CN113156224A - 一种ota测试暗室 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种OTA测试暗室，包括：屏蔽壳体，屏蔽壳体限定暗室的内部空间；吸波材料，设置在屏蔽壳体的内墙面上；反射面，设置在暗室的内部空间的长度方向的第一端；平面波发生器，设置在内部空间的与第一端相对的第二端；转台，设置在内部空间内且位于反射面与平面波发生器之间，配置为安装待测对象；以及馈源，设置在内部空间内且位于反射面与转台之间。通过设置反射面和馈源形成紧缩场系统，设置平面波发生器形成平面波系统，并且可通过利用平面波发生器的单探头或替换的其他探头形成近场系统，平面波系统和紧缩场系统共用转台，从而实现了近场、紧缩场和平面波系统的三合一，在支持宽频和较大静区的前提下降低了暗室的成本和占用面积。

Description

一种OTA测试暗室

技术领域

本发明涉及OTA测试技术领域，特别是一种OTA测试暗室。

背景技术

目前已知的OTA(Over-the-Air，空口)暗室测试场地，例如，用于5G基站的OTA测试的场地，主要有远场、近场、紧缩场、平面波合成器系统以及混响室等等，然而这些场地各自都有自己的优缺点。

对于近场和混响室，它们只能用于进行TRP(Total Radiated Power，总辐射功率)类测试项的测试，无法准确测量EIRP(Effective Isotropic Radiated Power，等效全向辐射功率)等方向性测试项。平面波合成器系统目前只能测试1.7-6GHz以内频率范围的设备，而且无法测量指标要求较高的杂散TRP类测试项。对于远场，则一般需要较大的测试场地，导致成本非常之高。例如对于频率2GHz、天线尺寸约1.2米的设备，需要长约20米以上的场地空间。并且，由于较大的空间路损，容易导致测量时信噪比较低，得到较差的测量结果。对于紧缩场，如果需要支持较低频率、以及大尺寸的测量设备，则需要更大的反射面，也同样存在场地大、成本高的问题。例如对于频率2GHz、天线尺寸约1.2米的设备，需要较大尺寸和重量的反射面(投影面积约2米×2米以上，重量约2吨)以及长约10米的测试场地，这也会导致相当高的建设成本，以及相当高的场地承重要求。

