CN113472460A - 一种整车级fm天线接收性能测试方法 - Google Patents

一种整车级fm天线接收性能测试方法 Download PDF

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CN113472460A CN202110606211.XA CN202110606211A CN113472460A CN 113472460 A CN113472460 A CN 113472460A CN 202110606211 A CN202110606211 A CN 202110606211A CN 113472460 A CN113472460 A CN 113472460A
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Abstract

本发明提供了一种整车级FM天线接收性能测试方法，包括以下步骤：S1、在测试前根据场地要求对场地均匀进行验证，是否符合场地均匀性要求，符合场地均匀性要求则进行FM天线接收性能测试；S2、在符合场地要求的场地内，利用参考天线，测得参考天线接收电平；S3、在符合场地要求的场地内，测试整车上的FM天线系统接收电平；S4、根据参考天线接收电平、FM天线系统接收电平进行FM天线系统的增益性能评价、以及绘制出相应的天线方向图。本发明所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，通过带内平均增益、天线增益的频率响应等指标进行定量评价。

Description

一种整车级FM天线接收性能测试方法
技术领域
本发明属于天线测试领域，尤其是涉及一种整车级FM天线接收性能测试方法。
背景技术
近年来，汽车无线通信发展速度加快，对天线的性能和尺寸要求越来越高。在过去的车辆中收音机天线一般为鞭状天线(安装在车前或车后的λ/4单极子天线)或安装在车顶的短螺旋天线。为了满足对车辆美观和空气动力学的要求，且鞭状天线等遇到障碍容易折断或弯曲，现代汽车的收音机天线采用共形天线，使用较多的天线类型为玻璃天线。
高品质的天线设计需要广泛的模拟仿真与测试验证。国内外多位研究者的仿真与测试结果标明FM天线性能受车辆内部和外部的大型结构部件的影响较大。因此，汽车FM天线性能测试是对汽车舒适性体验提升的一项基础性测试。但是在整车环境下，金属车体结构和其他车载电子设备均会对天线性能产生影响。
由于行业内缺乏对整车级FM车载天线性能进行定量测试的统一方法，国内外部分车企并不是很重视收音机天线性能的开发与测试，一般采用主观评价的方法进行性能判定，然而该方法缺乏理论依据，且可复现性差。因此，本发明的目的在于统一汽车FM天线性能的定量测试方法。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种整车级FM天线接收性能测试方法，以解决对于FM天线性能测试使采用主观评价的方法进行性能判定，缺乏理论依据，且可复现性差的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种整车级FM天线接收性能测试方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、测量参考天线接收电平；
S2、测量整车上的FM天线系统接收电平；
S3、根据参考天线接收电平、FM天线系统接收电平进行FM天线系统的增益性能评价、以及绘制出相应的天线方向图；
FM天线系统的增益性能评价包括带内平均增益评价、天线增益的频率响应，判断带内平均增益值应大于-8.6dB，天线增益的频率响应值的频率响应值应小于8dB则合格；
带内平均增益评价通过公式计算得到车辆FM天线系统在工作频带内的平均增益；
天线增益的频率响应通过不同频点的最大值减最小值得到。
进一步的，FM天线接收性能测试前先场地均匀性验证，根据场地要求对场地均匀进行验证，是否符合场地均匀性要求，符合场地均匀性要求则进行FM天线接收性能测试；
验证方法包括以下步骤：
S101、将发射天线及接受天线于测试位置，连接好测试系统；
S102、设置信号源频率，输出功率调至合适大小使发射天线辐射信号，接收天线在正对发射天线方向，沿待测行程线移动，测得幅度值，并记录接收信号曲线；
S103、改变测试行程线在一个测试面内的不同位置进行测量，测得幅度值，并记录接收信号曲线；
S104、改变天线极化方式，重复步骤S101-S103的测量；
S105、分别在其它待测频率点，重复步骤S102-S104，直至完成所有频率点测量；
S106、改变测试面，重复步骤S102-S105的测量；
S107、根据测得的幅度值，结合幅度均匀性公式计算得到幅度均匀性；
步骤，S107中幅度均匀性公式为：
U＝Amax-Amin
式中，Amax为特定频率点特定极化下测试数据中的幅度最大值，Amin为特定频率点特定极化下测试数据中的幅度最小值。
进一步的，场地均匀性要求包括：沿静区水平轴线方向移动被测天线时接收信号起伏不超过±2dB；沿静区垂直于地面的同一平面上下、左右移动被测天线时接收信号起伏不超过±0.3dB。
进一步的，步骤S1中参考天线接收电平测量过程包括以下步骤：
S201、在转台中心处以水平极化固定参考天线，其长度取决于测试频率，发射天线也应为水平极化，并将参考天线正对发射天线，测量过程中应保证传输中的动态范围，以便使用网络分析仪观察接收电平；
S202、从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi进行测试，记录接收电平Vref_H(fi)；
S203、调整发射天线和参考天线的极化为垂直极化，并将参考天线正对发射天线；
S204、从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi进行测试，记录接收电平Vref_V(fi)；
其中，fi为频点，Vref_H(fi)为参考天线接收电平，Vref_V(fi)为FM天线系统接收电平。
进一步的，步骤S2中FM天线系统接收电平测量过程包括以下步骤：
S301、调整发射天线的极化为水平极化；
S302、从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi下进行测试，记录接收电平
Figure BDA0003085666070000041
S303、从0°开始测量，记录此角度下车载FM天线的接收电平
Figure BDA0003085666070000042
