CN107046428B - 一种天线测试基板、耦合测试系统以及耦合测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线测试基板，该天线测试基板设置有测试天线组，其中测试天线组由射频开关以及多个频段各不相同的测试天线组成，多个测试天线分别与所述射频开关连接。通过采用该天线测试基板，可以针对不同类型、不同型号的无线测试终端进行灵活配置的耦合测试，具备高增益、高灵敏度和低成本的特点，同时避免模具的浪费，降低人工劳动的复杂性。

Description

一种天线测试基板、耦合测试系统以及耦合测试方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种天线测试基板。本发明同时还涉及一种耦合测试系统以及耦合测试方法。

背景技术

在手机的生产测试过程中，厂家需要对手机的天线进行射频性能耦合测试。由于当前的智能手机同时包含多种通信模式(例如2G，3G，4G，

BLUETOOTH,WiFi等)，这些通信模式覆盖从400MHz到6GHz的非常宽的频带。因此在手机中需要针对不同频段的通信模式分别设置与之对应的频段的高增益天线。这些天线在手机中的位置分布根据不同品牌及不同型号又各不相同，因此在手机生产测试中，需要对这些不同的天线分别进行射频性能耦合测试。

现有技术在对手机的天线进行耦合测试时，对于每一种型号的被测手机均需要制作一种与这种被测手机相对应的耦合天线测试基板。在此耦合天线测试基板上，设置有匹配不同模式频段的多个高增益射频测试天线，且这些测试天线的位置和方向需要与被测终端相对应。测试中，需要使用不同通信模式的信号对手机的各个功能天线进行分别测试。此外，另一种测试方案是直接在屏蔽盒内的不同位置，设置多个不同方向的全频段测试天线，用于适配不同型号的被测终端天线。

然而，发明人在实现本发明的过程中发现，上文所述的第一种测试方法及装置在对不同类型、型号的终端装置的天线进行测试时，需要按照不同被测终端的类型、型号来生产众多相对应的耦合天线测试基板，同时在测试中，需要根据不同型号的终端更换对应的测试基板。甚至，对于某些天线布置复杂的被测终端，需要配置多块不同频段天线的测试基板，才能完成全功能的天线耦合测试。由此不仅会造成资源的浪费，也造成了人工劳动的复杂性。而上文所述的第二种测试方法虽然避免了针对每一种被测终端制作对应测试基板的弊端，但是其需要在屏蔽盒内布置多个全频段测试天线。此种天线不仅成本高昂，而且相对于一般的窄频段天线，其增益较低。同时由于布置位置随机，很难与被测终端的各个功能天线同时达成最佳耦合性能，因此会造成测试通过率降低的风险。

由此可见，如何使测试基板能够针对不同类型、不同型号的无线终端进行灵活的配置，从而避免模具的浪费以及降低人工劳动的复杂性，达到提高测试性能以及降低成本的目的，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种天线测试基板，该天线测试基板设置有测试天线组，其中：

所述测试天线组由射频开关以及多个频段各不相同的测试天线组成；

所述多个测试天线分别与所述射频开关连接。

优选地，所述多个测试天线沿所述天线测试基板均匀分布；

各所述测试天线组以被测终端在所述天线测试基板的对应位置为中心，呈中心对称设置。

优选地，还包括射频合路器，其中：

所述射频合路器用于增加相同频段天线的耦合信号增益，并与各所述测试天线组的射频开关连接。

优选地，还包括单片机，其中：

所述单片机用于通过所述天线测试基板的USB接口从上位机接收以及处理控制指令，并通过PCB控制信号线与所述天线测试基板的所有射频开关连接。

相应的，本申请还公开了一种耦合测试系统，包含待测终端、屏蔽盒、测试仪表、上位机以及如上述任一项所述的天线测试基板，其中：

所述屏蔽盒的内壁和盒口接触部分均设有吸波材料，且具有射频接口以及数据供电接口；

所述天线测试基板不大于所述屏蔽盒，且所述天线测试基板安装于所述屏蔽盒内；

所述待测终端固设于所述天线测试基板的天线侧的上方。

优选地，所述屏蔽盒还包括基座，其中：

所述基座的高度可调节，用于固定设置所述待测终端以及所述天线测试基板在屏蔽盒内的位置。

优选地，所述天线测试基板上的合路器射频接口通过所述屏蔽盒的所述射频接口与测试仪表的射频端口相连接；

所述测试仪表通过所述天线测试基板上的测试天线收发耦合测试信号，并对接收信号进行测量。

优选地，当所述耦合测试系统包含多块所述天线测试基板时，所述多块所述天线测试基板其中的一块作为主控制板，除所述主控制板以外的其他天线测试基板作为子测试板通过控制接口与主控制板级联。

