CN109462448B - 一种射频测试方法、移动终端及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频测试方法，可以在移动终端中执行，移动终端包括收发器、射频前端、天线，射频前端包括发射通路和接收通路，该方法包括：检测收发器接收到的回波损耗和反馈网络返回的功率差值；在回波损耗超出预定阈值和/或功率差值不等于预定功率的情况下，确定射频发射通路异常。该方案能够对毫米波射频通路进行检测和调试，以便通过调整射频前端参数使天线与收发器之间阻抗匹配。

Description

一种射频测试方法、移动终端及存储介质

技术领域

本发明涉及射频测试技术领域，尤其涉及一种射频测试方法、移动终端及存储介质。

背景技术

随着移动通信的迅猛发展，作为5G关键技术之一的毫米波技术成为研究重点。毫米波是指频率在30GHZ-300GHZ的电磁波，由于其频率高、带宽大等特点，毫米波对终端的影响主要在于天线和射频前端器件。传统的射频测试方法通过传导测试判断射频的通路，通常直接用点测线，将综合测试仪与移动终端的点测孔相连然后测试。由于毫米波是天线阵列加多通道收发信号，导致传统的传导测试无法适用。

因此，需要一种新的方法对毫米波射频通路进行测试和调试，以便使天线和收发器之间阻抗匹配，从而通过调整射频参数定义5G毫米波射频测试指标。

发明内容

为此，本发明提供了一种射频测试方法、移动终端及存储介质，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种射频测试方法，该方法可以在移动终端中执行，在该方法中，可以首先检测收发器接收到的回波损耗和反馈网络返回到的功率差值。在检测到的回波损耗超出预定阈值和/或功率差值不等于预定功率的情况下，判断发射通路异常。

可选地，在上述方法中，预定功率为收发器的发射信号与耦合器的耦合系数以及反馈网络衰减的差值。

可选地，在上述方法中，可以计算回波损耗与预先存储的各回波损耗值的第一差值，当第一差值在预定范围内，确定该预先存储的回波损耗值对应的器件故障。

可选地，在上述方法中，可以计算回波损耗与预先存储的检测回波损耗值的第二差值，当第二差值在预定范围内，则确定预先存储的检测回波损耗值对应的器件故障。

根据本发明的另一个方面，提供了一种移动终端，包括收发器、射频前端、天线、存储器、一个或多个处理器及一个或多个程序。其中，一个或多个程序存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行射频测试方法的指令。

可选地，在上述移动终端中，收发器可以发射功率信号并接收回波信号，射频前端可以包括发射通路和接收通路，发射通路可以包括第一匹配网络、放大器、第二匹配网络、耦合器、反馈网络。收发器和放大器之间可以通过第一匹配网络连接，放大器和耦合器之间可以通过第二匹配网络连接，收发器和耦合器之间通过反馈网络连接。接收通路可以包括第三匹配网络、滤波器、测试座。测试座可以直接测试收发器接收到的信号。

可选地，在上述移动终端中，存储器可以预先存储第一匹配网络故障时对应的回波损耗值和功率差值、第二匹配网络故障时对应的回波损耗值和功率差值、放大器故障时对应的回波损耗值和功率差值。

可选地，在上述移动终端中，存储器可以预先存储第三匹配网络故障时对应的检测回波损耗值、滤波器故障时对应的检测回波损耗值。

根据本发明另一个方面，提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质。这里的一个或多个程序包括指令，当这些指令由计算设备执行时，使得该计算设备执行上述射频测试方法。

根据本方案，能够保证基于5G毫米波频段的终端射频测试的准确性，以便根据测试结果对终端进行调试、维修和校正。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明的一个实施例的移动终端100的构造示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的发射通路的示意性结构框图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的射频测试方法的示意性流程图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的射频测试方法的示意性流程图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的接收通路的示意性结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