因此，亟需一种可兼顾不同场地要求、成本较低、占用面积较小的OTA测试暗室。

发明内容

鉴于上述问题，提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的OTA测试暗室。

本发明的一个目的在于提供一种集成了近场、紧缩场和平面波系统的OTA测试暗室，其在支持宽频和较大静区的前提下实现了低成本，且占用面积小。

本发明的一个进一步的目的在于通过设置可移动吸波屏风，避免平面波系统和紧缩场系统在各自测量过程中相互干扰。

特别地，根据本发明实施例的一方面，提供了一种OTA测试暗室，包括：

屏蔽壳体，所述屏蔽壳体限定暗室的内部空间；

吸波材料，设置在所述屏蔽壳体的内墙面上；

反射面，设置在所述暗室的所述内部空间的长度方向的第一端；

平面波发生器，设置在所述内部空间的与所述第一端相对的第二端；

转台，设置在所述内部空间内且位于所述反射面与所述平面波发生器之间，配置为安装待测对象；以及

馈源，设置在所述内部空间内且位于所述反射面与所述转台之间。

可选地，所述OTA测试暗室还包括：

可移动吸波屏风，配置为可在驱动元件的驱动下移动至所述反射面与所述馈源之间遮挡所述反射面，或移动至所述转台与所述平面波发生器之间遮挡所述平面波发生器。

可选地，所述吸波屏风包括基板和固定在所述基板上的吸波材料。

可选地，所述OTA测试暗室还包括：

导轨，所述导轨设置在所述内部空间的顶部和/或底部，配置为允许所述吸波屏风沿所述导轨移动。

可选地，所述OTA测试暗室还包括：

连接件，由非金属材料制成，用于连接所述吸波屏风与所述导轨。

可选地，所述转台包括：

转台底座、设置在所述转台底座上具有朝上的开口的U形臂、以及设置在所述U形臂的所述开口处的滚转轴；

所述转台底座配置为可带动所述U形臂沿Y轴和/或X轴平移，和/或带动所述U形臂绕所述转台底座的中心轴线转动；

所述滚转轴配置为安装所述待测对象，且配置为可带动所述待测对象沿所述U形臂上下移动和/或绕所述滚转轴的中心轴线转动。

可选地，所述平面波发生器包括天线探头阵列，所述天线探头阵列的尺寸为2m×2m×0.7m。

可选地，所述暗室为长方体状，所述暗室的所述内部空间的净空间的尺寸至少为7.2m×3m×2.7m。

可选地，所述转台的中心与所述平面波发生器之间的距离占所述净空间的长度的0.32-0.38；

所述转台的中心与所述反射面的中心之间的距离占所述净空间的长度的0.39-0.45。

可选地，所述屏蔽壳体的外尺寸至少为8m×4m×4m；并且

所述暗室的所述内部空间的主反射墙上的吸波材料的高度不高于70cm，且除所述主反射墙外的其他墙面上的吸波材料的高度不高于50cm。

本发明实施例提出的OTA测试暗室，通过设置反射面和馈源形成紧缩场系统，设置平面波发生器形成平面波系统，并且可通过利用平面波发生器的单探头或替换的其他探头形成近场系统，平面波系统和紧缩场系统共用转台，从而实现了近场、紧缩场和平面波系统的三合一。通过三合一的设计，在支持宽频和较大静区的前提下降低了暗室的成本和占用面积。

进一步地，通过在OTA测试暗室内设置可移动吸波屏风，通过吸波屏风在使用平面波发生器进行测试时遮挡反射面，并在使用反射面进行测试时遮挡平面波发生器，避免了平面波系统和和紧缩场系统在各自测量过程中相互之间产生干扰，提高了测量结果的准确性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的OTA测试暗室的示意性俯视图；

图2为图1的OTA测试暗室的示意性侧视剖面图；

图3示出了根据本发明一实施例的OTA测试暗室中的转台的立体结构示意图。

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。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种OTA测试暗室。本发明的OTA测试暗室可用于5G基站设备的OTA测试。

图1示出了根据本发明一实施例的OTA测试暗室100的示意性俯视图，图2为图1的OTA测试暗室100的示意性侧视剖面图。

参见图1和图2所示，OTA测试暗室100至少可以包括：屏蔽壳体1，屏蔽壳体1限定暗室100的内部空间；吸波材料2，设置在屏蔽壳体1的内墙面上；反射面3，设置在暗室100的内部空间的长度方向的第一端；平面波发生器8，设置在内部空间的与第一端相对的第二端；转台6，设置在内部空间内且位于反射面3与平面波发生器8之间，配置为安装待测对象64；以及馈源5，设置在内部空间内且位于反射面3与转台6之间。转台6的中心与反射面3和平面波发生器8之间的距离可根据测试要求进行设置。馈源5配置为相对于反射面3可移动，例如，可在暗室100的底部设置导轨(不妨称为第一导轨，图中未示出)，馈源5设置在第一导轨上，通过馈源5沿第一导轨的移动实现馈源5位置的调节。OTA测试暗室100还可以进一步包括屏蔽门10，设置在屏蔽壳体1的长度方向的墙面上。

本发明实施例提出的OTA测试暗室100，通过设置反射面3和馈源5形成紧缩场系统，设置平面波发生器8形成平面波系统，并且可通过利用平面波发生器8的单探头或替换的其他探头形成近场系统，平面波系统和紧缩场系统共用转台6，从而实现了近场、紧缩场和平面波系统的三合一，即，将近场、紧缩场和平面波系统合放在同一个屏蔽暗室100中。通过三合一的设计，在支持宽频和较大静区的前提下降低了暗室100的建设成本和占用面积。

下面对OTA测试暗室100的各个部件进行具体的介绍。

平面波发生器是近年来刚刚写入到3GPP国际标准中用于5G基站测试的一种占地较小的有源测试系统，但支持的测试频率有限。本发明中的平面波发生器8可支持的被测设备的频率范围为1.7-6GHz。在一个具体的实施例中，平面波发生器8可包括天线探头阵列。天线探头阵列的阵面尺寸≤2m×2m×0.7m(长×宽×深)。平面波发生器8可由支架支撑，支架的具体尺寸可根据实际场地调整。平面波发生器8的静区为圆柱形，静区尺寸如下所示：在2.6GHz频率下大于或等于1.2m×1.2m(直径×长度)，在3.5GHz频率下大于或等于1m×1m(直径×长度)，在4.9GHz频率下大于或等于0.9m×0.9m(直径×长度)。

