CN105911369A - 一种天线效率电波暗室测试的快速确认方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种天线效率电波暗室测试的快速确认方法，该天线效率电波暗室测试的快速确认方法包括获取待校准天线的电压驻波比VSWR；通过所述的VSWR快速估算出对应VSWR值的天线的天线效率的物理上限值，即理想的天线效率值；在电波暗室进行天线效率的测试之后将天线效率的测试值与预先推导的估算值进行对比，快速确认天线效率的测试值的准确性。本发明实施例通过确定电压驻波比和天线的天线效率的物理上限值之间的关系，在尚未进行电波暗室的量测时，使用网路分析仪便可快速地预估天线的天线效率的上限与对应规格的达标可能性，大幅减少进行电波暗室测试所需的时间、资源与精力。

Description

一种天线效率电波暗室测试的快速确认方法
技术领域
本发明实施例涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线效率电波暗室测试的快速确认方法。
背景技术
手机已成为人们日常生活中不可缺少的电子设备之一，而无线通讯功能又是手机最基本与最核心的功能，而天线又是无线通讯的最关键器件，所以天线性能的优劣高低往往影响了无线通讯的品质，而无线电波又是无法直接经目视而测量的，故必须使用电波暗室进行量测，因此，电波暗室的量测可信度便直接且深远地影响了天线设计的判断与方向。
电波暗室，是主要用于模拟待测物(DUT,Device Under Test)在开阔场与远场下电波辐射与传播的情形，。电波暗室的尺寸和射频吸波材料的选用主要由待测物的外形尺寸和测试要求(如频率，精准度等)确定。电波暗室主要组成结构主要为屏蔽室、和吸波材料。屏蔽室由屏蔽壳体、屏蔽门、通风波导窗及各类电源滤波器等组成。根据用户要求，屏蔽壳体可采用焊接式或拼装式结构均可
电波暗室的量测可信度很大程度乃是基于校准的准确度，但电波暗室的校准又是以相对性的比对方式(即基于一已知天线性能的参考天线进行比对)，且电波暗室的准确度的维持又是受很多因素，如：暗室的温湿度、吸波材、射频缆线，及射频放大器的维护等，故电波暗室的量测准度的飘移或是量测结果的偏高在天线设计过程中是常碰到的问题与困扰，且往往会让天线设计人员对设计的误判与花费不必要的时间、精力，甚至金钱进行排查与除错，或是在最后于认证阶段(在认证实验室的电波暗室)才发现测试结果与之前量测结果(在非认证实验室的电波暗室)存在着暗室差异，而造成突然且急迫的整改压力。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：时下天线设计人员往往是是在网路分析仪上根据VSWR(电压驻波比)，S(散射)参数，或Smith Chart(史密斯圆图)调试好天线，再进入电波暗室进行天线的天线效率的测试，而VSWR，S参数，或Smith Chart的轨迹或曲线往往没有明显地对应天线的天线效率或其上限的关系，故调试往往都得经由电波暗室验证方可知道天线性能对应天线性能规格的达标性，这会耗费相当多的测试时间、资源与精力。
发明内容
为了克服现有的相关产品的所有不足，本发明实施例提出一种天线效率电波暗室测试的快速确认方法，通过微波学理论估算出天线效率的物理性能上限分贝值，即理想的天线效率分贝值，以解决现有设计天线时，通过电波暗室或与参考天线对比的方式会产生误差和效率低下的问题。
本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明实施例所提供的一种天线效率电波暗室测试的快速确认方法，包括：获取待校准天线的电压驻波比VSWR；
通过所述电压驻波比VSWR快速估算出对应于所述VSWR值的天线的天线效率的物理上限分贝值；
在电波暗室进行所述天线效率的测试之后将所述天线效率的测试值与所估算的所述天线效率的物理上限值进行对比，快速确认天线效率的测试值的准确性。
作为本发明实施例的进一步改进，所述待校准天线的电压驻波比VSWR是通过以下公式推导得出的，所述公式为：VSWR≡|Vmax|/|Vmin|＝(|Vin|+|Vref|)/(|Vin|-|Vref|)＝(1+|Γ|)/(1-|Γ|)，其中，Vmax为驻波电压峰值，Vmin为驻波电压谷值，Vin为入射电压波的电压值，Vref为反射电压波的电压值，Γ为反射系数。
作为本发明实施例的进一步改进，通过所述VSWR快速估算出对应于所述VSWR值的天线的天线效率的物理上限分贝值的具体过程为：
令VSWR＝x＝(1+|Γ|)/(1-|Γ|)，即|Γ|＝(1-x)/(1+x)，在不考虑损耗与忽略能量被束缚在近场的情况下，得到理想的天线效率即天线效率的物理上限值ηideal＝1-|Γ|2＝1-[(1-x)/(1+x)]2＝[4x/(1+x)2]。
作为本发明实施例的进一步改进，通过ηideal＝1-|Γ|2＝1-[(1-x)/(1+x)]2＝[4x/(1+x)2]，估算出天线效率的物理上限值ηideal与-VSWR的线性值间约有1/2的关系，通过所述电压驻波比VSWR快速估算出对应于所述VSWR值的天线的天线效率的物理上限值。
与现有技术相比，本发明有以下优点：
本发明实施例通过确定电压驻波比和天线的天线效率的物理上限分贝值之间的关系，在尚未进行电波暗室的量测时，使用网路分析仪便可预估天线的天线效率的上限与对应规格的达标可能性，大幅减少进行电波暗室测试所需的时间、资源与精力。另外，亦可经由比对天线效率的上限分贝值估算值与实测值，以帮助确认电波暗室测试的可信度。
附图说明
图1为本发明实施例天线效率电波暗室测试的快速确认方法的流程图；