目前终端的射频测试主要使用传导测试，使用射频馈线将被测设备和测试仪表连接。但随着毫米波终端侧的大规模天线阵列的使用，终端的无线收发器集成到天线形成天线模块，毫米波终端不再有射频测试端口，而且高频率下进行耦合带来的高插损等因素，使传统的传导连接测试的方案更不可行。OTA辐射测试成为目前毫米波终端测试的主流方案。虽然辐射测试可直接测试设备的整体辐射性能，能够对设备的整机性能进行测试，但测试需要在微波暗室进行，对于测试的场地要求较为严格，测试费用昂贵。本方案提供一种新的基于5G毫米波的射频测试方案，能够测试射频发射通路和接收通路是否异常，并确定产生异常的器件。

图1示出了根据本发明一个实施例的移动终端100的结构框图。图1是移动终端100的结构框图。移动终端100可以包括存储器接口102、一个或多个处理器104，以及外围接口106。

存储器接口102、一个或多个处理器104和/或外围接口106既可以是分立元件，也可以集成在一个或多个集成电路中。在移动终端100中，各种元件可以通过一条或多条通信总线或信号线来耦合。传感器、设备和子系统可以耦合到外围接口106，以便帮助实现多种功能。

例如，运动传感器110、光线传感器112和距离传感器114可以耦合到外围接口106，以方便定向、照明和测距等功能。其他传感器116同样可以与外围接口106相连，例如定位系统(例如GPS接收机)、温度传感器、生物测定传感器或其他感测设备，由此可以帮助实施相关的功能。

音频子系统126可以与扬声器128以及麦克风130相耦合，以便帮助实施启用语音的功能，例如语音识别、语音复制、数字记录和电话功能。I/0子系统140可以包括触摸屏控制器142和/或一个或多个其他输入控制器144。触摸屏控制器142可以耦合到触摸屏146。举例来说，该触摸屏146和触摸屏控制器142可以使用多种触摸感测技术中的任何一种来检测与之进行的接触和移动或是暂停，其中感测技术包括但不局限于电容性、电阻性、红外和表面声波技术。一个或多个其他输入控制器144可以耦合到其他输入/控制设备148，例如一个或多个按钮、摇杆开关、拇指旋轮、红外端口、USB端口、和/或指示笔之类的指点设备。所述一个或多个按钮(未显示)可以包括用于控制扬声器128和/或麦克风130音量的向上/向下按钮。

存储器接口102可以与存储器150相耦合。该存储器150可以包括高速随机存取存储器和/或非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备，一个或多个光学存储设备，和/或闪存存储器(例如NAND，NOR)。存储器150可以存储操作系统172，例如Android、iOS或是Windows Phone之类的操作系统。该操作系统172可以包括用于处理基本系统服务以及执行依赖于硬件的任务的指令。

相机子系统120可以用于方便诸如记录照片和视频剪辑的相机功能的实现。可以通过一个或多个无线通信子系统124来帮助实现通信功能，其中无线通信子系统可以包括射频接收机和发射机和/或光(例如红外)接收机和发射机，也可以是收发器，既可以发射信号也可以接收信号。利用无线电磁波，以实现信息和数据传输的系统。它根据工作频段或传输手段分类，可以分为中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。无线通信子系统124的特定设计和实施方式可以取决于移动终端100所支持的一个或多个通信网络。例如，移动终端100可以包括被设计成支持LTE、3G/4G/5G、GSM网络、GPRS网络、EDGE网络、Wi-Fi或WiMax网络以及Bluebooth^TM网络的通信子系统124。

天线是移动终端上用于接收信号的设备，射频发射机输出的射频信号功率，通过馈线输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来通过馈线送到无线电接收机。靠近天线部分为射频前端，射频前端包括发射通路和接收通路。其中，发射通路可以包括功率放大器、滤波器、变频器以及一些射频连接和匹配电路等。接收通路可以包括低噪声放大器、滤波器等器件，包括增益、接收灵敏度、射频接收带宽等指标。天线作为一个器件，只负责整个无线通信的一部分功能，用于接收和发射信号。如果天线发射的信号本身就是有问题的，导致其他无线通信模块无法正确识别；或者天线接收到的信号后无线通信的其他组件无法正确处理。这两种情况都会导致整个无线传输系统无法正常工作。而这种问题是无法通过优化天线来解决的。

