CN107819529A - 一种tis快速测量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TIS快速测量的方法，该测量方法先对被测物的发射指标测试得到球面数据，再选取球面数据中发射功率最强的一点进行测试得到偏差系数，将偏差系数与其他各个测试点测得的发射功率进行运算得出各个点的初始测试功率预估值，为各个点的最小发射功率测试提供参考，无需对每个测试点都从某一固定功率开始测试，减少了测试的数据量，缩短了测试的时间，提高了测试的效率；另外，在对各个测试点进行测试过程中，若出现掉线，该方法通过上调测试信号初始功率并检测发射源与被测物的连接情况，实现初始测试功率的自动调整和掉线自动重连的功能，克服传统测试过程中掉线后需要靠复杂的人工操作的弊端，简化了测试的整个过程。
Description
技术领域
本发明涉及天线测量系统技术领域，更具体地说，它涉及一种TIS快速测量的方法。
背景技术
在天线测量的过程中，主要对天线的发射性能和接受性能进行测试。对天线的发射性能的测试一般是对天线的全向辐射功率(即TRP)测试，而对天线的接受性能的测试一般是对天线的全向灵敏度(即TIS)测试。
对天线的最小全向灵敏度的测试过程一般是以探头装置作为信号发射源而将天线作为被测物，通过探头装置从球面空间的某一点发射信号照射天线，对天线接收到的信号进行处理得出误码率。一般，探头装置发出的信号的发射功率越小，天线接收到的信号的误码率就会越高。根据CTIA(无线通信和互联网协会)制定的标准，天线的最小灵敏度是指天线接收到的信号的误码率为2.44％时该信号的发射功率。由于探头装置的初始发射功率一般是某一定值，为得到最小灵敏度的测试结果，就要多次降低探头装置的发射功率重复测试，对于球面空间的每个测试点的测试都要将探头装置的发射功率从该定值逐步降低重复调试，要将球面空间所有的测试点进行测试，整个测试的过程十分繁琐，工作量十分巨大，导致整个测试过程十分漫长，不利于快速得到测试结果。
因此，亟需要一种TIS快速测量的方法来改变目前繁琐、漫长的测试步骤。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种TIS快速测量的方法，利用该方法可以大幅缩短TIS测量的时间，提高测量的效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种TIS快速测量的方法，包括如下步骤：
S1.控制被测物向外发射信号并测试发射信号在球面空间上的各个测试点的发射功率得到球面数据；
S2.从球面空间中选取一个测试点作为预测试点，以预测试点作为信号发射源向被测物发射测试信号并测试被测物接收到的信号的误码率，逐步下调测试信号的发射功率，将误码率达到规定值时测试信号的发射功率确定为预测试点的最小发射功率；
S3.将预测试点的最小发射功率值该预测试点在S1步骤中测得的数据值进行运算得到偏差系数：
S4.将球面数据中的各个数值与上一步骤得到的偏差系数进行运算得出球面空间各个测试点的初始测试功率的预估值；
S5.对球面空间的某一测试点利用信号发射源以该测试点的初始测试功率向被测物发射测试信号，根据信号发射源与被测物的连线情况调节信号发射源的发射功率保证信号发射源与被测物连线正常，再确定该测试点的最小发射功率；
S6.对球面空间的其他测试点重复S4步骤，直至所有的测试点均被测试；
S7.将测试得到的所有测试点的最小发射功率数据进行运算得到被测物的TIS测试结果。
通过上述方案，可以以被测物向球面空间发射信号，测得发射信号在球面空间各个测试点处的发射功率，得到球面数据，再从球面空间中的一个测试点处向被测物发射测试信号，得出测试信号最小发射功率，将该测试点处测试到的信号发射功率与该测试点的最小发射功率进行运算得出偏差系数，将偏差系数与球面空间各个测试点处测试到信号发射功率进行运算得到各个从测试点处向被测物发射测试信号的初始测试功率的预估值，对各个点的测试可以从其预估的初始测试功率开始，而无需按照传统的测试方式对各个测试点都从某一固定的发射功率开始测试，减少了测试的数据量，避免花掉不必要的时间，从而大幅减少TIS的测试时间，提高测试效率。
作为优选方案：S2步骤中选取的预测试点是球面空间中发射功率最强的一点。
通过上述方案，以球面数据中功率最强的点作为预测试点，从该点向被测物发射测试信号，使发射源与被测物不容易掉线；根据功率最强点的偏差系数得到的预估灵敏度，相对准确。
作为优选方案，在S4步骤之后且S5步骤之前还包括初始测试功率调整的步骤，初始测试功率调整的步骤为：
(a)对被测物的接收信号进行检测，以判断发射源与被测物的连接是否掉线；
