CN107566057A - 无线终端的快速诊断方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线终端的快速诊断方法，在电波暗室中通过至少两个测量天线对被测件进行测量，其特征在于，定义辐射性能合格的被测件为金机，所述方法包括如下步骤：S01.测量天线位于金机的主要辐射方向和主要极化方向所在的平面，通过测量天线对被测件进行测量得到测量结果；S02.将测量结果与预设合格值进行对比，完成诊断。本发明还公开了一种无线终端的快速诊断系统。本发明通过较少的测量天线对无线终端在一个由金机的主要辐射方向和主要极化方向限定的平面上进行辐射性能的测量和诊断，简化了测量过程，节省了测量时间，简化了系统组成，降低了系统成本，尤其适用于研发或生产过程中的快速诊断。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体而言，涉及用于无线终端辐射性能的快速诊断方法和系统。
背景技术
随着无线终端(如手机、平板电脑等)技术的发展，无线终端已经进入日常生活中的很多环节。无线通信终端的天线通常不是定向天线，而是向空间各个方向都有辐射，因此，根据CTIA(美国无线通信和互联网协会)的测量标准，将对无线终端的无线性能进行的测量定义为OTA(Over-The-Air，空间端口通信性能)测量。OTA测量的基本思路是通过测量从无线终端向不同方向辐射出来的能量EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)来测定终端的总辐射功率TRP(Total Radiated Power)；通过测量无线终端在不同方向上的灵敏度EIS(Effective Isotropic Sensitivity)测定出终端的总接收灵敏度TIS(TotalIsotropic Sensitivity)。目前OTA测量已经被学术界和工业界广泛接受，成为无线终端天线研发、入网认证及质量控制的主要标准测量。
根据测量标准，目前一种主要的测量方法是大圆切割法：将被测的移动终端置于一个三维转台的中心，被测件随着转台可以绕2个轴转动(分别与θ角和φ角对应)，采用一个测量天线，被测件和测量天线都设置在微波暗室中，被测件朝向测量天线的直射信号被测量天线接收，被测件向其他方向的辐射信号被微波暗室内设置的吸波材料吸收，测量时根据测量需求，以预设的角度间隔转动被测件，每转动到一个位置就停下来进行信号强度的测量。将各个方向的辐射信号测量后，经过积分等数据处理，生成测量结果。
另一种主要的测量方法是圆锥切割法：在球坐标的θ角方向按照预设间距布设多个正交双极化测量天线，而球坐标的φ角方位则由转台完成。其测量过程如下：在φ角从0°转动到360°的步进过程中，测量系统用电子开关依次指向θ角的每一个探头天线作该方向信号强度或灵敏度的测量。当完成同样方位、极化测量点数据采集后，经过球面积分数据处理，就可得出无线终端向自由空间辐射的总辐射功率TRP或终端接收机总辐射灵敏度TIS。
目前，无线终端的大批量生产的需求导致了对无线终端进行快速诊断的需求，尤其是对于研发和生产而言，能够对无线终端的辐射性能进行快速判断尤为重要。然而现有技术中的测量方法速度较慢，且体积庞大，价格昂贵。一种快速、经济的无线终端的诊断方法及系统亟待提出。
发明内容
为了解决上述问题，本发明一方面提出了无线终端的快速诊断方法，在电波暗室中通过至少两个测量天线对被测件进行测量，所述电波暗室用于为被测件提供测量环境，所述测量天线用于和被测件进行无线通信，所述测量天线与测量仪表相连，所述被测件为无线终端，其特征在于，定义辐射性能合格的被测件为金机，所述快速诊断方法包括如下步骤：
S01.所述测量天线位于所述金机的主要辐射方向和主要极化方向所在的平面，通过测量天线对被测件进行测量得到测量结果；
S02.将测量结果与预设合格值进行对比，完成诊断。
作为本发明的进一步限定，所述预设合格值通过如下方法获得：
P01.所述金机通过标准方法进行测量，得到金机标准结果；
P02.所述金机通过S01所述方法进行测量，得到金机测量结果；
P03.通过金机标准结果与金机测量结果之间的差值确定所述预设合格值。
作为本发明的进一步限定，所述测量天线为3-8个单极化天线，其极化方向与所述金机的主要极化方向相同；或者所述测量天线为3-8个双极化天线，其极化方向分别与所述金机的主要极化方向及交叉极化方向相同。
作为本发明的进一步限定，所述测量天线为6个单极化天线，在以所述被测件为圆心的圆周上等距离分布。
作为本发明的进一步限定，还包括第一通信天线，用于向被测件发射干扰信号。
作为本发明的进一步限定，还包括第二通信天线，用于接收被测件发射的信号。