以5°为间隔进行测量，直到360°停止，所测得数据标记为
Figure BDA0003085666070000043
Figure BDA0003085666070000044
S304、调整发射天线的极化为垂直极化，并按照步骤S301-S303进行测试并记录
Figure BDA0003085666070000045
其中，Vant_H代表天线水平极化接收电平，fi为当前测试频点，
Figure BDA0003085666070000046
为当前测量方位角，
Figure BDA0003085666070000047
表明当前测试频点下水平一周的各个测量方位角，Vant_V代表天线垂直极化接收电平，
Figure BDA0003085666070000048
表明当前测试频点下水平一周的各个测量方位角。
进一步的，带内平均增益评价过程包括如下步骤：
S401、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统在频点fi、测量方位角
Figure BDA0003085666070000049
的水平极化增益
Figure BDA00030856660700000410
Figure BDA00030856660700000411
其中，
Figure BDA00030856660700000412
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700000413
水平极化的增益，
Figure BDA00030856660700000414
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700000415
水平极化的接收电平，Vref_H(fi)为FM参考天线在频点fi水平极化的接收电平，Gref(fi)为FM参考天线在频点fi水平极化的增益；
S402、通以下公式计算得到车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700000416
的垂直极化增益
Figure BDA00030856660700000417
Figure BDA0003085666070000051
其中，
Figure BDA0003085666070000052
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA0003085666070000053
垂直极化的增益，
Figure BDA0003085666070000054
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA0003085666070000055
垂直极化的接收电平，Vref_V(fi)为FM参考天线在频点fi垂直极化的接收电平，Gref(fi)为FM参考天线在频点fi垂直极化的增益；
S403、通过以下公式计算得到车载FM天线在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)；
Figure BDA0003085666070000056
其中，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益，
Figure BDA0003085666070000057
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA0003085666070000058
的水平极化增益
Figure BDA0003085666070000059
S404、通过以下公式计算得到车载FM天线在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)；
Figure BDA00030856660700000510
其中，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益，
Figure BDA00030856660700000511
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700000512
的垂直极化增益
Figure BDA00030856660700000513
S405、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统的水平极化增益Gant_H；
Figure BDA00030856660700000514
其中，Gant_H为车辆FM天线系统的水平极化增益，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)；
S406、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统的垂直极化增益Gant_H；
Figure BDA00030856660700000515
其中，Gant_V为车辆FM天线系统的垂直极化增益，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)；
S407、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统在频点fi的增益Gant(fi)；
Figure BDA0003085666070000061
其中，Gant(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的增益，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)；
S408、通过以下公式计算得到车载FM天线增益Gant；
Figure BDA0003085666070000062
其中，Gant_H为车辆FM天线系统的水平极化增益，Gant_V：车辆FM天线系统的垂直极化增益。
进一步的，天线增益的频率响利用如下公式计算得到天线增益：
Gant-频率响应＝max{Gant(fi)}-min{Gant(fi)}；
其中，Gant(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的增益。
相对于现有技术，本发明所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法具有以下有益效果：