相应的，本申请还提出了一种耦合测试方法，应用于如上所述的耦合测试系统中，包括：

当进行指定频段的测试天线的耦合测试时，上位机通过自动测试设备软件(ATESoftware)向所述待测终端以及所述天线测试基板发送控制指令；

使用所述天线测试基板上所有天线阵列中与所述指定频段对应的测试天线进行耦合测试；

通过所述测试仪表接收射频测试信号来进行测量，并通过LAN接口将测试结果发送至所述上位机；

所述上位机控制所述测试仪表发送指定频段的测试信号，通过所述指定频段的所有测试天线与所述待测终端的相对应的模式的天线进行通信；

所述待测终端接收所述测试信号，并通过USB接口将工作状态信息反馈给上位机。

优选地，所述上位机向所述待测终端以及所述天线测试基板发送控制指令，具体为：

所述上位机控制所述待测终端使用所述指定模式的频段的天线发送和接收所述测试天线对应的模式的射频信号，以及控制所述天线测试基板上所有的射频开关均拨至与所述指定频段对应的测试天线的位置。

由此可见，通过应用本申请的技术方案，在该天线测试基板设置有测试天线组，其中测试天线组由射频开关以及多个频段各不相同的测试天线组成，多个测试天线分别与所述射频开关连接。通过采用该天线测试基板，可以针对不同类型、不同型号的无线测试终端进行灵活的配置，具备高增益、高灵敏度和低成本的特点，同时避免模具的浪费，降低人工劳动的复杂性。

附图说明

图1为本申请提出的一种天线测试基板的结构示意图

图2为本申请具体实施例提出的一种天线测试基板的结构示意图；

图3为本申请具体实施例提出的一种包含上位机的天线测试基板的结构示意图；

图4为本申请具体实施例提出的一种耦合测试系统的结构示意图；

图5为本申请具体实施例提出的另一种天线测试基板的结构示意图；

图6为本申请具体实施例提出的另一种天线测试基板的结构示意图；

图7为本申请提出的一种耦合测试方法的流程示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，现有技术中的测试装置不能基于具体的不同情况中进行灵活的调整。另外，由于各终端体积以及天线设计的差异，常常需要生产对应的测试开关模具，由此造成模具的浪费以及由此带来的测试空间的大量占用。对此本申请提出了一种天线测试基板，如图1所示，该天线测试基板包括以下特征：

(1)所述天线测试基板设置有测试天线组，所述测试天线组由射频开关

以及多个频段各不相同的测试天线组成。

此测试基板上，布置有多个不同模式频段的测试天线，这些天线组合涵盖了当前手机使用的所有功能频段。这些天线的位置可以沿着测试基板均匀分布。并且，在此测试基板上布置射频开关来控制一组涵盖完整频段的测试天线组合。

(2)所述多个测试天线分别与所述射频开关连接。

在耦合测试中，将被测终端固定于多组测试天线的中心位置，通过控制电路控制各个射频开关接通各组测试天线中的同一功能的测试天线，用于此功能频段下的耦合测试。如此，被测终端上与此频段对应的功能天线，无论其布置在什么位置，至少有一个与之频段相对应的测试天线处于较优耦合位置，同时同频段的其他测试天线也可以通过射频合路器增加耦合信号增益。

为了使测试结果更加准确，在本申请的优选实施例中，所述多个测试天线沿所述天线测试基板均匀分布；各所述测试天线组以被测终端在所述天线测试基板的对应位置为中心，呈中心对称设置。

