CN114389718B - 基于5g实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统及方法，所述测试系统通过在暗室外增设5G微基站，并将其PRU直接引入暗室内的一屏蔽箱，或将其PRU的信号在一室外屏蔽箱中完成与高频天线转接后，再引入暗室内的屏蔽箱，并让5G待测样品的5G信号通信在暗室内的屏蔽箱中进行，以及增设声音传输系统，从而解决了5G信号暗室覆盖问题，测试过程中声音信号传输问题，并进一步解决了多无线通信天线共存的测试问题。

Description

基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统及 方法

技术领域

本发明属于电磁发射测试技术领域，具体涉及基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统及方法。

背景技术

5G技术的发展及在汽车领域的应用，高频的无线射频信号及大带宽的数据传输，给车载电子电器设备带来很大的电磁干扰的风险。为了更好测试车载5G产品潜在的电磁发射，一般采用综测仪模拟实网，与5G被测样品进行连接，5G被测样品插入的为测试白卡，无法像在实网环境一样上网、上传数据等，不能完全模拟5G被测样品的真实连接。

标准GB/T 18655-2018里，关于样品的运行条件，有如下介绍：被测件不同的运行条件会影响发射测量结果。可见，采用综测仪模拟实网的方式，无法获得样品的真实电磁辐射发射测试结果。另外，标准还陈述，被测件运行应参考车辆实际情况，确定典型负载和其他条件，以便得到最大发射状态。但现有测试方法中，样品实际并未达到最大发射状态。

在现有测试方法中，不采用实网信号，主要有如下原因：

目前为止，5G信号覆盖并不广泛，而且5G信号的空间衰减比较大，部分实验室附近没有5G信号覆盖或接收到的5G信号非常微弱，不足以支持测试。另外，即使实验室附近5G信号足够强，5G被测样品位于暗室内，室外的5G信号也无法传输至暗室内。

发明内容

本发明的发明目的是，提供一种基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统及方法。

本发明测试系统方案如下：一种基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统，包括5G信号源、供电系统、负载及监控系统、EMI信号采集系统，所述负载用于与5G被测样品相连，所述监控系统和供电系统分别与所述负载相连，以便通过所述负载与测试中的所述5G被测样品相连，所述EMI信号采集系统用于采集测试过程中暗室内的电磁辐射发射信号，所述负载包括麦克风、音响和接口电路等，其特征在于，所述测试系统还包括暗室屏蔽箱、声音传输系统；

所述暗室屏蔽箱位于所述暗室内，所述5G信号源采用5G实网信号，包括布置在测试场地附近的5G微基站：

所述5G微基站的PRU(即分组无线单元)通过线路引入所述暗室并伸入所述暗室屏蔽箱内；

或所述5G微基站通过转接系统将其信号引入所述暗室屏蔽箱，所述转接系统包括转接线和分接于所述转接线两端的高频天线一、二，所述高频天线一与所述5G微基站的PRU同设置在一位于所述暗室外的屏蔽箱中，称该屏蔽箱为室外屏蔽箱，所述高频天线二伸入所述暗室内的所述暗室屏蔽箱中；

所述声音传输系统包括塑料软管一、二，所述塑料软管一、二的其中一端均伸入所述暗室内，并一靠近所述负载的音响，另一靠近所述负载的麦克风。

测试时，将5G被测样品置于暗室，并将其5G天线伸入所述暗室屏蔽箱，从而与所述5G微基站的PRU或通过所述转接系统与所述5G微基站的PRU交互信息。

本发明在测试场地外搭建5G微基站，并让其PRU伸入暗室内或通过转接系统将其信号引入暗室内，解决了5G信号覆盖范围不广泛，且空间衰减比较大，导致实验室附近没有5G信号或信号非常微弱，不足以支持测试，和暗室对信号的屏蔽作用，5G信号无法传入暗室，导致5G被测样品不能得到实际的网络信号，无法模拟5G被测样品的真实工作状态的问题。另外，本发明还通过特别设置声音传输系统，解决了测试过程中声音传输的问题，确保样品的语音信号的真实采集与传输，使样品的测试过程能更加贴合实际应用场景。还需要说明的是，本发明通过将5G微基站的PRU直接引入暗室，或将5G微基站的PRU封闭在屏蔽箱内，再通过转接系统引入暗室，避免信号受外界不明信号干扰，使整个测试系统无需针对性的增设一些信号处理电路等，简化了系统的电路结构。最后，本发明将5G微基站的信号引入暗室后，在暗室屏蔽箱中与样品进行信号交互，避免传输的5G信号对EMI信号采集系统的干扰，同时避免测试系统底噪测试不过关的情况。