根据本发明的一个实施例，移动终端100可以包括收发器、射频前端和天线，射频前端包括发射通路和接收通路。图2示出了根据本发明的一个实施例的发射通路的示意性结构框图。如图2所示，发射通路可以包括第一匹配网络、功率放大器、第二匹配网络、耦合器和反馈网络，收发器和功率放大器之间通过第一匹配网络连接，功率放大器和耦合器之间通过第二匹配网络连接，收发器和耦合器之间通过反馈网络连接。收发器可以发射信号并接收回波信号。功率放大器可以对发射通路的射频信号进行放大。由于5G毫米波通信一般采用天线阵列进行信号传输，耦合器可以对发射功率进行分配，将信号源的发射功率尽量平均分配到各个天线口，使每个天线的发射功率基本相同。为了保证信号最大效率的传输，需要尽可能地实现负载阻抗的匹配和源阻抗的匹配，因此匹配网络能够减少回波对信号质量和可用功率的影响。反馈网络能够将放大器输出信号的一部分或全部送回输入端，与输入信号进行比较，并用比较(相加或相减)所得的信号去控制输出。由于毫米波传播损耗大，需要通过提高发射功率、提高天线增益、提高接收灵敏度等方法来补偿传播损耗。

图3示出了根据本发明的一个实施例的射频测试方法的示意性流程图。如图3所示，首先在步骤S310中，可以检测收发器接收的回波损耗和反馈网络返回的功率差值。

其中，回波损耗是表示信号反射性能的参数，说明发射功率的一部分被反射回信号源，通常以对数形式来表示反射功率与发射功率的比值，单位是dB。例如，如果注入1mW(0dBm)功率给放大器，其中10％被反射回来，回波损耗就是10dB。回波损耗是由于电缆阻抗不匹配所产生的反射，这种不匹配主要发生在射频前端。信号在信道中的多次反射也导致信号功率的衰减，影响接收端的信噪比，从而限制传输速度。回波损耗通常在输入和输出都进行规定。

可以将移动终端通过射频电缆与综合测试仪连接，收发器的发射功率和放大器的增益可以通过移动终端进行设置。当信号从收发器发出后就会有回波，此时可以使用综合分析仪直接测量线路的第一回波损耗。还可以测试反馈网络返回的功率差值。

随后在步骤S320中，在回波损耗超出预定阈值和/或功率差值不等于预定功率的情况下，可以判断发射通路异常。

正常情况下如果天线和收发器全部正常，发射信号的回波损耗应该在-40dB以下。如果回波损耗超出该预定阈值，则可以判断天线和收发器之间存在异常。根据本发明的一个实施例，收发器发送设定强度的信号给到测试仪表，同时反馈网络也会收到信号，这时就可以保证准确的发射信号，通过差值就可以算出反馈网络的损耗。正常情况下，反馈网络返回的功率差值为收发器的发射信号与耦合器的耦合系数以及反馈网络衰减的差值。可以将该计算差值设置为预设功率，当测得的功率差值与预设功率不相等时，可以判断天线和收发器之间存在异常。

根据本发明的一个实施例，移动终端100的存储器150中可以预先存储第一匹配网络故障时对应的回波损耗值和功率差值、第二匹配网络故障时对应的回波损耗值和功率差值、放大器故障时对应的回波损耗值和功率差值。

可以使用校准方法对射频通路正常的板子对射频收发器进行校准。校准过程包括对应测试、校验值计算和校准后数值写入寄存器。例如，首先，可以保持收发器的发射功率和放大器的增益不变，发射一个固定功率的信号。然后去掉放大器，对比去掉放大器前后反馈网络收到的功率差值，和此时发射线路的回波损耗值，写入手机寄存器中。然后，保持收发器的发射功率和放大器的增益不变，去掉收发器和放大器之间的第一匹配网络，将这时的回波损耗值和反馈网络收到的功率差值写入手机寄存器中。最后，保持收发器的发射功率和放大器的增益不变，去掉放大器和耦合器之间的第二匹配网络，将这时的回波损耗值和反馈网络收到的功率差异值写入手机寄存器中。