此外，本申请优选实施例中的天线测试基板还包括射频合路器，所述射频合路器用于增加相同频段天线的耦合信号增益，并与各所述测试天线组的射频开关连接。以图1为例，在该具体实施例中，在测试基板上还布置了射频合路器，测试基板上的各组射频开关的输入输出端口都与此射频合路器连接。合路器输出测试仪表。

通过以上天线测试基板能够针对不同类型、不同型号的无线终端进行灵活的配置。为了基于该天线测试基板获取到测试结果，本申请优选实施例还设置了单片机，该单片机用于通过所述天线测试基板的USB接口从上位机接收以及处理控制指令，并通过PCB控制信号线与所述天线测试基板的所有射频开关连接。

在图2所示的具体实施例中，射频开关皆处于天线1位置，因此该实施例当前进行的是5.2G～6G信号频段的耦合测试。对于多个频段的耦合测试，可以通过控制电路和自动测试设备软件(ATE Software)运行自动化控制程序，控制射频开关逐个接通各个功能测试天线，逐个完成。在此过程中，测试基板通过USB接口供电，同时上位机可通过USB接口控制该测试基板，并接受测试信号数据。在测试基板上布置单片机芯片连接USB接口，用于收发和处理控制指令。该单片机芯片连接控制本测试基板上的所有射频开关，根据上位机的指令接通相应的功能测试天线。如图3所示。

基于以上天线测试基板，本申请还提出了一种耦合测试系统，该耦合测试系统包含待测终端、屏蔽盒、测试仪表、上位机以及如上所述的天线测试基板，包括如下特征：

(1)所述屏蔽盒的内壁和盒口接触部分均设有吸波材料，且具有射频接口以及数据供电接口；

(2)所述天线测试基板不大于所述屏蔽盒，且所述天线测试基板安装于所述屏蔽盒内；

(3)所述待测终端固设于所述天线测试基板的天线侧的上方。且通过使用可调高度的基座，使得待测终端与所述天线测试基板间的距离可以调节。

该耦合测试系统首先需要设置一个耦合测试屏蔽盒，此屏蔽盒在内壁和盒口接触部分均需要铺设吸波材料。同时该屏蔽盒还具备射频接口和数据供电接口，用于连接外部测量和控制设备。同时，在耦合测试屏蔽盒内安装测试基板，测试基板大小应与耦合测试屏蔽盒匹配，并使其上的测试天线阵列均匀分布于屏蔽盒内的空间四周。

为了便于技术人员对设备进行调节以及灵活设置，本申请的优选实施例还包括基座，该基座的高度可调节，用于固定设置所述待测终端以及所述天线测试基板在屏蔽盒内的位置。

如图4所示，为本申请具体实施例提出的一种耦合测试系统的结构示意图，该具体实施例在测试基板上方安装一个可调高度的基座用于安装固定待测终端。将该基座调节到测试要求高度，使得待测终端与测试基板的距离符合测试要求。然后在基座上安装待测终端，并确保待测终端处于测试基板天线阵列的中心位置。

需要说明的是，这里所述测试基板与待测终端的位置在实际应用中可以互换，并不影响本方案实际效果。测试基板其上的合路器射频接口通过屏蔽盒的射频接口与外部测试仪表相连接，测试仪表通过测试基板上的测试天线收发耦合测试信号，并对接收信号进行测量。

在本申请的优选实施例中，所述天线测试基板上的合路器射频接口通过所述屏蔽盒的所述射频接口与测试仪表的射频端口相连接；所述测试仪表通过所述天线测试基板上的测试天线收发耦合测试信号，并对接收信号进行测量。

在图4所示的耦合测试系统中，测试基板的控制芯片通过板上的USB接口连接屏蔽盒的数据供电综合接口，同时上位机也通过USB接口与此接口相连接。如此，上位机通过该接口向测试基板的控制芯片发送控制指令用以控制测试基板上的射频开关拨动的方向以及同步测试基板与被测终端的动作，并同时向测试基板的控制单元供电。上位机同时通过USB接口连接屏蔽盒的数据供电综合接口，再连接待测终端的USB接口，为待测终端供电的同时，也控制待测终端收发耦合测试信号，并收集测试数据。此外，上位机同时通过LAN口于测试仪表连接，向测试仪表发送测试指令并接收测试结果。

