数据，不能直接保存测试数据和分析结果。
发明内容
本发明提供一种WIFI天线测试系统及方法，加快了WIFI天线测试的速度，并且可以对测试数据进行保存。
本发明提供了一种WIFI天线测试系统，包括：
信号输入单元，用于输入测试信号；
压控振荡器，与所述信号输入单元相连，用于根据所述测试信号产生设定频率的射频信号；
定向耦合器，包括输入端口、直通端口、耦合输出端口和反射输出端口，其中，所述输入端口与所述压控振荡器相连，接收所述射频信号；所述直通端口通过同轴电缆与WIFI天线相连，用于将所述射频信号沿直通方向传输的信号从所述WIFI天线发射；所述耦合输出端口用于将所述射频信号沿耦合方向传输的第一信号输出；所述反射输出端口，用于将所述射频信号经所述WIFI天线反射后的第二信号输出；
信号变换器，与所述定向耦合器的耦合输出端口和反射输出端口相连，将所述第一信号和第二信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号；
信号处理器，用于对所述第一数字信号和第二数字信号进行存储和回波损耗分析。
本发明还提供了一种WIFI天线测试的方法，包括：
通过信号输入单元输入测试信号；
通过压控振荡器获取所述测试信号，并根据所述测试信号产生设定频率的射频信号；
通过定向耦合器的输入端口接收所述射频信号，并将所述射频信号沿直通方向传输的信号，通过定向耦合器的直通端口和同轴电缆输出至所述WIFI天线发射，同时，通过所述定向耦合器的耦合输出端口将所述射频信号沿耦合方向传输的第一信号输出，通过所述定向耦合器的反射输出端口，将所述射频信号经所述WIFI天线反射后的第二信号输出；
通过信号变换器接收所述第一信号和第二信号，并分别转换为第一数字信号和第二数字信号；
通过信号处理器对所述第一数字信号和第二数字信号进行存储和回波损耗分析。
本发明实施例提供的一种WIFI天线测试系统及方法，通过信号输入单元输入测试信号，通过压控振荡器产生设定频率的射频信号，在定向耦合器中射频信号发生耦合，并产生第一信号和第二信号，信号变换器将所述第一信号和第二信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号，信号处理器，对第一数字信号和第二数字信号进行存储和回波损耗分析，加快了WIFI天线测试的速度，并且可以对测试数据进行保存。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的WIFI天线测试系统的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的信号输入单元的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的信号变换器的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的WIFI天线测试方法的流程图；
图5为本发明实施例五提供的WIFI天线测试方法的部分流程图；
图6为本发明实施例六提供的WIFI天线测试方法的部分流程图。
具体实施方式
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种WIFI天线测试系统的结构示意图，该系统适用于对WIFI天线的射频无源性能即回波损耗进行测量，如图1所示，本发明的测试系统包括信号输入单元110、压控振荡器111、定向耦合器112、信号变换器113和信号处理器114。其中：信号输入单元110用于输入测试信号；压控振荡器111与所述信号输入单元110相连，用于根据所述测试信号产生设定频率的射频信号；定向耦合器112包括输入端口117、直通端口118、耦合输出端口119和反射输出端口120，其中，所述输入端口117与所述压控振荡器相连，接收所述射频信号；所述直通端口118通过同轴电缆与WIFI天线116相连，用于将所述射频信号沿直通方向传输的信号从所述WIFI天线发射；所述耦合输出端口119用于将所述射频信号沿耦合方向传输的第一信号输出；所述反射输出端口120用于将所述射频信号经所述WIFI天线反射后从直通端口输入的第二信号输出。信号变换器113与所述定向耦合器的耦合输出端口119和反射输出端口120相连，将所述第一信号和第二信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号。信号处理器114用于对所述第一数字信号和第二数字信号进行存储和回波损耗分析。
优选的，本实施例还包括频率控制单元115，与所述压控振荡器111相连，用于控制所述压控振荡器111产生频率信号的设定频率在所述WIFI天线的工作频率范围内。
本实施例中，定向耦合器112的输入端口117与压控振荡器111是通过同轴电缆连接的，定向耦合器112的耦合输出端口119与反射输出端口120与信号变换器113也是通过同轴电缆相连的，这里的同轴电缆主要是适用于射频信号的传输。