图2为本发明实施例常见预设VSWR，-(VSWR/2)与对应理想天线效率分贝值的数值表；
图3为本发明实施例VSWR线性值与效率分贝值的关系图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
参阅图1所示，所述天线效率电波暗室测试的快速确认方法包括以下步骤：
步骤1：在进入电波暗室进行天线的天线效率的测试之前，预先获取天线的电压驻波比VSWR；
上述步骤1中，获取天线的电压驻波比VSWR的过程为：已知目前的微波学理论有
VSWR≡|Vmax|/|Vmin|＝(|Vin|+|Vref|)/(|Vin|-|Vref|)＝(1+|Γ|)/(1-|Γ|)，
其中，Vmax为驻波电压峰值即最大值，Vmin为驻波电压谷值即最小值，Vin为入射电压波的电压值，Vref为反射电压波的电压值，Γ为反射系数，反射系数是指入射电压和反射电压之间的比值。
VSWR即电压驻波比，是指驻波波腹电压与波节电压幅度之比，又称为驻波系数、驻波比，驻波是指波传递从甲介质传导到乙介质由于介质不同，波的能量会有一部分被反射，被反射的波与入射波叠加之后形成的波。驻波比一般指的就是电压驻波比，是指驻波的电压峰值与电压谷值之比；驻波比等于1时，表示馈线和天线的阻抗完全匹配，若在不考虑损耗下，如欧姆损耗(ohmic loss)及介质损耗(dielectric loss)等,与忽略能量被束缚在近场的情形，此时射频能量全部被天线辐射出去，没有能量的反射损耗；若驻波比为无穷大时，表示全反射，能量完全没有辐射出去。
步骤2：通过所述VSWR快速估算出对应于所述VSWR值的天线的天线效率的物理上限分贝值；
上述步骤2中，本发明实施例所述的天线效率电波暗室测试的快速确认方法的具体推导过程为：令VSWR＝x＝(1+|Γ|)/(1-|Γ|)，即|Γ|＝(1-x)/(1+x)，在理想情况下，若不考虑损耗，如欧姆损耗(ohmic loss)与介质损耗(dielectric loss)等的情况下，同时忽略能量束缚在近场的情形，则可以推导出天线的理想天线效率(antenna efficiency)ηideal为ηideal＝1-|Γ|2＝1-[(1-x)/(1+x)]2＝[4x/(1+x)2]。
步骤3：在电波暗室进行所述天线效率的测试之后将所述天线效率的测试值与所估算的所述天线效率的物理上限值进行对比，快速确认天线效率的测试值的准确性。
上述步骤3中，如图2所示为一般常见或网路分析仪预设的VSWR尺度下，天线实测出来的效率分贝值对应的数值表，其中ηideal(dB)是指即天线效率的物理上限值即天线的理想天线效率分贝值，由此图可发现，在一般网路分析仪(network analyzer)常见或预设的VSWR尺度下(即1～11)，天线实测出来的天线的天线效率的物理上限的分贝值会很接近-(VSWR/2)的线性值结果，最大不超过0.6dB的数值差距，即有约1/2的关系存在VSWR的线性值与其对应的理想天线效率分贝值间；如图3所示为VSWR与-(VSWR/2)和天线的理想天线效率分贝值ηideal(dB)的统计图。
由图2和图3可获得出结论：在一般网路分析仪(network analyzer)常见或预设的VSWR尺度下(即1～11)，天线实测出来的天线的天线效率的物理上限的分贝值会很接近-(VSWR/2)的线性值结果，最大不超过0.6dB的数值差距，即有约1/2的关系存在VSWR的线性值与其对应的理想天线效率分贝值间，此可快速确认电波暗室的环境或校准是否有问题，即通过上述过程可以快速了解天线的天线效率的测试值的准确性。
本发明实施例所述的天线效率电波暗室测试的快速确认方法运用图2和图3推导得出的结论，特别是在尚未进行电波暗室的量测时，使用网路分析仪便可预估天线的理想天线效率与对应规格(spec)的达标可能性，大幅减少进行电波暗室测试所需的时间、资源与精力。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种天线效率电波暗室测试的快速确认方法，其特征在于，包括：
获取待校准天线的电压驻波比VSWR；
通过所述电压驻波比VSWR快速估算出对应于所述VSWR值的天线的天线效率的物理上限值；
在电波暗室进行所述天线效率的测试之后将所述天线效率的测试值与所估算的所述天线效率的物理上限值进行对比，快速确认天线效率的测试值的准确性。
2.根据权利要求1所述的天线效率电波暗室测试的快速确认方法，其特征在于：所述待校准天线的电压驻波比VSWR是通过以下公式推导得出的，所述公式为：VSWR≡|Vmax|/|Vmin|＝(|Vin|+|Vref|)/(|Vin|-|Vref|)＝(1+|Γ|)/(1-|Γ|)，其中，Vmax为驻波电压峰值，Vmin为驻波电压谷值，Vin为入射电压波的电压值，Vref为反射电压波的电压值，Γ为反射系数。
3.根据权利要求2所述的天线效率电波暗室测试的快速确认方法，其特征在于：通过所述VSWR快速估算出对应于所述VSWR值的天线的天线效率的物理上限值的具体过程为：
令VSWR＝x＝(1+|Γ|)/(1-|Γ|)，即|Γ|＝(1-x)/(1+x)，在不考虑损耗与忽略能量被束缚在近场的情况下，得到天线效率的物理上限值ηideal＝1-|Γ|2＝1-[(1-x)/(1+x)]2＝[4x/(1+x)2]。