(1)本发明所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，一种整车级FM天线接收性能测试方法，通过天线增益、天线增益的频率响应等指标进行定量评价。
(2)本发明所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，相比于定性评价方法，本发明所述的测试方法便于车企对FM天线接收性能进行横向比较。
(3)本发明所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，带内平均增益评价通过公式计算得到车辆FM天线系统在工作频带内的平均增益，从而评价车辆接收FM广播信号的能力。
(4)本发明所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，天线增益的频率响应通过不同频点的最大值减最小值得出，可评价车辆FM天线系统接收不同频点信号的能力差异。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的测试区域行程线示意图；
图2为本发明实施例所述的测试设备连接示意图；
图3为本发明实施例所述的FM频段参考天线测试布置示意图；
图4为本发明实施例所述的车辆FM天线系统测试布置示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图4所示，一种整车级FM天线接收性能测试方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、测量参考天线接收电平；
S2、测量整车上的FM天线系统接收电平；
S3、根据参考天线接收电平、FM天线系统接收电平进行FM天线系统的增益性能评价、以及绘制出相应的天线方向图；
FM天线系统的增益性能评价包括带内平均增益评价、天线增益的频率响应，判断带内平均增益值应大于-8.6dB，天线增益的频率响应值的频率响应值应小于8dB则合格；
带内平均增益评价通过公式计算得到车辆FM天线系统在工作频带内的平均增益；
天线增益的频率响应通过不同频点的最大值减最小值得到。
FM天线接收性能测试前先场地均匀性验证，根据场地要求对场地均匀进行验证，是否符合场地均匀性要求，符合场地均匀性要求则进行FM天线接收性能测试；
验证方法包括以下步骤：
S101、将发射天线及接受天线于测试位置，连接好测试系统；
S102、设置信号源频率，输出功率调至合适大小使发射天线辐射信号，接收天线在正对发射天线方向，沿待测行程线移动，测得幅度值，并记录接收信号曲线；
S103、改变测试行程线在一个测试面内的不同位置进行测量，测得幅度值，并记录接收信号曲线；
S104、改变天线极化方式，重复步骤S101-S103的测量；
S105、分别在其它待测频率点，重复步骤S102-S104，直至完成所有频率点测量；
S106、改变测试面，重复步骤S102-S105的测量；
S107、根据测得的幅度值，结合幅度均匀性公式计算得到幅度均匀性；
步骤，S107中幅度均匀性公式为：
U＝Amax-Amin
式中，Amax为特定频率点特定极化下测试数据中的幅度最大值，Amin为特定频率点特定极化下测试数据中的幅度最小值。
场地均匀性要求包括：沿静区水平轴线方向移动被测天线时接收信号起伏不超过±2dB；沿静区垂直于地面的同一平面上下、左右移动被测天线时接收信号起伏不超过±0.3dB。
步骤S1中参考天线接收电平测量过程包括以下步骤：
S201、在转台中心处以水平极化固定参考天线，其长度取决于测试频率，发射天线也应为水平极化，并将参考天线正对发射天线，测量过程中应保证传输中的动态范围，以便使用网络分析仪观察接收电平；
S202、从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi进行测试，记录接收电平Vref_H(fi)；
S203、调整发射天线和参考天线的极化为垂直极化，并将参考天线正对发射天线；
S204、从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi进行测试，记录接收电平Vref_V(fi)；
其中，fi为频点，Vref_H(fi)为参考天线接收电平，Vref_V(fi)为FM天线系统接收电平。
步骤S2中FM天线系统接收电平测量过程包括以下步骤：S301、调整
发射天线的极化为水平极化；
S302、从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi下进行测试，记录接收电平
Figure BDA0003085666070000101
S303、从0°开始测量，记录此角度下车载FM天线的接收电平
Figure BDA0003085666070000102
以5°为间隔进行测量，直到360°停止，所测得数据标记为
Figure BDA0003085666070000103
Figure BDA0003085666070000104
S304、调整发射天线的极化为垂直极化，并按照步骤S301-S303进行测试并记录
Figure BDA0003085666070000105
其中，Vant_H代表天线水平极化接收电平，fi为当前测试频点，
Figure BDA0003085666070000106
为当前测量方位角，
Figure BDA0003085666070000107
表明当前测试频点下水平一周的各个测量方位角，Vant_V代表天线垂直极化接收电平，
Figure BDA0003085666070000108
表明当前测试频点下水平一周的各个测量方位角。
带内平均增益评价过程包括如下步骤：
S401、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统在频点fi、测量方位角
Figure BDA0003085666070000109
的水平极化增益
Figure BDA00030856660700001010
Figure BDA00030856660700001011
其中，
Figure BDA0003085666070000111
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA0003085666070000112
水平极化的增益，
Figure BDA0003085666070000113
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA0003085666070000114