本实施例中的信号输入单元110输入的是电压信号，压控振荡器111是以电压输入来控制振荡频率的，其振荡频率或者重复的比例会随着直流电压的不同而改变。
定向耦合器112收到压控振荡器111的输出射频信号，射频信号从定向耦合器112的输入端口输入，射频信号从直通端口直接输出被WIFI天线发射。从输入端口输入的射频信号还会在定向耦合器中耦合之后从耦合输出端口变成第一信号输出，这样就得到了入射功率的耦合信号。如果WIFI天线的阻抗不匹配，射频信号会被WIFI天线反射回定向耦合器112，从反射输出端口输出变成第二信号，这样就得到了测量回波损耗所需测量反射输出功率。
在本实施例中，通过信号输入单元110输入测试信号，通过压控振荡器112产生设定频率的射频信号，通过定向耦合器112的输入端口接收所述射频信号，并将所述射频信号沿直通方向传输的信号，通过定向耦合器112的直通端口和同轴电缆输出至所述WIFI天线发射，同时，通过所述定向耦合器112的耦合输出端口将所述射频信号沿耦合方向传输的第一信号输出，通过所述定向耦合器112的反射输出端口，将所述射频信号经所述WIFI天线反射后的第二信号输出。通过信号变换器113接收所述第一信号和第二信号，并分别转换为第一数字信号和第二数字信号。通过信号处理器114对所述第一数字信号和第二数字信号进行存储和回波损耗分析。在整个信号测试的过程中，通过信号输入单元110产生测试信号，并且可以根据测试的结果，对压控振荡器111的频率进行修改，再对WIFI天线的下一频点进行测试，整个过程是自动生成，自动测试，加快了测试的速度，并且利用信号处理器114中的软件可以对测试数据进行保存，有利于后续的分析。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的WIFI天线测试系统中信号输入单元的结构示意图，如图2所示，本实施例以上述实施例为基础，其中的信号输入单元优选包括信号产生单元210和数模转换器211，其中：
信号产生单元210，用于产生数字信号形式的测试信号；
数模转换器211，与所述信号产生单元210相连，用于将所述数字信号形式的测试信号转换为模拟信号形式的测试信号。
本实施例中，信号产生单元210中装有控制软件，可以控制电压的变化。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的WIFI天线测试系统中信号变换器的结构示意图，如图3所示，本实施例以上述实施例为基础，其中的信号变换器优选包括直流变换器310和模数转换器311，其中：
直流变换器310，与所述定向耦合器的耦合输出端口和反射输出端口分别相连，用于将射频形式的所述第一信号和第二信号分别转换为第一直流信号和第二直流信号；
模数转换器311，与所述直流变换器相连，用于将所述第一直流信号和第二直流信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号。
本发明实施例中，定向耦合器输出的是射频信号，不能被信号处理单元直接采集并在相应软件中进行分析，直流变换器310将射频形式的第一信号和第二信号转变为第一直流信号和第二直流信号，是转变成了电压信号，模数转换器将这种转换的电压信号再转变为第一数字信号和第二数字信号，信号处理器可以直接采集第一数字信号和第二数字信号。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种WIFI天线测试方法的流程图，本实施例可以采用本发明实施例提供的WIFI天线测试系统来执行。如图4所示，该方法包括：
S401：通过信号输入单元输入测试信号；
所述的输入测试信号是通过计算机产生数字形式的测试信号，计算机可以产生的是二进制的数据形式，然后将数字信号传输给数模转换器，数模转换器将数字形式的测试信号转变为模拟信号。
S402：通过压控振荡器获取所述测试信号，并根据所述测试信号产生设定频率的射频信号；
优选的，所述通过压控振荡器获取所述测试信号，并根据所述测试信号产生设定频率的射频信号包括：通过所述压控振荡器获取所述测试信号，并根据所述WIFI天线的工作频率，逐一产生工作频率范围内各频点的射频信号。
S403：通过定向耦合器的输入端口接收所述射频信号，并将所述射频信号沿直通方向传输的信号，通过定向耦合器的直通端口和同轴电缆输出至所述WIFI天线发射，同时，通过所述定向耦合器的耦合输出端口将所述射频信号沿耦合方向传输的第一信号输出，通过所述定向耦合器的反射输出端口，将所述射频信号经所述WIFI天线反射后的第二信号输出；
S404：通过信号变换器接收所述第一信号和第二信号，并分别转换为第一数字信号和第二数字信号；
S405:通过信号处理器对所述第一数字信号和第二数字信号进行存储和回波损耗分析。