图4示出了根据本发明的一个实施例的射频测试方法的示意性流程图。如图4所示，在判断发射通路异常的情况下，在步骤S330中可以计算回波损耗与预先存储的回波损耗值的第一差值。例如，检测到的回波损耗为-60dB，预先存储的去掉放大器后测得的回波损耗值为-60dB，两者的差值为0dB。随后在步骤S340中，当第一差值在预定范围内，则确定预先存储的回波损耗值对应的器件故障。例如，当检测到的回波损耗接近上述保存在手机寄存器中的值在+/-1dB范围内时，就可以确定该预先存储的回波损耗值对应的器件有问题。上述检测到的第一回波损耗与预先存储的去掉放大器的回波损耗值的差值在+/-1dB范围内，则可判断发射通路中放大器故障。该预定范围仅仅是示例性的，为了保证测试的准确性可以适当缩小差值范围。

图5示出了根据本发明的一个实施例的接收通路的示意性结构框图。如图5所示，接收通路可以包括第三匹配网络、滤波器和测试座，收发器可以向测试座发射检测信号，存储器中可以预先存储第三匹配网络故障时对应的检测回波损耗值、滤波器故障时对应的检测回波损耗值。

例如，可以使用一个射频通路正常的板子进行校准测试，使收发器发送固定的检测信号到射频前端，并接收返回的回波信号，计算出线路回波损耗，写入寄存器中。然后，分布去掉滤波器和第三匹配网络，检测返回的回波信号大小，将检测到的回波损耗值写入寄存器中。

根据本发明的一个实施例，测试座可以测试收发器接收到的检测信号对应的回波信号。基于检测信号和回波信号可以计算检测回波损耗值。最后对比第二回波损耗值与预先存储的检测回波损耗值。如果回波损耗接近接收通路中各器件去掉后的回波损耗值在+/-1dB范围，可以判断出这部分器件出了问题。例如去掉滤波器后的回波损耗值为-50dB，当测试发现回波损耗为-50dB+/-1范围内时，可确定滤波器部分出了问题。

本方案通过功率反馈和回波损耗来检测射频的通路，能够对射频前端器件进行故障检测，以便通过调整射频前端参数使天线与收发器之间阻抗匹配，提高5G毫米波的射频传输效率。

应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种射频测试方法，适于在移动终端中执行，其中，所述移动终端包括收发器、射频前端、天线和存储器，所述收发器适于发射功率信号并接收回波信号，所述射频前端包括发射通路，所述发射通路包括反馈网络、第一匹配网络、放大器、第二匹配网络、耦合器，所述收发器和所述放大器之间通过第一匹配网络连接，所述放大器和所述耦合器之间通过第二匹配网络连接，所述收发器和所述耦合器之间通过反馈网络连接，所述存储器中预先存储第一匹配网络故障时对应的回波损耗值、第二匹配网络故障时对应的回波损耗值、放大器故障时对应的回波损耗值，所述方法包括：

检测所述收发器接收的回波损耗和所述反馈网络返回的功率差值；

在所述回波损耗超出预定阈值和/或所述功率差值不等于预定功率的情况下，判断所述发射通路异常；

计算所述回波损耗与预先存储的各回波损耗值的第一差值；

当所述第一差值在预定范围内，则确定所述预先存储的回波损耗值对应的器件故障。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定功率为所述收发器的发射信号与耦合器的耦合系数以及反馈网络衰减的差值。

3.如权利要求1所述的方法，其中，

所述射频前端包括接收通路，所述接收通路包括第三匹配网络、滤波器和测试座，所述存储器中预先存储第三匹配网络故障时对应的检测回波损耗值、滤波器故障时对应的检测回波损耗值。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述方法包括：

计算所述回波损耗值与预先存储的检测回波损耗值的第二差值，当所述第二差值在预定范围内，则确定所述预先存储的检测回波损耗值对应的器件故障。

5.一种移动终端，包括：

收发器，适于发射信号和接收回波信号；

射频前端；

天线；

存储器；

一个或多个处理器；

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1-4所述方法中的任一方法的指令。

6.如权利要求5所述的移动终端，其中，所述射频前端包括发射通路和接收通路，所述存储器预先存储发射通路中不同器件故障对应的回波损耗值和功率差值，以及预先存储接收通路中不同器件故障对应的检测回波损耗值。

7.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当移动终端执行时，使得所述移动终端执行根据权利要求1-4所述的方法中的任一方法。

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