水平极化的接收电平，Vref_H(fi)为FM参考天线在频点fi水平极化的接收电平，Gref(fi)为FM参考天线在频点fi水平极化的增益；
S402、通以下公式计算得到车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA0003085666070000115
的垂直极化增益
Figure BDA0003085666070000116
Figure BDA0003085666070000117
其中，
Figure BDA0003085666070000118
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA0003085666070000119
垂直极化的增益，
Figure BDA00030856660700001110
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700001111
垂直极化的接收电平，Vref_V(fi)为FM参考天线在频点fi垂直极化的接收电平，Gref(fi)为FM参考天线在频点fi垂直极化的增益；
S403、通过以下公式计算得到车载FM天线在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)；
Figure BDA00030856660700001112
其中，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益，
Figure BDA00030856660700001113
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700001114
的水平极化增益
Figure BDA00030856660700001115
S404、通过以下公式计算得到车载FM天线在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)；
Figure BDA00030856660700001116
其中，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益，
Figure BDA00030856660700001117
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700001118
的垂直极化增益
Figure BDA00030856660700001119
S405、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统的水平极化增益Gant_H；
Figure BDA00030856660700001120
其中，Gant_H为车辆FM天线系统的水平极化增益，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)；
S406、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统的垂直极化增益Gant_H；
Figure BDA0003085666070000121
其中，Gant_V为车辆FM天线系统的垂直极化增益，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)；
S407、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统在频点fi的增益Gant(fi)；
Figure BDA0003085666070000122
其中，Gant(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的增益，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)；
S408、通过以下公式计算得到车载FM天线增益Gant；
Figure BDA0003085666070000123
其中，Gant_H为车辆FM天线系统的水平极化增益，Gant_V：车辆FM天线系统的垂直极化增益。
天线增益的频率响利用如下公式计算得到天线增益的频率响值：
Gant-频率响应＝max{Gant(fi)}-min{Gant(fi)}；
其中，Gant(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的增益。
最佳实施方式：
一、场地要求与校验方法
由于行业内整车级收音机天线测试一般采用直接远场测试，对于普通乘用车而言，远场距离约为35米，如建设暗室占地较大，投资过高。行业内一般采用室外开阔场方法测试汽车收音机天线。因此，标准中一般对室外开阔场的环境噪声及接地有一定要求，其中场地信号场强可使用频谱分析仪直接测试，场地动态范围可通过加大发射端功率实现，而场均匀性需通过较复杂的试验操作实现。下文先介绍场地要求，后描述了室外开阔场场均匀性的校验方法。
(1)场地要求
表1详细列出了整车级FM天线测试场地的环境要求。
表1整车级FM天线测试场地环境要求
Figure BDA0003085666070000131
(2)场地均匀性验证方法
远场静区幅度均匀性是指发射天线保持不动，接收天线在静区内沿指定行程线移动时，接收信号幅度变化情况。
在进行幅度均匀性测试时，接收天线沿图1所示的区域内行程线进行横向运动，采集区域内各个位置的幅度数据，经过数据筛选及处理后得到静区内一个圆形平面的幅度均匀性测量结果。通过对静区内多个平面进行测量，得到整个静区的幅度均匀性测试结果。
幅度均匀性的测试间隔按表2中的要求。
表2行程线的选取
间隔类别 测试间隔
测试面 0.5m
测试面内行程线 0.2m
测试步骤如下：
a1)连接好测试系统，按图2置发射天线及接收天线于测试位置Ⅰ；
b1)设置信号源频率，输出功率调至合适大小使发射天线辐射信号，接收天线在正对发射天线方向，沿待测行程线移动，并记录接收信号曲线；
c1)改变测试行程线在一个测试面内的不同位置进行测量；
d1)改变天线极化方式，重复以上步骤a1)～c1)的测量；
e1)分别在其它待测频率点，重复步骤b1)～d1)，直至完成所有频率点测量；
f1)改变测试面，重复上述步骤b1)～e1)的测量
幅度均匀性应按下公式(1)计算：
U＝Amax-Amin (1)
式中，Amax为特定频率点特定极化下测试数据中的幅度最大值，Amin为特定频率点特定极化下测试数据中的幅度最小值。