为了进一步提高测试性能，本申请优选实施例在耦合测试系统的屏蔽盒中设置多块天线测试基板同时用于一个待测终端的耦合测试，且在当所述耦合测试系统包含多块所述天线测试基板时，所述多块所述天线测试基板其中的一块作为主控制板，除所述主控制板以外的其他天线测试基板作为子测试板通过控制接口与主控制板级联。

在图3所示的具体实施例中，屏蔽盒内并不仅仅只局限于设置一块测试基板，单片机芯片还可以控制最多三块子测试基板的射频开关，使得最多四块测试基板级联。如此，可以在耦合测试屏蔽盒内，同时使用多达4块测试基板级联布置，组成测试天线阵列。在耦合测试时，将待测终端置于屏蔽盒的中心位置，各个测试基板布置在其周围，这样终端待测天线的耦合位置将进一步优化，耦合天线增益也会进一步提高。

进一步的，具体实施例还可以设置多达4块测试基板，其中可以使用一块测试基板作为主控制版，其通过USB口于上位机连接，接收上位机的控制指令，其余测试基板作为子测试板通过控制接口与主控制板级联。当主控制板接收到上位机控制指令的同时，转发给各个子测试板，使得各个子测试板也能同时执行相同的指令操作。多达4块测试基板可以均匀布置于屏蔽盒内的四周。在测试中，将待测终端安装在各测试基板的天线阵列的几何中心位置，如此可以进一步提高测试天线的增益和灵敏度，提高测试通过率。

基于以上的原理，测试基板的设计也可以衍生出其他方案。具体的，可以将测试基板分为天线板和控制板进行分开设计，其中天线板采用20mil厚的RO4350板，上面只根据天线阵列组的数量贴装同等数量的一分四开关，并贴装对应的射频开关控制接口。并使用合路器作为天线板的射频信号输入和输出端口，如图5所示。

在本申请的具体实施例中，USB接口板和天线控制信号用一个FR4多层板设计，通过扁平线接到天线板上，一个控制板最多可以控制4块天线板，如图6。如此可以在多个测试基板级联的方案中，通过一块控制版控制多达4块精简的天线板，这样可以节省单板的成本，减少系统冗余。同时也能尽可能地缩减各板的体积，节省耦合测试屏蔽盒内宝贵的空间。

在供电以及数据收集方面，本申请以上具体实施例由测试基板的控制芯片通过板上的USB接口连接屏蔽盒的数据供电综合接口，同时上位机也通过USB接口与此接口相连接。如此，上位机通过该接口向测试基板的控制芯片发送控制指令用以控制测试基板上的射频开关拨动的方向，并同时向测试基板的控制单元供电。上位机同时通过USB接口连接屏蔽盒的数据供电综合接口，再连接待测终端的USB接口，为待测终端供电的同时，也控制待测终端收发耦合测试信号，并收集测试数据。上位机同时通过LAN口于测试仪表连接，向测试仪表发送测试指令并接收测试结果。

基于以上天线测试系统耦合测试系统以及天线测试基板，本申请还提出了一种耦合测试方法，如图7所示，包括如下步骤：

S701，当进行指定频段的测试天线的耦合测试时，向所述待测终端以及所述天线测试基板发送控制指令；

S702，使用所述天线测试基板上所有天线阵列中与所述指定频段对应的测试天线进行耦合测试；

S703，通过所述测试仪表接收射频测试信号来进行测量，并通过LAN接口将测试结果发送至所述上位机；

S704，所述上位机控制所述测试仪表发送指定频段的测试信号，通过所述指定频段的所有测试天线与所述待测终端的天线进行通信；

S705，所述待测终端接收所述测试信号，并通过USB接口将工作状态信息反馈给上位机。

优选的，当上位机需要向所述待测终端以及所述天线测试基板发送控制指令时，所述上位机控制所述待测终端使用所述指定模式的频段的天线发送和接收所述测试天线对应的模式的射频信号，以及控制所述天线测试基板上所有的射频开关均拨至与所述指定频段对应的测试天线的位置。