(b)检测到掉线时，以一定的幅度上调发射源的信号发射功率并重复(a)步骤，直至发射源与被测物重新连线；
(c)以发射源与被测物重新连线时的发射功率的实际值作为测试点的最小发射功率测试的新的初始测试功率。
通过上述方案，在某一个测试点发射测试信号的初始预估功率小于被测物对于该测试点的最小灵敏度时，通过上调测试信号初始功率并检测发射源与被测物的连接情况，实现初始测试功率的自动调整和掉线自动重连的功能，克服传统测试过程中掉线后需要靠复杂的人工操作的弊端，简化了测试的整个过程。
作为优选方案：信号发射源发射功率上调的幅度为5dBm。
作为优选方案：所述被测物向外发射的信号的频率与所述发射源向外发射的信号的频率相等。
通过上述方案，对于收发同频的信号，在RF电路里收发是相同的路径，功率与灵敏度有比较线性的对应关系，预估的准确性较高，得出的TIS结果也比较可靠；而对于收发不同频的信号，功率与灵敏度的对应关系的线性度不好，预估不准确，导致测试过程中掉线，频繁的掉线会导致测试时间变长。
作为优选方案：测试信号的制式包括TD-SCDMA、TDD-LTE以及WIFI。
与现有技术相比，本发明的具有如下优点：
1.该测量方法先对被测物发出的信号在球面空间内进行发射功率测试得到球面数据，再选取球面数据中发射功率最强的一点进行最小发射功率测试并将该点的最小发射功率与该点测得的信号发射功率运算得到偏差系数，将偏差系数与其他各个测试点处测得的发射功率进行运算得出从各个点向被测物发射测试信号的初始测试功率预估值，为各个点的最小发射功率测试提供参考，而无需对每个测试点都从某一固定功率开始测试，大大减少了测试的数据量，缩短了测试的时间，提高了测试的效率；
2.在某一个测试点发射测试信号的初始预估功率小于被测物对于该测试点的最小灵敏度时，通过上调测试信号初始功率并检测发射源与被测物的连接情况，实现初始测试功率的自动调整和掉线自动重连的功能，克服传统测试过程中掉线后需要靠复杂的人工操作的弊端，简化了测试的整个过程。
附图说明
图1为TIS测试系统的结构示意图；
图2为TIS快速测量方法的流程图；
图3为传统测试方法与TIS快速测试方法的对比数据表格。
附图标记：1、处理装置；2、探头阵列装置；3、探头控制装置；4、信号发射与解调装置；5、辅助装置；6、微波暗室；7、转台。
具体实施方式
一种TIS快速测量的方法，该方法的实施基于TIS测试系统以及微波暗室6提供的测试环境。
参照图1，TIS测试系统包括处理装置1，拱形的探头阵列装置2，探头控制装置3，信号发射与解调装置4，辅助装置5，转台7。其中，探头阵列装置2包括多个垂直交叉双极化探头，探头用于向外发射测信号以及接受被测物发射出的信号，探头控制装置3与探头阵列装置2上的探头连接并连接处理装置1，探头控制装置3可以控制不同方向上的探头和极化使能；信号发射与解调装置4与探头控制装置3和处理装置1连接，信号发射与解调装置4从探头阵列装置2获取采样到的信号并对采样到的信号进行解调分析或生成调制信号照射源；辅助装置5，连接被测物和处理装置1，控制被测物发射信号或读取被测物接收信号结果；转台7用于放置被测物并带动被测物相对于探头阵列装置2做旋转；处理装置1，与探头控制装置3信号发射与解调装置4连接，处理装置1搭载有运算软件，信号发射与解调装置4将经过解调分析的采样信号发送给处理装置1，处理装置1利用其运算软件对采样数据的整体或部分进行微积分运算处理得出被测物的整体或部分辐射和接收性能数据。信号发射与解调装置4可发射调制信号和解调调制信号。
该TIS快速测量的方法的具体步骤为：
S1.将被测物放置在转台7上，利用辅助装置5控制被测物向外发出信号，该信号向外辐射形成球面信号空间，转台7以30度的角度间隔逐次转动，转台7的角度依次为0度、30度、60度、90度、120度以及150度，转台7处于某一角度时，探头阵列装置2上的各个探头接收被测物发出的信号，各个探头接收的信号经信号发射与解调装置4解调后得到信号的发射功率，这样当转台7转过150度时，探头阵列装置2就能采集到被测物发出的信号在球面空间的各个测试点处的信号，通过信号发射与解调装置4对探头阵列装置2采集到的信号进行解调可以得到被测物发出的信号在球面空间各个测试点的功率值，所有测试点处的信号功率值构成球面数据，球面数据被存储在处理装置1中；
