CN106959398B - 无线发射设备电磁特性适应性的测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线发射设备电磁特性适应性的测试系统及方法，包括分别设置在微波暗室内的假人手工装、接收天线、同轴电缆以及接收机或频谱分析仪；所述假人手工装包括多只假人手，模拟不同人手电磁特性，测试时，将无线发射设备放置在假人手上；所述接收天线通过电缆与接收机或频谱分析仪连接，且接收天线的轴向与遥控钥匙的中心轴向重合；所述接收机或者频谱分析仪工作于频谱分析模式，其显示模式记录为最大值保持。本发明能够对无线发射设备针对不同用户使用时频率和功率特性的适应性进行评估。
Description
技术领域
本发明属于电磁特性适应性测试技术，具体涉及一种无线发射设备电磁特性适应性的测试系统及方法。
背景技术
车用遥控钥匙可以实现的功能越来越多，从最初的遥控解闭锁、遥控车窗，到现在的远程启动、状态查询等功能，带给用户的体验也更具科技化、智能化。这些功能的实现依托于车用遥控钥匙和车内射频接收机组成的无线通信系统。
在发射机内，天线通过激励其紧邻空间或近区场的电场和磁场将电子信号转化成为电磁波。激励电场的天线被称为电子天线，激励磁场的天线被称为磁天线。电场或磁场的振荡将产生一定的电磁波，并以光速c进行传播。真空空间内的光速c 0为300000km/s，当电磁波在电介质中传播且相应介电常数为εr，其光速将降至c 0/εr 1/2。依照电磁波的传播过程划分为3个场区域：反应近区场（reactive near field）、辐射近区场（radiating nearfield）及辐射远区场（radiating far field）。在反应近区场内，反应场分量主宰了整个辐射场。这就意味着任意电子特性（对应于电子天线）或磁特性（对应于磁天线）的变化都将强烈影响天线馈端的天线阻抗，天线至近区场边界的范围通常假定为λ/2π，接收机布置在车内的固定位置，周边的车体结构以及其他附件基本无变化，元器件和天线周边的介质电导率、磁导率以及损耗角正切等特性也基本固定，故对于接收电路和天线的性能设计与测试相对容易。遥控钥匙的使用者是许许多多、形形色色的不同人群，要实现遥控解闭锁、寻车、远程启动、状态查询等功能时，人手会与遥控钥匙贴合在一起，此时人手就会处在遥控钥匙发射天线的反应近场区中，不同人手的电解质不一样，这些差异可能会强烈影响发射天线馈端的阻抗变化，导致发射钥匙的电磁特性产生显著的变化，在实车端的表现即通信距离会有显著差异。
因此，有必要开发一种新的无线发射设备电磁特性适应性的测试系统及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线发射设备电磁特性适应性的测试系统及方法，能对无线发射设备针对不同用户使用时频率和功率特性的适应性进行评估。
本发明所述的无线发射设备电磁特性适应性的测试系统，包括分别设置在微波暗室内的假人手工装、接收天线、同轴电缆以及接收机或频谱分析仪；
所述假人手工装包括多只假人手，模拟不同人手电磁特性，测试时，将无线发射设备放置在假人手上；
所述接收天线通过电缆与接收机或频谱分析仪连接，且接收天线的轴向与遥控钥匙的中心轴向重合；
所述接收机或者频谱分析仪工作于频谱分析模式，其显示模式记录为最大值保持。
所述无线发射设备为遥控钥匙。
所述微波暗室的内壁上具有吸波材料，且无线发射设备离吸波材料的距离大于1m，接收天线离吸波材料的距离大于1m。
本发明所述的无线发射设备电磁特性适应性的测试方法，采用本发明所述的无线发射设备电磁特性适应性的测试系统，其方法包括以下步骤：
步骤一、搭设测试环境；
步骤二、接收机或者频谱分析仪工作于频谱分析模式，显示模式记录为最大值保持，并设置中心频率和带宽；