二、整车级FM天线接收性能测试方法
M天线测试在室外开阔场利用相应频率范围的发射天线打出的信号进行测试，测试过程中首先利用参考天线测试接收电平，再测试整车上的FM天线系统接收电平。
(1)参考天线接收电平测试
参考天线应是已知其天线系数的半波长偶极天线。高度由被测车辆的天线系统高度确定，参考天线中心距地高度范围在1.0m到2.5m间。
测试步骤如下：
a2)在转台中心处以水平极化固定参考天线，其长度取决于测试频率，发射天线也应为水平极化，并将参考天线正对发射天线，如图3所示。测量过程中应保证传输中的动态范围，以便使用网络分析仪观察接收电平。
b2)从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi进行测试，记录接收电平Vref_H(fi)。
c2)调整发射天线和参考天线的极化为垂直极化，并将参考天线正对发射天线。
d2)从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi进行测试，记录接收电平Vref_V(fi)
如果在天线的输出端或测试线缆的中间插入一个衰减器，测试结果应补偿其衰减系数。
(2)车辆被测天线系统接收电平测试
将车辆布置于转台上，使车辆中心与转台中心重合，车头指向φ＝0°方向即车头正对发射天线。将车辆FM天线系统通过放大器(测量时，放大器处于运行状态)连接至网络分析仪进行有源测试。车辆FM天线系统测量布置示意图如图4所示。
具体测试步骤为：
a3)调整发射天线的极化为水平极化；
b3)从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi下进行测试，记录接收电平
Figure BDA0003085666070000151
其中，Vant_H代表天线水平极化接收电平，
Figure BDA0003085666070000152
表明当前测试频点和当前测量方位角。
C3)从0°开始测量，记录此角度下车载FM天线的接收电平
Figure BDA0003085666070000161
以5°为间隔进行测量，直到360°停止，所测得数据标记为
Figure BDA0003085666070000162
Figure BDA0003085666070000163
其中，Vant_H代表天线水平极化接收电平，
Figure BDA0003085666070000164
表明当前测试频点下水平一周的各个测量方位角。
D3)调整发射天线的极化为垂直极化，并按照步骤b)至c)进行测试并记录
Figure BDA0003085666070000165
其中，Vant_V代表天线垂直极化接收电平，
Figure BDA0003085666070000166
表明当前测试频点下水平一周的各个测量方位角。
三、整车级收音机天线测试评价指标
车辆FM天线系统评价指标为带内平均增益和天线增益的频率响应，同时通过不同频点、不同角度和不同极化下的天线增益，可绘制出相应的天线方向图，便于直观查看天线增益性能。
(1)带内平均增益
车辆FM天线系统的带内平均增益计算步骤如下：
a4)通过式2计算得到车辆FM天线系统在频点fi、测量方位角
Figure BDA0003085666070000167
的水平极化增益
Figure BDA0003085666070000168
Figure BDA0003085666070000169
其中，
Figure BDA00030856660700001610
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700001611
水平极化的增益，
Figure BDA00030856660700001612
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700001613
水平极化的接收电平，Vref_H(fi)为FM参考天线在频点fi水平极化的接收电平，Gref(fi)为FM参考天线在频点fi水平极化的增益。
b4)通过式3计算得到车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA0003085666070000171
的垂直极化增益
Figure BDA0003085666070000172
Figure BDA0003085666070000173
其中，
Figure BDA0003085666070000174
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA0003085666070000175
垂直极化的增益，
Figure BDA0003085666070000176
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA0003085666070000177
垂直极化的接收电平，Vref_V(fi)为FM参考天线在频点fi垂直极化的接收电平，Gref(fi)为FM参考天线在频点fi垂直极化的增益。
c4)通过式4计算得到车载FM天线在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)。
Figure BDA0003085666070000178
其中，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益，
Figure BDA0003085666070000179
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700001710
的水平极化增益
Figure BDA00030856660700001711
d4)通过式5计算得到车载FM天线在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)。
Figure BDA00030856660700001712
其中，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益，
Figure BDA00030856660700001713
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure BDA00030856660700001714
的垂直极化增益
Figure BDA00030856660700001715