S2.利用软件从球面空间中任意选取一个测试点作为预测试点，对预测试点进行最小发射功率测试，测试的流程为：利用转台7转动驱动被测物与探头阵列装置2发生相对转动，使探头阵列装置2上某一个探头与该测试点的位置相对应，再通过处理装置1控制信号发射与解调装置4生产调制信号，再通过探头控制装置3控制探头阵列装置2使该探头向外发射经调制的测试信号，测试信号的初始功率一般为-70dBm，测试信号照射在被测物上，利用辅助装置5读取被测物接收到的信号，辅助装置5读取到的信号发送给信号发射与解调装置4，信号发射与解调装置4对被测物接收到的信号进行解调，辅助装置5对解调信息经行收集和基带处理并将结果上报至处理装置1，处理装置1通过自带的软件分析上述解调信息，判断误码率是否达到规定值，如未达到则信号发射与解调装置4对调制信号强度进行调整，以降低探头阵列装置2对外发出的测试信号的发射功率，并重新进行上述判断，直到误码率达到规定值，并将误码率达到规定值是的测试信号发射功率确定为该测试点的最小发射功率——即被测物对该测试点发射的测试信号的接收灵敏度；
S3.处理装置1将预测试点的最小发射功率值与预测试点在S1步骤中测得的数据进行减法运算得出偏差系数。比如，预测试点在S1步骤中测得的被测物发出的信号的发射功率为28dBm，而预测试点在S2步骤中其最小发射功率为-108dBm，则偏差系数为80(-108取绝对值减去28)；
S4.利用处理装置1进行运算，将S1步骤中得到的球面数据中各个数据减去偏差系数得到从球面空间各个测试点处向被测物发射测试信号的初始测试功率预估值。比如，某一个球面数据为20dBm，则对与该球面数据相对应的球面空间测试点进行最小发射功率的测试的初始测试功率为-100dBm(20加80再取负)，按照此法算出各个球面空间对应的初始测试功率；S5.利用探头控制装置3控制探头阵列装置2上与球面空间某一测试点的位置对应的探头向被测物发射测试信号并使该探头发出的测试信号的初始功率为该测试点的初始测试预估功率，按照S2的步骤完成该测试点的最小发射功率的测试，得出其最小发射功率值；
S6.对球面空间的其他各个测试点按照S5步骤进行最小发射功率测试，直至测试完成。
S7.对其他测试点进行最小发射功率测试，测试完成得到的数据，得到的数据即为采样数据。利用处理装置1对采样数据进行运算，上述运算可以进行全部数据的运算得出360度全向灵敏度(TIS)性能，也可以进行局部方位的运算得出局部灵敏度性能。
全向(局部)灵敏度性能的算法如下：
其中，EISθ(θi，Φj)为单方向、垂直极化下的有效全向灵敏度，EISΦ(θi，Φj)为单方向、水平极化下的有效全向灵敏度；M，N为水平和垂直两个方向上采样点数，总采样个数为M*N。θ是采样方向与球面坐标系Z轴正向夹角；Φ为被测物与X轴正向夹角。
实际上，在对各个测试点进行最小发射功率测试时，对各个测试点发射的测试信号的预估功率可能大于或小于该测试点的实际最小发射功率(即被测物对于该测试点发出的测试信号的接收灵敏度)，当某一个测试点的测试信号的预估功率小于被测物对该测试点发射的测试信号的接收灵敏度时，探头与被测物之间的联络就会掉线，而掉线后需要人工调试设备，重新建立联络，这个过程往往费时费力。为解决该问题，本测量方法中还包括对各个测试点发出的测试信号的初始功率进行调整的步骤。
调整的步骤为：(a)利用探头控制装置3控制探头阵列装置2上与测试点的空间位置对应的探头向被测物发射经信号发射与解调装置4调制的测试信号，测试信号的发射功率为该测试点的测试信号的预估功率，利用辅助装置5读取被测物接收到的信号，并通过信号发射与解调装置4分析信号以判断探头与被测物的联络是否掉线。
(b)判断为掉线时，信号发射与解调装置4以一定的幅度上调调制信号的强度，以增强探头向被测物发出的测试信号的发射功率，上调幅度通常为5dBm，以便探头重新与被测物建立连接，每次上调测试信号的发射功率后在重复前一步骤判断是否重新建立连接，若探头与被测物仍未建立连接则继续上调测试信号的发射功率，直至发射源与被测物重新连线；(c)以发射源与被测物重新连线时的发射功率的实际值作为测试点的最小发射功率测试的新的初始测试功率。
在该方法的S2步骤中，作为最优选择，应将在S1步骤中球面空间发射功率最强的一点作为预测试点。相比于选择其他测试点，以球面数据中功率最强的点作为预测试点，从该点向被测物发射测试信号，使发射源与被测物不容易掉线；根据功率最强点的偏差系数得到的预估灵敏度，相对准确。
参照图3，对于探头的数量为15个而测试点的数量为180个的测试系统，利用常规的测量方法完成TIS测量，其数据采样的时间大概为50分钟，而采用TIS快速测量方法进行相同的测试，其数据采样的时间大概为9分钟。从实验数据的对比中可以直观的看出，采用TIS快速测量方法在测试时间上具有传统测试方法无法比拟的优势。另外，由于TIS快速测量方法只是省略掉了不必要的测试功率点，其测得的数据与传统测试方法测得的数据具有相同的可靠性，因此利用TIS快速测量方法测得的TIS结果与利用测试方法测得的TIS结果具有相同的准确度。