步骤三、将无线发射设备固定在假人手工装上的其中一个假人手上，触发无线发射设备发射第一信号，并记录第一信号的中心频率和功率大小，在接收机或频谱分析仪上清除结果，重新设置为最大值保持；
步骤四、重复步骤三，共测试a次；
步骤五、触发无线发射设备发射第二信号，记录第二信号的中心频率和功率大小，在接收机或频谱分析仪上清除结果，重新设置为最大值保持；
步骤六、重复步骤五，共测试a次，即完成无线发射设备在此假人手上的测试；
步骤七、按照步骤三至步骤六的方式，将无线发射设备分别固定在剩余的假人手上进行测试；
步骤八、计算无线发射设备在同一假人手中的每次第一信号和每次第二信号的频偏，所述频偏为测试的中心频率与设置的中心频率之差，取频偏的最大值，并判断该最大值是否处于理想频偏范围内，若是，则表示符合频偏要求，若不是，则表示不符合频偏要求；
步骤九、计算无线发射设备在每一个假人手中的a次第一信号的功率大小的均值，取最大值和最小值并作差，并判断该差值是否处于理想功率差范围内；
计算无线发射设备在每一个假人手中的a次第二信号的功率大小的均值，取最大值和最小值并作差，并判断该差值是否处于理想功率差范围内；
若两个差值均在理想功率差范围内，则表示该无线发射设备对不同用户的适应性好，否则表示该无线发射设备对不同用户的适应性不好。
所述搭设测试环境包括：
布置假人手工装的位置，使无线发射设备离吸波材料的距离大于1m，并将无线发射设备放置在预定的假人手上；
布置接收天线的位置，使接收天线离吸波材料的距离大于1m，同时使接收天线与无线发射设备的距离满足测试要求；
调节无线发射设备和接收天线的位置，使无线发射设备的中心轴向与接收天线的轴向相重合；
将接收天线通过同轴电缆与接收机或频谱分析仪连接。
所述无线发射设备为遥控钥匙，所述第一信号为解锁信号，所述第二信号为闭锁信号。
所述接收天线与无线发射设备的距离为3米。
所述接收天线离地高度为1m，所述无线发射设备离地高度为1m。
所述假人手工装放置在高度可调的木桌上。
本发明的有益效果：本发明使用多个可模拟不同人手电磁特性的工装在标准的环境中触发无线发射设备（比如:车用遥控钥匙）射频信号，在接收端接收射频信号，对比分析不同人手对无线发射设备频率和功率特性的影响，以评估无线发射设备不同用户使用时频率和功率特性的适应性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、假人手工装，2、无线发射设备，3、接收天线，4、同轴电缆，5、接收机或频谱分析仪，6、木桌，7、吸波材料。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种无线发射设备电磁特性适应性的测试系统，包括分别设置在微波暗室内的假人手工装1、接收天线3、同轴电缆4以及接收机或频谱分析仪5。所述假人手工装1包括多只假人手，该假人手工装1是根据人手部肌肉、血液等生物组织，导致人手电磁特性的差异标准来制定，可表征或模拟不同人手电磁特性，将无线发射设备2固定在假人手上，模拟真人操作无线发射设备2的环境。所述接收天线3通过电缆与接收机或频谱分析仪5连接，且接收天线3的轴向与遥控钥匙的中心轴向重合。所述接收机或者频谱分析仪工作于频谱分析模式，其显示模式记录为最大值保持。
所述微波暗室采用10m的微波暗室，其内壁上具有吸波材料7，且无线发射设备2离吸波材料7的距离大于1m，接收天线3离吸波材料7的距离大于1m。
一种无线发射设备电磁特性适应性的测试方法，采用本发明所述的无线发射设备电磁特性适应性的测试系统，其方法包括以下步骤：
步骤一、搭设测试环境：