作为本发明的进一步限定，所述第一通信天线与第二通信天线为同一个天线。
作为本发明的进一步限定，所述测量天线中的任一个天线同时用作通信天线，用于向被测件发射干扰信号，和/或用于接收被测件发射的信号。
作为本发明的进一步限定，所述无线终端的快速诊断方法所测量的项目包括以下中的一项或多项：EIRP,TRP,EIS,Peak EIS,TIS,gain,radiated sensitivity,desense。
本发明另一方面提出了无线终端的快速诊断系统，包括电波暗室、至少两个测量天线、托具、被测件、以及测量仪表，所述电波暗室用于为被测件提供测量环境，所述测量天线用于和被测件进行无线通信，所述托具设在电波暗室内用于承载被测件，所述被测件为无线终端，所述测量仪表设在电波暗室外并与测量天线相连，其特征在于，定义辐射性能合格的被测件为金机，所述测量天线位于金机的主要辐射方向和主要极化方向所在的平面。
作为本发明的进一步限定，所述测量天线为3-8个单极化天线，其极化方向与所述金机的主要极化方向相同；或者所述测量天线为3-8个双极化天线，其极化方向分别与所述金机的主要极化方向及交叉极化方向相同。
作为本发明的进一步限定，所述测量天线为6个单极化天线，在以被测件为圆心的圆周上等距离分布。
作为本发明的进一步限定，还包括第一通信天线，用于向被测件发射干扰信号。
作为本发明的进一步限定，还包括第二通信天线，用于接收被测件发射的信号。
作为本发明的进一步限定，所述第一通信天线与第二通信天线为同一个天线。
作为本发明的进一步限定，所述测量天线中的任一个天线同时用作通信天线，用于向被测件发射干扰信号，和/或用于接收被测件发射的信号。
作为本发明的进一步限定，所述无线终端的快速诊断系统用于测量以下中的一项或多项：EIRP,TRP,EIS,Peak EIS,TIS,gain,radiated sensitivity,desense。
本发明的诊断方法和系统可在较小的暗室空间中实现，通过较少的测量天线对被测无线终端在一个由金机的主要辐射方向和主要极化方向限定的平面上进行辐射性能的测量和诊断。现有的测量方法是在转台的辅助下对被测件进行三维测量，本发明省略了转台这一部件，通过选取对被测件的辐射特性有代表性的平面，在此平面对被测件进行二维测量，简化了测量过程，节省了测量时间，并且简化了系统组成，降低了系统成本，尤其适用于研发或生产过程中的快速测量。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1所示为本发明第一实施方式的无线终端快速诊断系统的示意图。
图2所示为本发明第二实施方式的无线终端快速诊断系统的示意图。
图3所示为分别采用本发明第二实施方式及标准方法对被测件在LTE的band3频段测得的Peak EIS数据对比。
图4所示为分别采用本发明第二实施方式及标准方法对被测件在LTE的band5频段测得的Peak EIS数据对比。
图5所示为分别采用本发明第二实施方式及标准方法对被测件在LTE的band7频段测得的Peak EIS数据对比。
图6所示为分别采用本发明第二实施方式及标准方法对被测件在LTE的band17频段测得的Peak EIS数据对比。
图7所示为分别采用本发明第二实施方式及标准方法对被测件在LTE的band3频段测得的radiated sensitivity数据对比。
图8所示为分别采用本发明第二实施方式及标准方法对被测件在LTE的band5频段测得的radiated sensitivity数据对比。
图9所示为分别采用本发明第二实施方式及标准方法对被测件在LTE的band17频段测得的radiated sensitivity数据对比。
图10所示为分别采用本发明第二实施方式及标准方法对被测件在LTE的band40频段测得的radiated sensitivity数据对比。
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明中，无线终端在电波暗室中通过测量天线对被测件进行测量。被测件可以为任意无线终端，包括但不限于手机、平板电脑、无线路由器、智能手表等。
实施例一
图1示意了本发明无线终端的快速诊断系统的第一实施方式。本实施方式的测量系统200包括电波暗室210(为简化图示，图中未示吸波材料)，3个测量天线220，托具230，被测件240，以及测量仪表(图中未示)。测量天线220位于被测件240的金机的主要辐射方向和主要极化方向所在的平面250。本发明中测量天线可位于被测件的主要辐射方向和主要极化方向所在的平面任意位置，而在本实施例中以测量天线220在以被测件240为圆心的圆周上等距离分布为例作说明。测量天线220可以为单极化天线或双极化天线，本实施例中以测量天线220为双极化天线为例作说明，测量天线220的第一极化方向与被测件240的金机的主要极化方向相同，测量天线220的第二极化方向与被测件240的金机的交叉极化方向相同，此设置适于被测件240的主极化和交叉极化分量都比较强的情况，测量天线220能接收到两个极化的能量，以使得测量更准确。此外，本实施例中的任一个测量天线220可同时用作通信天线，用于向被测件发射干扰信号，和/或用于接收被测件发射的信号。