转台6由平面波系统和紧缩场系统共用，因此，相应的测试系统软件和测试仪表等也可以兼容平面波系统和紧缩场系统使用。

在一些实施例中，转台6可以是U型转台6，以使安装在其上的待测对象64具备旋转和平移功能。具体地，参见图3所示，转台6可以包括转台底座61、设置在转台底座61上具有朝上的开口的U形臂62、以及设置在U形臂62的开口处的滚转轴63。转台6共有5个运动轴，自上而下分别为滚转轴63、倒伏轴、方位轴、Y平移轴、X移轴。转台底座61可带动U形臂62沿Y轴(即图3所示的Y平移轴，通常为暗室100的长度方向)和/或X轴(即图3所示的X平移轴，通常为暗室100的宽度方向)平移，和/或带动U形臂62绕转台底座61的中心轴线(即图3所示的方位轴)转动。待测对象64可通过治具安装在滚转轴63的法兰上。滚转轴63可带动待测对象64沿U形臂62上下移动(即沿图3所示的倒伏轴移动)和/或绕滚转轴63的中心轴线转动。转台6可通过统一的控制系统进行远程电控，并能实时反馈相关信息，以便于测试的顺利进行。在一种具体的实施方案中，U型转台6的具体参数可如下表1所示。

表1转台参数

在另一些实施例中，转台6也可以是其他形式的转台，例如极化转台等。转台6的参数(如承重、精度、旋转轴等)要求也可以根据具体的测试需求而变化。

为支持更高频率(如6-110GHz)的毫米波频段的测试，在转台6的远离平面波发生器8的一侧，设置了紧缩场系统的反射面3和馈源5。反射面3由支撑结构支撑，以使其高度满足测试所需。由于不需要支持过低的频率，因此反射面3的尺寸可设置为不超过投影尺寸1.5m(宽)×1.5m(高)，静区尺寸不小于Φ0.9m×0.9m(直径×长)。在一种具体的实施方案中，反射面3的具体指标可如下所示

幅度锥削：≤1dB@6-110GHz；

幅度波纹：≤±0.5dB@6-110GHz；

静区相位不平度：≤±5°@6.0-110GHz；

交叉极化：≤-27dB；

反射面重量(包括支撑结构)：≤1吨；

反射面型面精度：整体型面精度优于30μm。

另外，如果场地尺寸可以更大，那么紧缩场的反射面3尺寸也可以更大，此时紧缩场的反射面3所能支持的频率下限可以达到更低。由于平面波发生器系统为有源系统，底噪较高，无法测试指标较为严格的杂散TRP(-43dBm/MHz)，所以可使用紧缩场进行杂散TRP的测试，在此情况下，频率范围的增加更加有利于进行此类杂散测试。

为了避免暗室100内不同系统之间的测量干扰，在一个实施例中，继续参见图1和图2所示，OTA测试暗室100还可以包括可移动吸波屏风4，其配置为可在驱动元件的驱动下移动至反射面3与馈源5之间遮挡反射面3，或移动至转台6与平面波发生器8之间遮挡平面波发生器8。通过设置可移动吸波屏风4，在使用平面波发生器8进行低频测试时将吸波屏风4移动到图1和图2中反射面3与馈源5之间，将反射面3完全地遮挡；同样的，在使用反射面3进行测试时，将吸波屏风4移动到平面波发生器8的前面，将平面波发生器8完全地遮挡，如此，避免了平面波系统和和紧缩场系统在各自测量过程中相互之间产生干扰，提高了测量结果的准确性。需要注意的是，为了说明的目的，图1和图2中同时示出了吸波屏风4遮挡反射面3和遮挡平面波反射器的情况，但是本领域技术人员应可理解，在实际应用中，吸波屏风4并不会同时处于以上两个位置。

更具体地，吸波屏风4可以包括基板和固定在基板上的吸波材料2。基板可以是一定厚度的板材，如15mm厚的木板。基板的宽度和高度可根据反射面3和平面波发生器8的尺寸设置，以能够完全遮挡这两者为宜。优选地，基板的宽度不小于2m，高度不小于2.7m。基板垂直向下设置，其下边缘的高度需在暗室100底部的吸波材料2之上，以避免碰撞。并且，吸波屏风4上所使用的吸波材料2，需同时满足在平面波发生器系统和反射面系统的主反射墙的吸波材料2的吸收率要求。