e4)通过式6计算得到车辆FM天线系统的水平极化增益Gant_H。
Figure BDA00030856660700001716
其中，Gant_H为车辆FM天线系统的水平极化增益，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)。
f4)通过式7计算得到车辆FM天线系统的垂直极化增益Gant_H。
Figure BDA00030856660700001717
其中，Gant_V为车辆FM天线系统的垂直极化增益，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)。
g4)通过式8计算得到车辆FM天线系统在频点fi的增益Gant(fi)。
Figure BDA0003085666070000181
其中，Gant(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的增益，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)。
h4)通过式9计算得到车载FM天线增益Gant。
Figure BDA0003085666070000182
其中，Gant_H为车辆FM天线系统的水平极化增益，Gant_V：车辆FM天线系统的垂直极化增益。
通过上述a4)、b4)计算出不同频点、不同角度、不同极化下的天线增益，并绘制极坐标图，最终得到该车载FM天线的方向图。
其中绘制极坐标图采用Excel画雷达图，或者使用专门的天线测试软件直接根据测试数据生成方向图。
按上述试验流程及计算方法得出的FM天线系统的带内平均增益应不小于-8.6dB。
(2)天线增益的频率响应
车载FM天线系统的增益频率响应可用式10计算。
Gant-频率响应＝max{Gant(fi)}-min{Gant(fi)} (10)
其中，Gant(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的增益。
按上述试验流程及计算方法得出的FM天线系统的增益频率响应应不大于8dB。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种整车级FM天线接收性能测试方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、测量参考天线接收电平；
S2、测量整车上的FM天线系统接收电平；
S3、根据参考天线接收电平、FM天线系统接收电平进行FM天线系统的增益性能评价、以及绘制出相应的天线方向图；
FM天线系统的增益性能评价包括带内平均增益评价、天线增益的频率响应，判断带内平均增益值应大于-8.6dB，天线增益的频率响应值的频率响应值应小于8dB则合格；
带内平均增益评价通过公式计算得到车辆FM天线系统在工作频带内的平均增益；
天线增益的频率响应通过不同频点的最大值减最小值得到。
2.根据权利要求1所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，其特征在于，FM天线接收性能测试前先场地均匀性验证，根据场地要求对场地均匀进行验证，是否符合场地均匀性要求，符合场地均匀性要求则进行FM天线接收性能测试；
验证方法包括以下步骤：
S101、将发射天线及接受天线于测试位置，连接好测试系统；
S102、设置信号源频率，输出功率调至合适大小使发射天线辐射信号，接收天线在正对发射天线方向，沿待测行程线移动，测得幅度值，并记录接收信号曲线；
S103、改变测试行程线在一个测试面内的不同位置进行测量，测得幅度值，并记录接收信号曲线；
S104、改变天线极化方式，重复步骤S101-S103的测量；
S105、分别在其它待测频率点，重复步骤S102-S104，直至完成所有频率点测量；
S106、改变测试面，重复步骤S102-S105的测量；
S107、根据测得的幅度值，结合幅度均匀性公式计算得到幅度均匀性；
步骤，S107中幅度均匀性公式为：
U＝Amax-Amin
式中，Amax为特定频率点特定极化下测试数据中的幅度最大值，Amin为特定频率点特定极化下测试数据中的幅度最小值。
3.根据权利要求2所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，其特征在于，场地均匀性要求包括：沿静区水平轴线方向移动被测天线时接收信号起伏不超过±2dB；沿静区垂直于地面的同一平面上下、左右移动被测天线时接收信号起伏不超过±0.3dB。
4.根据权利要求1所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，其特征在于，步骤S1中参考天线接收电平测量过程包括以下步骤：
S201、在转台中心处以水平极化固定参考天线，其长度取决于测试频率，发射天线也应为水平极化，并将参考天线正对发射天线，测量过程中应保证传输中的动态范围，以便使用网络分析仪观察接收电平；
S202、从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi进行测试，记录接收电平Vref_H(fi)；
S203、调整发射天线和参考天线的极化为垂直极化，并将参考天线正对发射天线；
S204、从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi进行测试，记录接收电平Vref_V(fi)；
其中，fi为频点，Vref_H(fi)为参考天线接收电平，Vref_V(fi)为FM天线系统接收电平。
5.根据权利要求1所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，其特征在于，步骤S2中FM天线系统接收电平测量过程包括以下步骤：
S301、调整发射天线的极化为水平极化；
S302、从88MHz开始，直至108MHz截止，按照1MHz步进，对不同频点fi下进行测试，记录接收电平
Figure FDA0003085666060000031
S303、从0°开始测量，记录此角度下车载FM天线的接收电平
Figure FDA0003085666060000032
以5°为间隔进行测量，直到360°停止，所测得数据标记为
Figure FDA0003085666060000033
Figure FDA0003085666060000034
S304、调整发射天线的极化为垂直极化，并按照步骤S301-S303进行测试并记录
Figure FDA0003085666060000035