在此，对“采用金机对测量天线的设置位置进行限定”的原理作出具体说明。本发明认为在无线终端的主要辐射方向和主要极化方向所在的平面进行测量，其测量结果在很大程度上能够反映无线终端的实际辐射性能(部分测量结果对比情况可参见实施例二)。这里所说的“金机”定义为辐射性能合格的被测件，它可以是一个虚拟被测件，只要本领域技术人员能够通过某种先验知识得知辐射性能合格的被测件的“主要辐射方向和主要极化方向所在的平面”的所在即可，例如通过此被测件辐射性能的设计参数判断所述平面，或者通过对此类无线终端的辐射性能的认识判断所述平面。然而，对于任意被测件而言，其“主要辐射方向和主要极化方向所在的平面”的所在是未知的，在对其进行诊断时，本发明仍然采用由金机所确定的所述平面进行测量，如测量结果在预设合格值范围内，诊断为合格；如测量结果在预设合格值范围外，诊断为不合格。
此外，必须说明的是，某些无线终端的主要辐射方向和主要极化方向所限定的平面仅包括一个，例如手机或平板电脑，其主要辐射方向和主要极化方向所在的平面可认为是其屏幕所在的平面。而对于某些其他无线终端而言，其主要辐射方向和主要极化方向所限定的平面可能大于一个，例如智能手表可能包括两个所述平面，对于这种情况，可根据测量需要选取目标平面，视测量需求而定。
本实施方式的诊断方法包括如下步骤：
1)所述金机通过任一标准方法进行测量，得到金机标准结果，这里所述标准方法可以为任意测量标准，例如3GPP标准、CTIA标准、国标等；
2)所述金机通过S01所述方法进行测量，得到金机测量结果；
3)通过金机标准结果与金机测量结果之间的差值确定所述预设合格值；
4)所述测量天线位于所述金机的主要辐射方向和主要极化方向所在的平面，通过测量天线对被测件进行测量得到测量结果；
5)将测量结果与预设合格值进行对比，完成诊断。
实施例二
图2示意了本发明无线终端的快速诊断系统的第二实施方式(图中未示托具)，第二实施方式的测量系统400与第一实施方式的测量系统200的不同之处在于：测量系统400中设置6个单极化的测量天线420，其极化方向与被测件440的金机的主要极化方向相同；并且，测量系统400还包括一个通信天线460，用于向被测件440发射干扰信号，和/或接受被测件440发射的信号。当通信天线460用于向被测件440发射干扰信号时，测量系统400可实现被测件440的Desense(Decline Sensitivity，灵敏度衰减)测量。需要说明的是，在测量中，不同的信号例如上下行测量信号、干扰信号等，都可以通过同一个天线发射或接收，如第一实施方式所示，因为不同信号的频段不同，制式不同，能够区分开。而本实施例中将不同信号分别通过测量天线420和通信天线460发射或接收，可以避免不同信号之间的干扰，减小测量误差。
本实施方式的诊断方法与实施例一中所述方法相同，此处不再赘述。在此，以第二实施方式为例，对比了被测件的金机通过本实施方式获得的测量结果及在标准系统中通过标准方法(此处采用圆锥切割法)获得的测量结果。图3～图6示意了当手机金机作为被测件，分别采用本发明第二实施方式400及标准方法500在LTE的band3，band5，band7，band17频段测得的Peak EIS数据。图7～图10示意了当手机金机作为被测件，分别采用本发明第二实施方式400及标准方法500在LTE的band3，band5，band17，band40频段测得的radiatedsensitivity(辐射灵敏度)数据。可以看出通过本发明第二实施方式400获得的测量结果与通过标准方法500获得的测量结果具有较好的一致性及单调性，测量结果的最大差值不超过3dB。这里仅以Peak EIS及radiated sensitivity测量为例进行对比说明，本发明的系统还可进行EIRP，TRP，EIS，TIS，gain，desense等辐射指标的测量，并且通过大量的测量数据对比，通过本发明的方法获得的测量结果与通过标准方法获得的测量结果的差值均不超过3dB，且具有良好单调性。
由此可认为，在本发明所选取的测量平面(无线终端的主要辐射方向和主要极化方向所在的平面)进行测量获得的测量结果能够较好地吻合在标准系统中通过标准方法获得的测量结果，即通过本发明获得的测量结果能够在很大程度上(精度≤3dB)能够反映无线终端的实际辐射性能。