进一步地，为了便利吸波屏风4的移动，OTA测试暗室100还可以包括导轨(不妨称为第二导轨)9。第二导轨9设置在内部空间的顶部和/或底部(具体设置在顶部和/或底部的吸波材料2里面)，配置为允许吸波屏风4沿第二导轨9移动。具体地，第二导轨9可以是圆角矩形的钢材质结构，可由若干钢管拼接而成。另外，吸波屏风4还可以配有电机作为驱动元件，用于驱动吸波屏风4自动移动。在暗室100的底部设置有第一导轨的情况下，优选将第二导轨9设置在暗室100顶部的吸波材料2里面。为了避免与吸波材料2碰撞，屏风4与第二导轨9之间应保留不小于吸波材料2高度的间隙，因此，为了保证吸波屏风4在第二导轨9上的顺畅移动，OTA测试暗室100还可以包括连接件7，用于连接吸波屏风4与第二导轨9。连接件7可由非金属材料制成，以降低对测试产生干扰的可能。优选地，连接件7可由玻璃钢环氧树脂材料制成，这种材料不易对测试产生干扰，可保证测试结果的准确性。

屏蔽壳体1可由屏蔽金属材料制成，例如可以为钢板。在一个实施例中，屏蔽壳体1可为长方体状，也就是说，暗室100为长方体状，且暗室100的内部空间的净空间的尺寸至少为7.2m×3m×2.7m(长×宽×高)。此处提及的暗室100内部空间的净空间的长、宽和高分别指暗室100内部空间的长度方向吸波材料2尖对尖的距离、宽度方向吸波材料2尖对尖的距离和高度方向吸波材料2尖到尖的距离。通过这样的净空间尺寸的设置，可以保证完全满足近场、紧缩场和平面波系统的测试空间占用需求。

在一些实施例中，在暗室100的内部空间中，转台6的中心与平面波发生器8之间的距离占净空间的长度的0.32-0.38。例如，转台6的中心与平面波发生器8之间的距离占净空间的长度的0.35。更具体地，转台6的中心与平面波发生器8之间的距离可以为2.5m。

在一些实施例中，在暗室100的内部空间中，转台6的中心与反射面3的中心之间的距离占净空间的长度的0.39-0.45。例如，转台6的中心与反射面3的中心之间的距离占净空间的长度的0.42。更具体地，转台6的中心与反射面3的中心之间的距离可以为3m。

在一些实施例中，转台6的最大直径(即径向尺寸最大部位处的直径)与净空间的长度的比例小于或等于0.08。更具体地，转台6的最大直径可不超过2.6m。

为了尽可能地减少暗室100的占地面积，同时保证满足场地测试要求，在一个实施例中，屏蔽壳体1的外尺寸(即暗室100的外尺寸)可设置为至少8m×4m×4m(长×宽×高)。在这种情况下，为满足暗室100的内部空间的净空间的尺寸要求，暗室100的内部空间的主反射墙上的吸波材料2的高度不高于70cm，且除主反射墙外的其他墙面上的吸波材料2的高度不高于50cm。另外，不同墙面区域的吸波材料2的吸收率应满足表2所示的参数要求。

表2吸波材料的吸收率要求

频率	1GHz	3GHz	6GHz以上
				主反射墙和吸波屏风	优于-45dB	优于-50dB	优于-50dB
其他墙面区域	优于-40dB	优于-50dB	优于-50dB

另外，如前所述，平面波发生器8包括由多个天线探头组成的阵列，可以利用其中的某个探头天线或更换其他频段的天线探头，进行近场TRP类测试。在测试时，可用吸波材料2遮挡住阵列的其他探头，并重新进行校准。