布置假人手工装1的位置，使无线发射设备2离吸波材料7的距离大于1m，并将无线发射设备2放置在预定的假人手上；布置接收天线3的位置，使接收天线3离吸波材料7的距离大于1m，同时使接收天线3与无线发射设备2的距离满足测试要求；调节无线发射设备2和接收天线3的位置，使无线发射设备2的中心轴向与接收天线3的轴向相重合；将接收天线3通过同轴电缆4与接收机或频谱分析仪5连接。
步骤二、接收机或者频谱分析仪工作于频谱分析模式，显示模式记录为最大值保持，并设置中心频率和带宽。
步骤三、将无线发射设备2固定在假人手工装1上的其中一个假人手上，触发无线发射设备2发射第一信号，并记录第一信号的中心频率和功率大小，在接收机或频谱分析仪5上清除结果，重新设置为最大值保持。
步骤四、重复步骤三，共测试a次。
步骤五、触发无线发射设备2发射第二信号，记录第二信号的中心频率和功率大小，在接收机或频谱分析仪5上清除结果，重新设置为最大值保持。
步骤六、重复步骤五，共测试a次，即完成无线发射设备2在此假人手上的测试。
步骤七、按照步骤三至步骤六的方式，将无线发射设备2分别固定在剩余的假人手上进行测试。
步骤八、计算无线发射设备2在同一假人手中的每次第一信号和每次第二信号的频偏，所述频偏为测试的中心频率与设置的中心频率之差，取频偏的最大值，并判断该最大值是否处于理想频偏范围内，若是，则表示符合频偏要求，若不是，则表示不符合频偏要求；
步骤九、计算无线发射设备2在每一个假人手中的a次第一信号的功率大小的均值，取最大值和最小值并作差，并判断该差值是否处于理想功率差范围内。
计算无线发射设备2在每一个假人手中的a次第二信号的功率大小的均值，取最大值和最小值并作差，并判断该差值是否处于理想功率差范围内。
若两个差值均在理想功率差范围内，则表示该无线发射设备2对不同用户的适应性好，否则表示该无线发射设备2对不同用户的适应性不好。
以下以无线发射设备2为遥控钥匙为例对本发明进行说明：
遥控钥匙所发射的第一信号为解锁信号，遥控钥匙所发射的第二信号为闭锁信号。
步骤一、将假人手工装1放置在高度可调的木桌6上，并将遥控钥匙放置在预定的假人手上，确保遥控钥匙离吸波材料7的距离大于1m，遥控钥匙离地高度为1m。布置接收天线3的位置，确保接收天线3离地高度为1m，并使接收天线3离吸波材料7的距离大于1m，同时使接收天线3与遥控钥匙的距离为3米。调节遥控钥匙和接收天线3的位置，使遥控钥匙的中心轴向与接收天线3的轴向相重合。
步骤二、接收机或者频谱分析仪工作于频谱分析模式，中心频率设置为该遥控钥匙系统的中心频率，比如：433.92MHz，带宽设置为5MHz，显示模式记录为最大值保持。
步骤三、将遥控钥匙固定在假人手工装1上的其中一个假人手上，触发遥控钥匙发射解锁信号，并记录解锁信号的中心频率和功率大小，在接收机或频谱分析仪5上清除结果，重新设置为最大值保持。
步骤四、重复步骤三，一共测试3次。
步骤五、触发遥控钥匙发射闭锁信号，记录闭锁信号的中心频率和功率大小，在接收机或频谱分析仪5上清除结果，重新设置为最大值保持。
步骤六、重复步骤五，一共测试3次，即完成遥控钥匙在此假人手上的测试。
步骤七、按照步骤三至步骤六的方式，将遥控钥匙分别固定在剩余的假人手上进行测试。
步骤八、计算遥控钥匙在同一假人手中的每次解锁信号和每次闭锁信号的频偏，所述频偏为测试的中心频率与设置的中心频率433.92MHz之差，取频偏的最大值，确认是否符合频偏要求。频偏的最大值越小越好，表示信号频率处于要求频段，接收机的带宽即可设计得越窄，接收机对带外干扰的抗扰性就越强。
步骤九、计算遥控钥匙在每一个假人手中的3次解锁信号的功率大小的均值，取最大值和最小值并作差，并确认最大值与最小值之差是否符合功率差异性要求。
再计算遥控钥匙在每一个假人手中的3次闭锁信号的功率大小的均值，取最大值和最小值并作差，并确认最大值与最小值之差是否符合功率差异性要求。