在本申请的具体实施例中，当进行天线1的耦合测试时，上位机同时向待测终端，测试基板和测试仪表发送指令。上位机发送指令给待测终端，控制待测终端使用模式天线1发送和接收其对应的模式1的射频信号，上位机同时接收待测终端的通信数据；上位机发送指令给测试基板，控制测试基板上所有的射频开关均拨到测试天线1的位置，使用测试基板上所有天线阵列中的测试天线1进行耦合测试；上位机发送指令给测试仪表，控制测试仪表发送和接收模式1的耦合测试射频信号，如此测试仪表通过测试基板上的测试天线1与待测终端的天线1实现通信，测试仪表测量所接收到的射频信号，并把测试结果上传给上位机。

由此可见，通过应用本申请的技术方案，在该天线测试基板设置有测试天线组，其中测试天线组由射频开关以及多个频段各不相同的测试天线组成，多个测试天线分别与所述射频开关连接。通过采用该天线测试基板，可以针对不同类型、不同型号的无线测试终端进行灵活的配置，具备高增益、高灵敏度和低成本的特点，同时避免模具的浪费，降低人工劳动的复杂性。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种天线测试基板，其特征在于，所述天线测试基板设置有测试天线组，其中：

所述测试天线组由射频开关以及多个频段各不相同的测试天线组成；

所述多个测试天线分别与所述射频开关连接；

其中，所述天线测试基板包括射频合路器；

所述射频合路器用于增加相同频段天线的耦合信号增益，并与各所述测试天线组的射频开关连接；

其中，所述多个测试天线沿所述天线测试基板均匀分布；

各所述测试天线组以被测终端在所述天线测试基板的对应位置为中心，呈中心对称设置。

2.如权利要求1所述的天线测试基板，其特征在于，还包括单片机，其中：

所述单片机用于通过所述天线测试基板的USB接口从上位机接收以及处理控制指令，并通过PCB控制信号线与所述天线测试基板的所有射频开关连接。

3.一种耦合测试系统，其特征在于，包含待测终端、屏蔽盒、测试仪表、 上位机以及如权利要求1-2任一项所述的天线测试基板，其中：

所述屏蔽盒的内壁和盒口接触部分均设有吸波材料，且具有射频接口以 及数据供电接口；

所述天线测试基板不大于所述屏蔽盒，且所述天线测试基板安装于所述 屏蔽盒内；

所述待测终端固设于所述天线测试基板的天线侧的上方。

4.如权利要求3所述的耦合测试系统，其特征在于，所述屏蔽盒还包括基座，其中：

所述基座的高度可调节，用于固定设置所述待测终端以及所述天线测试 基板在屏蔽盒内的位置。

5.如权利要求3所述的耦合测试系统，其特征在于，

所述天线测试基板上的合路器射频接口通过所述屏蔽盒的所述射频接口 与测试仪表的射频端口相连接；

所述测试仪表通过所述天线测试基板上的测试天线收发耦合测试信号， 并对接收信号进行测量。

6.如权利要求5所述的耦合测试系统，其特征在于，

当所述耦合测试系统包含多块所述天线测试基板时，所述多块所述天线 测试基板其中的一块作为主控制板，除所述主控制板以外的其他天线测试基板作为子测试板通过控制接口与主控制板级联。

7.一种耦合测试方法，应用于如权利要求3所述的耦合测试系统中，其特 征在于，包括：

当进行指定频段的测试天线的耦合测试时，向所述待测终端以及所述天 线测试基板发送控制指令；

使用所述天线测试基板上所有天线阵列中与所述指定频段对应的测试天 线进行耦合测试；

通过所述测试仪表接收射频测试信号来进行测量，并通过LAN接口将测 试结果发送至所述上位机；

所述上位机控制所述测试仪表发送指定频段的测试信号，通过所述指定 频段的所有测试天线与所述待测终端的相对应的模式的天线进行通信；

所述待测终端接收所述测试信号，并通过USB接口将工作状态信息反馈给上位机。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述上位机向所述待测终端以及所述天线测试基板发送控制指令，具体为：

所述上位机控制所述待测终端使用指定模式频段的天线发送和接收所述测试天线对应的模式的射频信号，以及控制所述天线测试基板上所有的射频开关均拨至与所述指定频段对应的测试天线的位置。

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