综上，本发明的OTA测试暗室100可同时满足以下参数：外尺寸不超过长8m×宽4m×高4m；支持频率范围：1.7-110GHz；暗室静区：不小于1m直径圆柱；并且可以支持总功率TRP、ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio，邻道泄露功率比)、EVM(Error VectorMagnitude，矢量误差幅度)、指标较为严格的杂散TRP(-43dBm/MHz)、EIRP、EIS(EffectiveIsotropic Sensitivity，有效全向灵敏度)等5G基站设备及天线设备的OTA测试项要求，得到较理想的测试结果。最终的测试精度可满足3GPP相关指标要求：EIRP：≤0.96dB@3GHz，≤1.14dB@3-4.2GHz，≤3.1dB@24.25-29.5GHz；EIS：≤1.29dB@3GHz，≤1.37dB@3-4.2GHz，≤2.4dB@24.25-29.5GHz。

当然，本发明的OTA测试暗室100除用于5G基站设备的测试外，还可以用于可支持频段内的其他设备例如卫星、无人机、WiFi等的测试。

根据上述任意一个可选实施例或多个可选实施例的组合，本发明实施例能够达到如下有益效果：

本发明实施例提出的OTA测试暗室，通过设置反射面和馈源形成紧缩场系统，设置平面波发生器形成平面波系统，并且可通过利用平面波发生器的单探头或替换的其他探头形成近场系统，平面波系统和紧缩场系统共用转台，从而实现了近场、紧缩场和平面波系统的三合一。通过三合一的设计，在支持宽频和较大静区的前提下降低了暗室的成本和占用面积。

进一步地，通过在OTA测试暗室内设置可移动吸波屏风，通过吸波屏风在使用平面波发生器进行测试时遮挡反射面，并在使用反射面进行测试时遮挡平面波发生器，避免了平面波系统和和紧缩场系统在各自测量过程中相互之间产生干扰，提高了测量结果的准确性。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种OTA测试暗室，包括：

屏蔽壳体，所述屏蔽壳体限定暗室的内部空间；

吸波材料，设置在所述屏蔽壳体的内墙面上；

反射面，设置在所述暗室的所述内部空间的长度方向的第一端；

平面波发生器，设置在所述内部空间的与所述第一端相对的第二端；

转台，设置在所述内部空间内且位于所述反射面与所述平面波发生器之间，配置为安装待测对象；以及

馈源，设置在所述内部空间内且位于所述反射面与所述转台之间。

2.根据权利要求1所述的OTA测试暗室，还包括：

可移动吸波屏风，配置为可在驱动元件的驱动下移动至所述反射面与所述馈源之间遮挡所述反射面，或移动至所述转台与所述平面波发生器之间遮挡所述平面波发生器。

3.根据权利要求2所述的OTA测试暗室，其中，所述吸波屏风包括基板和固定在所述基板上的吸波材料。

4.根据权利要求2所述的OTA测试暗室，还包括：

导轨，所述导轨设置在所述内部空间的顶部和/或底部，配置为允许所述吸波屏风沿所述导轨移动。

5.根据权利要求4所述的OTA测试暗室，还包括：

连接件，由非金属材料制成，用于连接所述吸波屏风与所述导轨。

6.根据权利要求1所述的OTA测试暗室，其中，所述转台包括：

转台底座、设置在所述转台底座上具有朝上的开口的U形臂、以及设置在所述U形臂的所述开口处的滚转轴；

所述转台底座配置为可带动所述U形臂沿Y轴和/或X轴平移，和/或带动所述U形臂绕所述转台底座的中心轴线转动；

所述滚转轴配置为安装所述待测对象，且配置为可带动所述待测对象沿所述U形臂上下移动和/或绕所述滚转轴的中心轴线转动。

7.根据权利要求1所述的OTA测试暗室，其中，所述平面波发生器包括天线探头阵列，所述天线探头阵列的尺寸为2m×2m×0.7m。

8.根据权利要求1所述的OTA测试暗室，其中，所述暗室为长方体状，所述暗室的所述内部空间的净空间的尺寸至少为7.2m×3m×2.7m。

9.根据权利要求8所述的OTA测试暗室，其中，所述转台的中心与所述平面波发生器之间的距离占所述净空间的长度的0.32-0.38；

所述转台的中心与所述反射面的中心之间的距离占所述净空间的长度的0.39-0.45。

10.根据权利要求8所述的OTA测试暗室，其中，所述屏蔽壳体的外尺寸至少为8m×4m×4m；并且

所述暗室的所述内部空间的主反射墙上的吸波材料的高度不高于70cm，且除所述主反射墙外的其他墙面上的吸波材料的高度不高于50cm。

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