其中，Vant_H代表天线水平极化接收电平，fi为当前测试频点，
Figure FDA0003085666060000036
为当前测量方位角，
Figure FDA0003085666060000037
表明当前测试频点下水平一周的各个测量方位角，Vant_V代表天线垂直极化接收电平，
Figure FDA0003085666060000038
表明当前测试频点下水平一周的各个测量方位角。
6.根据权利要求1所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，其特征在于，带内平均增益评价过程包括如下步骤：
S401、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统在频点fi、测量方位角
Figure FDA0003085666060000039
的水平极化增益
Figure FDA00030856660600000310
Figure FDA00030856660600000311
其中，
Figure FDA00030856660600000312
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure FDA00030856660600000313
水平极化的增益，
Figure FDA00030856660600000314
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure FDA00030856660600000315
水平极化的接收电平，Vref_H(fi)为FM参考天线在频点fi水平极化的接收电平，Gref(fi)为FM参考天线在频点fi水平极化的增益；
S402、通以下公式计算得到车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure FDA00030856660600000414
的垂直极化增益
Figure FDA0003085666060000041
Figure FDA0003085666060000042
其中，
Figure FDA0003085666060000043
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure FDA0003085666060000044
垂直极化的增益，
Figure FDA0003085666060000045
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure FDA00030856660600000415
垂直极化的接收电平，Vref_V(fi)为FM参考天线在频点fi垂直极化的接收电平，Gref(fi)为FM参考天线在频点fi垂直极化的增益；
S403、通过以下公式计算得到车载FM天线在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)；
Figure FDA0003085666060000046
其中，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益，
Figure FDA0003085666060000047
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure FDA00030856660600000416
的水平极化增益
Figure FDA0003085666060000048
S404、通过以下公式计算得到车载FM天线在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)；
Figure FDA0003085666060000049
其中，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益，
Figure FDA00030856660600000410
为车辆FM天线系统在频点fi、角度
Figure FDA00030856660600000411
的垂直极化增益
Figure FDA00030856660600000412
S405、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统的水平极化增益Gant_H；
Figure FDA00030856660600000413
其中，Gant_H为车辆FM天线系统的水平极化增益，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)；
S406、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统的垂直极化增益Gant_H；
Figure FDA0003085666060000051
其中，Gant_V为车辆FM天线系统的垂直极化增益，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)；
S407、通过以下公式计算得到车辆FM天线系统在频点fi的增益Gant(fi)；
Figure FDA0003085666060000052
其中，Gant(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的增益，Gant_H(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的水平极化增益Gant_H(fi)，Gant_V(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的垂直极化增益Gant_V(fi)；
S408、通过以下公式计算得到车载FM天线增益Gant；
Figure FDA0003085666060000053
其中，Gant_H为车辆FM天线系统的水平极化增益，Gant_V：车辆FM天线系统的垂直极化增益。
7.根据权利要求1所述的一种整车级FM天线接收性能测试方法，其特征在于，天线增益的频率响利用如下公式计算得到天线增益的频率响值：
Gant-频率响应＝max{Gant(fi)}-min{Gant(fi)}；
其中，Gant(fi)为车辆FM天线系统在频点fi的增益。
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