本发明尤其适用于研发或生产中需要对无线终端辐射性能进行快速判断的应用场景。
上述各实施例中电波暗室的形状、测量天线的数量及位置、测量数据等仅为说明性示例，本发明并不限于本实施例中的具体情形。
以上内容结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明构思的前提下，本领域普通技术人员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 (17)
1.无线终端的快速诊断方法，在电波暗室中通过至少两个测量天线对被测件进行测量，所述电波暗室用于为被测件提供测量环境，所述测量天线用于和被测件进行无线通信，所述测量天线与测量仪表相连，所述被测件为无线终端，其特征在于，定义辐射性能合格的被测件为金机，所述快速诊断方法包括如下步骤：
S01.所述测量天线位于金机的主要辐射方向和主要极化方向所在的平面，通过测量天线对被测件进行测量得到测量结果；
S02.将测量结果与预设合格值进行对比，完成诊断。
2.如权利要求1所述的无线终端的快速诊断方法，其特征在于，所述预设合格值通过如下方法获得：
P01.所述金机通过标准方法进行测量，得到金机标准结果；
P02.所述金机通过S01所述方法进行测量，得到金机测量结果；
P03.通过金机标准结果与金机测量结果之间的差值确定所述预设合格值。
3.如权利要求1或2所述的无线终端的快速诊断方法，其特征在于，所述测量天线为3-8个单极化天线，其极化方向与所述金机的主要极化方向相同；或者所述测量天线为3-8个双极化天线，其极化方向分别与所述金机的主要极化方向及交叉极化方向相同。
4.如权利要求3所述的无线终端的快速诊断方法，其特征在于，所述测量天线为6个单极化天线，在以所述被测件为圆心的圆周上等距离分布。
5.如权利要求1,2,4中任一所述的无线终端的快速诊断方法，其特征在于，还包括第一通信天线，用于向被测件发射干扰信号。
6.如权利要求5所述的无线终端的快速诊断方法，其特征在于，还包括第二通信天线，用于接收被测件发射的信号。
7.如权利要求6所述的无线终端的快速诊断方法，其特征在于，所述第一通信天线与第二通信天线为同一个天线。
8.如权利要求1,2,4中任一所述的无线终端的快速诊断方法，其特征在于，所述测量天线中的任一个天线同时用作通信天线，用于向被测件发射干扰信号，和/或用于接收被测件发射的信号。
9.如权利要求1,2,4,6,7中任一所述的无线终端的快速诊断方法，其特征在于，所述无线终端的快速诊断方法所测量的项目包括以下中的一项或多项：EIRP,TRP,EIS,Peak EIS,TIS,gain,radiated sensitivity,desense。
10.无线终端的快速诊断系统，包括电波暗室、至少两个测量天线、托具、被测件、以及测量仪表，所述电波暗室用于为被测件提供测量环境，所述测量天线用于和被测件进行无线通信，所述托具设在电波暗室内用于承载被测件，所述被测件为无线终端，所述测量仪表设在电波暗室外并与测量天线相连，其特征在于，定义辐射性能合格的被测件为金机，所述测量天线位于金机的主要辐射方向和主要极化方向所在的平面。
11.根据权利要求10所述的无线终端的快速诊断系统，其特征在于，所述测量天线为3-8个单极化天线，其极化方向与所述金机的主要极化方向相同；或者所述测量天线为3-8个双极化天线，其极化方向分别与所述金机的主要极化方向及交叉极化方向相同。
12.如权利要求11所述的无线终端的快速诊断系统，其特征在于，所述测量天线为6个单极化天线，在以所述被测件为圆心的圆周上等距离分布。
13.如权利要求10-12中任一所述的无线终端的快速诊断系统，其特征在于，还包括第一通信天线，用于向被测件发射干扰信号。
14.如权利要求13所述的无线终端的快速诊断系统，其特征在于，还包括第二通信天线，用于接收被测件发射的信号。
15.如权利要求14所述的无线终端的快速诊断系统，其特征在于，所述第一通信天线与第二通信天线为同一个天线。
16.如权利要求10-12中任一所述的无线终端的快速诊断系统，其特征在于，所述测量天线中的任一个天线同时用作通信天线，用于向被测件发射干扰信号，和/或用于接收被测件发射的信号。
17.如权利要求10,11,12,14,15中任一所述的无线终端的快速诊断系统，其特征在于，所述无线终端的快速诊断系统用于测量以下中的一项或多项：EIRP,TRP,EIS,Peak EIS,TIS,gain,radiated sensitivity,desense。
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