4.根据权利要求3所述的天线效率电波暗室测试的快速确认方法，其特征在于：通过ηideal＝1-|Γ|2＝1-[(1-x)/(1+x)]2＝[4x/(1+x)2]，估算出天线效率的物理上限值ηideal与-VSWR的线性值间约有1/2的关系，通过所述电压驻波比VSWR快速估算出对应于所述VSWR值的天线的天线效率的物理上限值。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017211023A1 (zh) * 2016-06-07 2017-12-14 乐视控股（北京）有限公司 一种天线效率电波暗室测试的快速确认方法及装置
CN108925143A (zh) * 2017-04-06 2018-11-30 深圳市大疆创新科技有限公司 驻波检测方法、驻波检测装置和电子枪

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113192550B (zh) * 2021-04-27 2023-08-01 山东大学 一种存储器最佳读电压确定方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050280591A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 Kadambi Govind R Antenna efficiency test device
US20050280590A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 Kadambi Govind R Method and apparatus to control an antenna efficiency test device
CN101384911A (zh) * 2006-02-22 2009-03-11 艾利丹尼森公司 确定rfid器件的性能的方法
CN101459477A (zh) * 2008-12-28 2009-06-17 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种手机天线辐射性能自动测试方法
CN101802625A (zh) * 2007-09-28 2010-08-11 安立股份有限公司 发射功率测定方法、发射功率测定用耦合器以及发射功率测定装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200517665A (en) * 2003-11-27 2005-06-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Testing method of antenna
WO2005112593A2 (en) * 2004-05-17 2005-12-01 Cellular3G, Inc. Body-worn radio signal transmitting apparatus
SE528829C2 (sv) * 2005-06-17 2007-02-27 Amc Centurion Ab Antenneffektivitetmätningsmetod och system därför
CN105911369A (zh) * 2016-06-07 2016-08-31 乐视控股（北京）有限公司 一种天线效率电波暗室测试的快速确认方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050280591A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 Kadambi Govind R Antenna efficiency test device
US20050280590A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 Kadambi Govind R Method and apparatus to control an antenna efficiency test device
CN101384911A (zh) * 2006-02-22 2009-03-11 艾利丹尼森公司 确定rfid器件的性能的方法
CN101802625A (zh) * 2007-09-28 2010-08-11 安立股份有限公司 发射功率测定方法、发射功率测定用耦合器以及发射功率测定装置
CN101459477A (zh) * 2008-12-28 2009-06-17 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种手机天线辐射性能自动测试方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017211023A1 (zh) * 2016-06-07 2017-12-14 乐视控股（北京）有限公司 一种天线效率电波暗室测试的快速确认方法及装置
CN108925143A (zh) * 2017-04-06 2018-11-30 深圳市大疆创新科技有限公司 驻波检测方法、驻波检测装置和电子枪
CN108925143B (zh) * 2017-04-06 2021-04-06 深圳市大疆创新科技有限公司 驻波检测方法、驻波检测装置和电子枪

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Publication number Publication date
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