该测试方法适用于目前常见的无线信号，比如WIFI TD-SCDMA TDD-LTE FDD-LTE等的测试，其被测物也包括手机、路由器以及包含无线通信模块的设备，尤其是对与发射频率与接收频率相同的信号，比如WIFI、TD-SCDMA和TDD-LTE。因为收发同频的信号，在RF电路里收发是相同的路径，功率与灵敏度有比较线性的对应关系；而收发不同频的信号，功率与灵敏度的对应关系的线性度不好，预估不准确，导致测试过程中掉线，频繁的掉线会导致测试时间变长。
本TIS测量方法，先对被测物发出的信号在球面空间内进行发射功率测试得到球面数据，再选取球面数据中发射功率最强的一点进行最小发射功率测试并将该点的最小发射功率与该点测得的信号发射功率运算得到偏差系数，将偏差系数与其他各个测试点处测得的发射功率进行运算得出从各个点向被测物发射测试信号的初始测试功率预估值，为各个点的最小发射功率测试提供参考，而无需对每个测试点都从某一固定功率开始测试，大大减少了测试的数据量，缩短了测试的时间，提高了测试的效率；另外，在某一个测试点发射测试信号的初始预估功率小于被测物对于该测试点的最小灵敏度时，通过上调测试信号初始功率并检测发射源与被测物的连接情况，实现初始测试功率的自动调整和掉线自动重连的功能，克服传统测试过程中掉线后需要靠复杂的人工操作的弊端，简化了测试的整个过程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种TIS快速测量的方法，其特征是，包括如下步骤：
S1.控制被测物向外发射信号并测试发射信号在球面空间上的各个测试点的发射功率得到球面数据；
S2.从球面空间中选取一个测试点作为预测试点，以预测试点作为信号发射源向被测物发射测试信号并测试被测物接收到的信号的误码率，逐步下调测试信号的发射功率，将误码率达到规定值时测试信号的发射功率确定为预测试点的最小发射功率；
S3.将预测试点的最小发射功率值该预测试点在S1步骤中测得的数据值进行运算得到偏差系数；
S4.将球面数据中的各个数值与上一步骤得到的偏差系数进行运算得出球面空间各个测试点的初始测试功率的预估值；
S5.对球面空间的某一测试点利用信号发射源以该测试点的初始测试功率向被测物发射测试信号，根据信号发射源与被测物的连线情况调节信号发射源的发射功率保证信号发射源与被测物连线正常，再确定该测试点的最小发射功率；
S6.对球面空间的其他测试点重复S4步骤，直至所有的测试点均被测试；
S7.将测试得到的所有测试点的最小发射功率数据进行运算得到被测物的TIS测试结果。
2.根据权利要求1所述的TIS快速测量的方法，其特征是：S2步骤中选取的预测试点是球面空间中发射功率最强的一点。
3.根据权利要求1所述的TIS快速测量的方法，其特征是，对信号发射源的发射功率进行调节的步骤为：
(a)对被测物的接收信号进行检测，以判断发射源与被测物的连接是否掉线；
(b)检测到掉线时，以一定的幅度上调发射源的信号发射功率并重复(a)步骤，直至发射源与被测物重新连线；
(c)以发射源与被测物重新连线时的发射功率的实际值作为测试点的最小发射功率测试的新的初始测试功率。
4.根据权利要求3所述的TIS快速测量的方法，其特征是：信号发射源发射功率上调的幅度为5dBm。
5.根据权利要求1所述的TIS快速测量的方法，其特征是：所述被测物向外发射的信号的频率与所述发射源向外发射的信号的频率相等。
6.根据权利要求5所述的TIS快速测量的方法，其特征是：测试信号的制式包括TD-SCDMA、TDD-LTE以及WIFI。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518109 Second Floor of Hualian Feng Innovation Industrial Park, No. 91 Huaning Road, Dalang Street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: SHENZHEN SUNYIELD TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 518109 West Side of 1st Floor of Penghua Industrial Park, Heping West Road, Dalang Street, Longhua New District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: SHENZHEN SUNYIELD TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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