所述的存储是指存储信号变换器的输出信号值。
本实施例中，在整个信号测试的过程中，通过信号输入单元产生测试信号，并且可以根据测试的结果，对压控振荡器的频率进行修改，再对WIFI天线的下一频点进行测试，整个过程是自动生成，自动测试，加快了测试的速度，并且利用信号处理器中的软件可以对测试数据进行保存，有利于后续的分析。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的WIFI天线测试方法的部分流程图，本实施例以上述实施例为基础，进一步优化了通过信号输入单元输入测试信号时，测试WIFI天线无源射频性能的方法，如图5所示，该方法包括:
S501:通过信号产生单元产生数字信号形式的测试信号；
S502:通过数模转换器获取所述数字信号形式的测试信号，并转换为模拟信号形式的测试信号。
本实施例中通过信号产生单元产生数字信号形式的测试信号是可以通过信号产生单元中的软件进行控制，根据测试的结果及时调整产生的信号，加快了测试的速度。
实施例六
图6为本发明实施例六提供的WIFI天线测试方法的部分流程图，本实施例以上述实施例为基础，进一步优化了通过信号变换器接收所述第一信号和第二信号，并分别转换为第一数字信号和第二数字信号的方法，如图6所示，该方法包括:
S601:通过直流变换器将射频形式的所述第一信号和第二信号分别转换为第一直流信号和第二直流信号；
S602:通过模数转换器将所述第一直流信号和第二直流信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (2)
1.一种WIFI天线测试系统，其特征在于，包括：
信号输入单元，用于输入测试信号；
压控振荡器，与所述信号输入单元相连，用于根据所述测试信号产生设定频率的射频信号；
定向耦合器，包括输入端口、直通端口、耦合输出端口和反射输出端口，其中，所述输入端口与所述压控振荡器相连，接收所述射频信号；所述直通端口通过同轴电缆与WIFI天线相连，用于将所述射频信号沿直通方向传输的信号从所述WIFI天线发射；所述耦合输出端口用于将所述射频信号沿耦合方向传输的第一信号输出；所述反射输出端口，用于将所述射频信号经所述WIFI天线反射后的第二信号输出；
信号变换器，与所述定向耦合器的耦合输出端口和反射输出端口相连，将所述第一信号和第二信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号；
信号处理器，用于对所述第一数字信号和第二数字信号进行存储和回波损耗分析；
所述信号输入单元包括：信号产生单元，用于产生数字信号形式的测试信号；数模转换器，与所述信号产生单元相连，用于将所述数字信号形式的测试信号转换为模拟信号形式的测试信号；
所述信号变换器包括：直流变换器，与所述定向耦合器的耦合输出端口和反射输出端口分别相连，用于将射频形式的所述第一信号和第二信号分别转换为第一直流信号和第二直流信号；模数转换器，与所述直流变换器相连，用于将所述第一直流信号和第二直流信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号；
所述WIFI天线测试系统，还包括：频率控制单元，与所述压控振荡器相连，用于控制所述压控振荡器产生频率信号的设定频率在所述WIFI天线的工作频率范围内。
2.一种WIFI天线测试的方法，其特征在于，包括：
通过信号输入单元输入测试信号；
通过压控振荡器获取所述测试信号，并根据所述测试信号产生设定频率的射频信号；
通过定向耦合器的输入端口接收所述射频信号，并将所述射频信号沿直通方向传输的信号，通过定向耦合器的直通端口和同轴电缆输出至所述WIFI天线发射，同时，通过所述定向耦合器的耦合输出端口将所述射频信号沿耦合方向传输的第一信号输出，通过所述定向耦合器的反射输出端口，将所述射频信号经所述WIFI天线反射后的第二信号输出；
通过信号变换器接收所述第一信号和第二信号，并分别转换为第一数字信号和第二数字信号；
通过信号处理器对所述第一数字信号和第二数字信号进行存储和回波损耗分析；
所述通过信号输入单元输入测试信号包括：通过信号产生单元产生数字信号形式的测试信号；通过数模转换器获取所述数字信号形式的测试信号，并转换为模拟信号形式的测试信号；
所述通过压控振荡器获取所述测试信号，并根据所述测试信号产生设定频率的射频信号包括：通过所述压控振荡器获取所述测试信号，并根据所述WIFI天线的工作频率，逐一产生工作频率范围内各频点的射频信号；
所述通过信号变换器接收所述第一信号和第二信号，并分别转换为第一数字信号和第二数字信号包括：通过直流变换器将射频形式的所述第一信号和第二信号分别转换为第一直流信号和第二直流信号；通过模数转换器将所述第一直流信号和第二直流信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |