CN105515692A - 一种无线设备测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种无线设备测试系统,包括以45°间隔的呈圆环状围绕屏蔽壳体内壁排列的8个复用的双极化探头天线以及沿同一圆环排列的3个SISO测试用的双极化探头天线,且SISO测试用的双极化探头天线的分布方式使得这些双极化探头天线构成在一个圆环上按照15°的逻辑间隔分布的11个天线序列,从而,本测试系统中实现了对部分天线复用,即一定数量的天线既用于SISO测试,又用于MIMO测试,相比传统测试系统,本发明可使用较少的天线且兼顾多种测试,不必增设天线支撑环,且可采用较小尺寸的暗室来实现良好的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,具体涉及一种无线设备测试系统。
背景技术
无线通信技术是利用电磁波能够在自由空间中传播的特性,在两点或多点之间通过空中(非有线)的方式进行信息传递和交换的技术。因此,天线作为发送和接收无线通信信息载体——电磁波的核心部件,其性能好坏直接决定了无线终端实现通讯的能力。
传统的通信系统使用单个发射天线和单个接收天线,称之为SISO(Single-InputSingle-Output)系统,而MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)系统包含多个发射天线和多个接收天线,它能充分利用空间资源,通过多个天线实现多发多收,在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下,可以成倍的提高系统信道容量和传输速率。
无线终端空口(OTA,OverTheAir)测试是无线设备性能的一个重要测试项目。SISO终端的OTA测试方案,其模拟实现的受控环境即自由空间传播环境,在自由空间传播环境下,测试被测终端的收发性能,其主要的测试指标是TRP(总辐射功率)和TIS(总全向灵敏度),采用的标准是CTIA或3GPP制定的。而MIMO终端的OTA测试,必须将信道模型在实验室中进行真实的复现,模拟真实的无线传播环境。目前MIMO测试方法主要包括三类:暗室多探头法(MPAC,Multi-ProbeAnechoicChamber),辐射两阶段法(RTS,RadiatedTwo-Stage)及混响室法。
多探头无反射暗室中,测量天线通常设于环状支撑结构上,常规的SISO/MIMO暗室中,为了满足既能兼顾多探头SISO测试,又能实现MIMO测试,所需天线数量会很多,为了保证测试精度,需要保证天线之间间隔一定的距离,以将天线之间的耦合干扰控制在一定程度(例如-30dB),通常在暗室中加设一个或多个天线支撑环,通常一个环上的天线用于SISO测试,另一个环上的天线用于MIMO测试,然而这样做会加大系统复杂程度,增加的机械支撑结构同时也会增加测量干扰。若建造一个足够大的暗室,也可以将所有天线设于一个支撑环上,同时保证天线与天线之间有足够的距离,但此设计会极大地增加暗室的建造成本。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足,提供一种无线设备测试系统,在同一硬件测试环境中,采用较少数量的天线,实现兼顾SISOOTA测试和MIMOOTA测试。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种无线设备测试系统,包括屏蔽壳体、安装于所述屏蔽壳体内壁的测试天线、以及设于所述屏蔽壳体内中央位置的测试转台,所述测试天线包括以45°间隔的呈圆环状围绕所述屏蔽壳体内壁排列的8个复用的双极化探头天线、以及与所述8个复用的双极化探头天线沿同一圆环排列的3个SISO测试用的双极化探头天线,在所述3个SISO测试用的双极化探头天线中,SISO测试用的第一双极化探头天线与SISO测试用的第二双极化探头天线之间间隔90°,SISO测试用的第一双极化探头天线与SISO测试用的第二双极化探头天线分别与SISO测试用的第三双极化探头天线之间间隔135°,且SISO测试用的第一双极化探头天线与所述8个复用的双极化探头天线中的一个双极化探头天线之间间隔15°,从而8个复用的双极化探头天线和3个SISO测试用的双极化探头天线共同构成在一个圆环上按照15°的逻辑间隔分布的11个天线序列。
进一步地:
还包括与所述8个复用的双极化探头天线沿同一圆环排列的8个MIMO测试用的双极化探头天线,其中每个MIMO测试用的双极化探头天线与两侧相邻的复用的双极化探头天线之间分别间隔22.5°。
所述测试转台为在一个方向可转动的单轴转台,其旋转轴垂直于天线所在的平面。
所述测试转台为在两个方向可转动的双轴转台,其中一个旋转轴垂直于天线所在的平面,另一个旋转轴位于天线所在平面。
所述屏蔽壳体内壁设置有吸波材料。
所述屏蔽壳体为24边等边柱状多边体。
所述8个复用的双极化探头天线和所述3个SISO测试用的双极化探头天线均设置在所述等边柱状多边体中的对应边的中间位置。
所述屏蔽壳体为24边等边柱状多边体,所述8个复用的双极化探头天线和所述3个SISO测试用的双极化探头天线均设置在所述等边柱状多边体中的对应边的中间位置,所述8个MIMO测试用的双极化探头天线设置在所述等边柱状多边体中的对应边与边的交接处。
所述8个复用的双极化探头天线和所述3个SISO测试用的双极化探头天线可共同用于基于锥切法的SISOOTA测试,和/或所述测试天线的任一者可用于基于大圆法的SISOOTA测试;所述8个复用的双极化探头天线在充当MIMO测试用的双极化探头天线时,构成16个信道仿真器物理通道,可共同用于基于暗室多探头法的MIMOOTA测试,和/或所述8个复用的双极化探头天线中的任意一个用于基于辐射两阶段法的MIMOOTA测试。
所述8个复用的双极化探头天线和所述3个SISO测试用的双极化探头天线可共同用于基于锥切法的SISOOTA测试,和/或所述测试天线的任一者可用于基于大圆法的SISOOTA测试;所述8个复用的双极化探头天线在充当MIMO测试用的双极化探头天线时,与所述8个MIMO测试用的双极化探头天线共同构成32个信道仿真器物理通道,可共同用于基于暗室多探头法的MIMOOTA测试,和/或所述8个复用的双极化探头天线与所述8个MIMO测试用的双极化探头天线中的任意一个用于基于辐射两阶段法的MIMOOTA测试。
所述屏蔽壳体例如采用内切圆直径为7米、高为3.6米的24边等边柱状多边体。
本发明的有益效果:
本发明的测试系统中,测试天线包括以45°间隔的呈圆环状围绕屏蔽壳体内壁排列的8个复用的双极化探头天线以及与8个复用的双极化探头天线沿同一圆环排列的3个SISO测试用的双极化探头天线,且SISO测试用的双极化探头天线的分布方式使得8个复用的双极化探头天线和3个SISO测试用的双极化探头天线共同构成在一个圆环上按照15°的逻辑间隔分布的11个天线序列,从而,本测试系统中实现了对部分天线复用,即一定数量的天线既用于SISO测试,又用于MIMO测试,相比传统测试系统具有以下显著优势:1.可使用较少的天线且兼顾多种测试,包括基于暗室多探头法的MIMOOTA测试,基于辐射两阶段法的MIMOOTA测试,基于大圆(GreatCircle)法的SISOOTA测试和基于锥切(ConicalCut)法的SISOOTA测试。2.不必增设天线支撑环(但本发明不排除设置天线支撑环),也不用扩大暗室体积,相比传统测试系统,本发明可采用较小尺寸的暗室来实现良好的测量精度。
附图说明
图1是本发明实施例暗室的外部结构立体图;
图2-图3是本发明实施例暗室的立体剖视图,其中,为了清楚的展示暗室内部的测试转台和天线,图3中未示出吸波材料;
图4是本发明实施例暗室的天线排布示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1至图4,在一种实施例中,一种无线设备测试系统,包括形成暗室的屏蔽壳体600、安装于屏蔽壳体600内壁的测试天线300、以及设于屏蔽壳体600内中央位置的测试转台400。测试转台400上用于放置待测的无线设备,如手机等无线终端。测试天线300包括以45°间隔的呈圆环状围绕屏蔽壳体600内壁排列的8个复用的双极化探头天线301-308、以及与8个复用的双极化探头天线301-308沿同一圆环(本实施例的圆环指利用了屏蔽壳体内壁来安装测试天线的虚拟圆环,但也不排除在屏蔽壳体600内设置物理圆环安装结构用于支撑测试天线)排列的3个SISO测试用的双极化探头天线201-203,在3个SISO测试用的双极化探头天线201-203中,SISO测试用的第一双极化探头天线201与SISO测试用的第二双极化探头天线203之间间隔90°,SISO测试用的第一双极化探头天线201与SISO测试用的第二双极化探头天线203分别与SISO测试用的第三双极化探头天线202之间间隔135°,且SISO测试用的第一双极化探头天线201与8个复用的双极化探头天线301-308中的一个双极化探头天线302之间间隔15°,以此方式,8个复用的双极化探头天线301-308和3个SISO测试用的双极化探头天线201-203共同构成在一个圆环上按照15°的逻辑间隔分布的11个天线序列(关于15°的逻辑间隔分布,后文还将作进一步详述)。
在各种实施例中,测试天线围绕的圆环所在平面的具体方向不限,可以为水平面、竖直平面,或其他方向的平面,只要各天线的位置在同一平面即可。
在优选的实施例中,无线设备测试系统还包括与8个复用的双极化探头天线301-308沿同一圆环排列的8个MIMO测试用的双极化探头天线100,其中每个MIMO测试用的双极化探头天线与两侧相邻的复用的双极化探头天线之间分别间隔22.5°。8个复用的双极化探头天线301-308和8个MIMO测试用的双极化探头天线100共同构成在圆环上等角度间隔分布的16个天线序列,形成32个信道仿真器物理通道。
在一种实施例中,测试转台400为在一个方向可转动的单轴转台,其旋转轴垂直于天线所在的平面。
在优选的实施例中,测试转台400为在两个方向可转动的双轴转台,其中一个旋转轴垂直于天线所在的平面,另一个旋转轴位于天线所在平面。
在优选的实施例中,屏蔽壳体600内壁设置有吸波材料500。
在优选的实施例中,屏蔽壳体600为24边等边柱状多边体。8个复用的双极化探头天线301-308和3个SISO测试用的双极化探头天线201-203均设置在等边柱状多边体中的对应边的中间位置。8个MIMO测试用的双极化探头天线100设置在等边柱状多边体中的对应边与边的交接处。
8个复用的双极化探头天线301-308和3个SISO测试用的双极化探头天线201-203可共同用于基于锥切法的SISOOTA测试,和/或测试天线的任一者可用于基于大圆法的SISOOTA测试。8个复用的双极化探头天线301-308在充当MIMO测试用的双极化探头天线时,构成16个信道仿真器物理通道,可共同用于基于暗室多探头法的MIMOOTA测试,和/或8个复用的双极化探头天线中的任意一个用于基于辐射两阶段法的MIMOOTA测试。8个复用的双极化探头天线301-308在充当MIMO测试用的双极化探头天线,还可与8个MIMO测试用的双极化探头天线100共同构成32个信道仿真器物理通道,可共同用于基于暗室多探头法的MIMOOTA测试,和/或8个复用的双极化探头天线301-308与所述8个MIMO测试用的双极化探头天线100中的任意一个用于基于辐射两阶段法的MIMOOTA测试。
在优选的实施例中,屏蔽壳体600优选为内切圆直径为7米、高为3.6米的24边等边柱状多边体。
以下结合图1至图4进一步说明本发明的具体实施例及其优点。
如图1-图3所示,实施例的无线设备测试系统优选采用24边等边柱状多边体的全波暗室壳体结构,包括屏蔽壳体600、设于壳体内壁的吸波材料、19个安装于暗室内壁的双极化探头天线、位于暗室中央的测试转台400。测试转台400上放置待测的无线设备。屏蔽壳体600尺寸设计应保证天线之间的干扰足够小且被测件周围的静区足够大,天线之间距离越远干扰越小,被测件离天线距离越远,静区越大。相比现有技术,本发明实施例可在获得高测试精度的前提下将壳体做小。例如,可采用内切圆直径7米、高3.6米(当然,尺寸也可根据设计要求和场地情况作适当调整)的24边等边柱状多边体结构。屏蔽壳体600采用柱状多边体的优点包括:1.构造方便,箱体易于安装整合;2.易于安装吸波材料(如果是圆形的,那么吸波材料必须按照箱体的曲率定做形状,增加制作上的难度);3.易于安装天线,弧面上安装天线会有一定难度。进一步地,屏蔽壳体600设为24边的等边柱状多边体,尤其便于定位布置逻辑间隔为15°的SISO天线和间隔为22.5°的MIMO天线。
如图4所示,暗室屏蔽壳体600的横截面为24边形,屏蔽壳体600内侧设有吸波材料500,暗室屏蔽壳体600内中央设有二轴的测试转台400,19个双极化探头天线的位置设于同一个虚拟圆环上,其中,复用的双极化探头天线301-308共8个。具体地,8个复用的双极化探头天线301-308和8个MIMO测试用的双极化探头天线100构成在虚拟圆环上等角度分布的16个天线序列,相邻天线之间的角度为22.5°,构成32个信道仿真器物理通道,可与测试转台配合(可以采用本领域技术人员所知晓的配合方式,具体可参见例如中国专利文献CN101217323A等)实现基于暗室多探头法的MIMOOTA测试,可用于测试的典型尺寸为1.6倍波长的设备。复用的双极化探头天线301-308和SISO测试用的双极化探头天线201-203共同构成在虚拟圆环上按照15°的逻辑间隔分布的11个天线序列,可实现基于锥切法的SISOOTA测试。
下面具体解释所述“复用的双极化探头天线301-308和SISO测试用的双极化探头天线201-203共同构成在虚拟圆环上按照15°的逻辑间隔分布的11个天线序列”。
图4中所示的纵轴700为垂直于水平面且穿过测试转台中心的虚拟线,复用的双极化探头天线301与纵轴700之间的角度为15°;复用的双极化探头天线302与纵轴700之间的角度为30°,即复用的双极化探头天线302与复用的双极化探头天线301相对于纵轴700的角度差为15°;SISO测试用的双极化探头天线201与纵轴700之间的角度为45°,即SISO测试用的双极化探头天线201与复用的双极化探头天线302相对于纵轴700的角度差为15°;复用的双极化探头天线303与纵轴700之间的角度为60°,即复用的双极化探头天线303与SISO测试用的双极化探头天线201相对于纵轴700的角度差为15°;复用的双极化探头天线304与纵轴700之间的角度为75°,即复用的双极化探头天线304与复用的双极化探头天线303相对于纵轴700的角度差为15°;SISO测试用的双极化探头天线202与纵轴700之间的角度为90°,即SISO测试用的双极化探头天线202与复用的双极化探头天线304相对于纵轴700的角度差为15°;复用的双极化探头天线305与纵轴700之间的角度为105°,即复用的双极化探头天线305与SISO测试用的双极化探头天线202相对于纵轴700的角度差为15°;复用的双极化探头天线306与纵轴700之间的角度为120°,即复用的双极化探头天线306与复用的双极化探头天线305相对于纵轴700的角度差为15°;SISO测试用的双极化探头天线203与纵轴700之间的角度为135°,即SISO测试用的双极化探头天线203与复用的双极化探头天线306相对于纵轴700的角度差为15°;复用的双极化探头天线307与纵轴700之间的角度为150°,即复用的双极化探头天线307与SISO测试用的双极化探头天线203相对于纵轴700的角度差为15°;复用的双极化探头天线308与纵轴700之间的角度为165°,复用的双极化探头天线308与复用的双极化探头天线307相对于纵轴700的角度差为15°。
由于基于锥切法的SISOOTA测试中,方位角与仰角的刻度在TRP测试时可以15°的扫描角度间隔步进,在TIS测试时可以30°为单位步进(相关技术为本领域技术人员所熟知,具体可参见例如中国专利文献CN101217323A等),故复用的双极化探头天线301-308和SISO测试用的双极化探头天线201-203可实现基于锥切法的SISOOTA测试。
如上所述,SISO测试用的双极化探头天线共有11个。SISO测试有两种方法:锥切法和大圆法。两种方法的原理本质相同,区别在于,锥切法需多个测试天线,测试转台只需单轴转动,由于TRP采样点角度间隔要求不大于15°,因此测试天线需11个;而大圆法只需1个测试天线,测试转台需双轴转动,上述19个双极化探头天线中任一个与测试转台400的配合都能实现满足CTIA认证要求的基于大圆法的SISOOTA测试。
用于MIMOOTA测试的天线可以仅为复用的8个MIMO测试用的双极化探头天线301-308,间隔45°,构成16个信道仿真器物理通道;也可以为如上所述的16个双极化探头天线(即天线301—308加上8个天线100),间隔22.5°,构成32个信道仿真器物理通道。采用16个天线比采用8个天线,测试精度更高。除了可以实现基于暗室多探头法的MIMOOTA测试之外,本实施例中的暗室结构也能兼容基于辐射两阶段法的MIMOOTA测试。
本实施例的暗室为内切圆直径7米、高3.6米的24边等边柱状多边体,且天线安装于暗室内壁,故其测距约3.5米,远远大于目前现有的设有单独天线支撑结构的同等规格暗室2米左右的测距,并且这一测距可以免除CTIA认证规范中此项的MU(MeasurementUncertainty,不确定度),能够实现较好的测量精度。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型,而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无线设备测试系统,包括屏蔽壳体、安装于所述屏蔽壳体内壁的测试天线、以及设于所述屏蔽壳体内中央位置的测试转台,其特征在于,所述测试天线包括以45°间隔的呈圆环状围绕所述屏蔽壳体内壁排列的8个复用的双极化探头天线、以及与所述8个复用的双极化探头天线沿同一圆环排列的3个SISO测试用的双极化探头天线,在所述3个SISO测试用的双极化探头天线中,SISO测试用的第一双极化探头天线与SISO测试用的第二双极化探头天线之间间隔90°,SISO测试用的第一双极化探头天线与SISO测试用的第二双极化探头天线分别与SISO测试用的第三双极化探头天线之间间隔135°,且SISO测试用的第一双极化探头天线与所述8个复用的双极化探头天线中的一个双极化探头天线之间间隔15°。
2.如权利要求1所述的无线设备测试系统,其特征在于,还包括与所述8个复用的双极化探头天线沿同一圆环排列的8个MIMO测试用的双极化探头天线,其中每个MIMO测试用的双极化探头天线与两侧相邻的复用的双极化探头天线之间分别间隔22.5°。
3.如权利要求1所述的无线设备测试系统,其特征在于,所述测试转台为在一个方向可转动的单轴转台,其旋转轴垂直于天线所在的平面。
4.如权利要求1所述的无线设备测试系统,其特征在于,所述测试转台为在两个方向可转动的双轴转台,其中一个旋转轴垂直于天线所在的平面,另一个旋转轴位于天线所在平面。
5.如权利要求1所述的无线设备测试系统,其特征在于,所述屏蔽壳体内壁设置有吸波材料。
6.如权利要求1至5任一项所述的无线设备测试系统,其特征在于,所述屏蔽壳体为24边等边柱状多边体。
7.如权利要求6所述的无线设备测试系统,其特征在于,所述8个复用的双极化探头天线和所述3个SISO测试用的双极化探头天线均设置在所述等边柱状多边体中的对应边的中间位置。
8.如权利要求2所述的无线设备测试系统,其特征在于,所述屏蔽壳体为24边等边柱状多边体,所述8个复用的双极化探头天线和所述3个SISO测试用的双极化探头天线均设置在所述等边柱状多边体中的对应边的中间位置,所述8个MIMO测试用的双极化探头天线设置在所述等边柱状多边体中的对应边与边的交接处。
9.如权利要求1、3至8任一项所述的无线设备测试系统,其特征在于,所述8个复用的双极化探头天线和所述3个SISO测试用的双极化探头天线可共同用于基于锥切法的SISOOTA测试,和/或所述测试天线的任一者可用于基于大圆法的SISOOTA测试;所述8个复用的双极化探头天线在充当MIMO测试用的双极化探头天线时,构成16个信道仿真器物理通道,可共同用于基于暗室多探头法的MIMOOTA测试,和/或所述8个复用的双极化探头天线中的任意一个用于基于辐射两阶段法的MIMOOTA测试。
10.如权利要求2所述的无线设备测试系统,其特征在于,所述8个复用的双极化探头天线和所述3个SISO测试用的双极化探头天线可共同用于基于锥切法的SISOOTA测试,和/或所述测试天线的任一者可用于基于大圆法的SISOOTA测试;所述8个复用的双极化探头天线在充当MIMO测试用的双极化探头天线时,与所述8个MIMO测试用的双极化探头天线共同构成32个信道仿真器物理通道,可共同用于基于暗室多探头法的MIMOOTA测试,和/或所述8个复用的双极化探头天线与所述8个MIMO测试用的双极化探头天线中的任意一个用于基于辐射两阶段法的MIMOOTA测试。
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