计算出来的差值越小越好，差值越小表示遥控钥匙对不同用户的适应性越好，不同用户在相同工况下的遥控体验越趋于一致。
Claims (6)
1.一种无线发射设备电磁特性适应性的测试方法，其特征在于：采用无线发射设备电磁特性适应性的测试系统，该系统包括分别设置在微波暗室内的假人手工装（1）、接收天线（3）、同轴电缆（4）以及接收机或频谱分析仪（5）；
所述假人手工装（1）包括多只假人手，模拟不同人手电磁特性，测试时，将无线发射设备（2）放置在假人手上；
所述接收天线（3）通过电缆与接收机或频谱分析仪（5）连接，且接收天线（3）的轴向与遥控钥匙的中心轴向重合；
所述接收机或者频谱分析仪工作于频谱分析模式，其显示模式记录为最大值保持；
其方法包括以下步骤：
步骤一、搭设测试环境；
步骤二、接收机或者频谱分析仪工作于频谱分析模式，显示模式记录为最大值保持，并设置中心频率和带宽；
步骤三、将无线发射设备（2）固定在假人手工装（1）上的其中一个假人手上，触发无线发射设备（2）发射第一信号，并记录第一信号的中心频率和功率大小，在接收机或频谱分析仪（5）上清除结果，重新设置为最大值保持；
步骤四、重复步骤三，共测试a次；
步骤五、触发无线发射设备（2）发射第二信号，记录第二信号的中心频率和功率大小，在接收机或频谱分析仪（5）上清除结果，重新设置为最大值保持；
步骤六、重复步骤五，共测试a次，即完成无线发射设备（2）在此假人手上的测试；
步骤七、按照步骤三至步骤六的方式，将无线发射设备（2）分别固定在剩余的假人手上进行测试；
步骤八、计算无线发射设备（2）在同一假人手中的每次第一信号和每次第二信号的频偏，所述频偏为测试的中心频率与设置的中心频率之差，取频偏的最大值，并判断该最大值是否处于理想频偏范围内，若是，则表示符合频偏要求，若不是，则表示不符合频偏要求；
步骤九、计算无线发射设备（2）在每一个假人手中的a次第一信号的功率大小的均值，取最大值和最小值并作差，并判断差值是否处于理想功率差范围内；
计算无线发射设备（2）在每一个假人手中的a次第二信号的功率大小的均值，取最大值和最小值并作差，并判断差值是否处于理想功率差范围内；
若两个差值均在理想功率差范围内，则表示该无线发射设备（2）对不同用户的适应性好，否则表示该无线发射设备（2）对不同用户的适应性不好。
2.根据权利要求1所述的无线发射设备电磁特性适应性的测试方法，其特征在于：所述搭设测试环境包括：
布置假人手工装（1）的位置，使无线发射设备（2）离吸波材料（7）的距离大于1m，并将无线发射设备（2）放置在预定的假人手上；
布置接收天线（3）的位置，使接收天线（3）离吸波材料（7）的距离大于1m，同时使接收天线（3）与无线发射设备（2）的距离满足测试要求；
调节无线发射设备（2）和接收天线（3）的位置，使无线发射设备（2）的中心轴向与接收天线（3）的轴向相重合；
将接收天线（3）通过同轴电缆（4）与接收机或频谱分析仪（5）连接。
3.根据权利要求1或2所述的无线发射设备电磁特性适应性的测试方法，其特征在于：所述无线发射设备（2）为遥控钥匙，所述第一信号为解锁信号，所述第二信号为闭锁信号。
4.根据权利要求3所述的无线发射设备电磁特性适应性的测试方法，其特征在于：所述接收天线（3）与无线发射设备（2）的距离为3米。
5.根据权利要求4所述的无线发射设备电磁特性适应性的测试方法，其特征在于：所述接收天线（3）离地高度为1m，所述无线发射设备（2）离地高度为1m。
6.根据权利要求4或5所述的无线发射设备电磁特性适应性的测试方法，其特征在于：所述假人手工装（1）放置在高度可调的木桌（6）上。
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