所述测试系统还包括其他无线通信源，该无线通信信号源通信频段区别于所述5G信号，该无线通信源的天线通过线路引入所述暗室并伸入所述暗室屏蔽箱，或该无线通信源的信号通过另一转接系统引入所述暗室屏蔽箱。

测试时，将5G被测样品的5G天线和相应的其他无线通信天线置于所述暗室屏蔽箱，可模拟样品实际通信时，可能存在的多无线通信天线相互干扰情况。在这种多无线通信测试场景下，暗室屏蔽箱的作用尤显重要，如所述无线通信源为GNSS信号源，可以解决在GNSS信号无线传输过程中，由于GNSS信号泄露导致的EMI测试超标问题。

所述测试系统还包括衰减器，其连接在所述转接系统上，位于所述暗室外，以便通过调节所述衰减器，使所述5G被测样品达到最大发射状态，完全匹配标准要求。

所述室外屏蔽箱内设置有来自两个以上的暗室的转接系统的高频天线，以实现5G微基站的多暗室共用。

本发明测试方法实现方案如下：一种基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试方法，其特征在于，其通过所述测试系统进行测试，其包括如下步骤：

将5G被测样品布置在所述暗室内，并将其5G天线放入所述暗室屏蔽箱中，然后：

1)5G被测样品不上电，进行暗室内的背景噪声扫描，合格则继续；

2)5G被测样品上电，设置5G被测样品进入语音通话状态，通过所述声音传输系统与5G被测样品通话，设置所述EMI信号采集系统进行5G被测样品语音通话状态下的辐射发射测试；

4)设置5G被测样品进入数据传输状态，并通过5G网络进行数据传输，设置所述EMI信号采集系统进行5G被测样品数据传输状态下的辐射发射测试。

所述测试方法还进一步包括如下步骤：

在5G被测样品处于所述语音通话状态和数据传输状态时，均先通过调节所述衰减器，并通过所述供电系统观察输出电流的变化，在输出电流达到最大值后，设置所述EMI信号采集系统进行辐射发射测试。

有益效果：

相比于现有技术本发明解决了如下技术问题：

1、5G信号暗室覆盖的问题

本发明在测试场地外搭建5G微基站，并让其PRU伸入暗室内或通过转接系统将其信号引入暗室内，解决了5G信号覆盖范围不广泛，且空间衰减比较大，导致实验室附近没有5G信号或信号非常微弱，不足以支持测试，和暗室对信号的屏蔽作用，5G信号无法传入暗室，不能得到实际的网络信号，无法模拟5G被测样品的真实工作状态的问题。

2、声音信号传输的问题

本发明通过设置声音传输系统，解决了测试过程中声音传输的问题，确保样品的语音信号的真实采集与传输，使样品的测试过程能更加贴合实际应用场景。

3、多无线通信天线共存的测试问题

本发明将多无线通信信号引入暗室屏蔽箱，并让样品的无线通信天线在所述暗室屏蔽箱内完成交互，模拟多无线通信天线共存的同时，避免了在采集到如GNSS频段上的EMI超标，无法判断究竟样品造成的，还是由于同时存在GNSS信号传输。

另外，本发明还存在如下特点：

4、本发明通过将5G微基站的PRU直接引入暗室，或将5G微基站的PRU封闭在屏蔽箱内，再通过转接系统引入暗室，避免信号受外界不明信号干扰，使整个测试系统无需针对性的增设一些信号处理电路等，简化了系统的电路结构。

5、本发明将5G微基站的信号引入暗室后，在暗室屏蔽箱中与样品进行信号交互，避免传输的5G信号对EMI信号采集系统的干扰，同时避免测试系统底噪测试不过关的情况。

6、如图1所示，各暗室将与自身配套的转接系统位于暗室外的高频天线如图1所示暗室一样，一并封入图1中的室外屏蔽箱62，即可方便的实现多暗室共用。

附图说明

图1为本发明实施例1的测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2的测试系统的结构示意图；

图3为本发明实施例3的测试系统的结构示意图；

图4为本发明实施例4的测试系统的结构示意图。

附图标记说明：

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本实施例提供的一种基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统如图1所示。直流稳压电源1、蓄电池2、人工电源网络3组成了本实施例中的供电系统，其与5G被测样品的模拟负载相连。该负载通常包括音响、麦克风、接口电路等，接口电路通常包括，如样品的电源接口，通信接口等。负载的LIN或CAN或CANFD或以太网等总线通过光纤转换器由光纤13引入暗室外，与监控设备14相连。15为塑料软管，本实施例共包括了两根塑料软管，分别为塑料软管一、二。塑料软管一、二的其中一端均伸入暗室内，并分别靠近负载5的音响和麦克风，塑料软管一、二的另一端位于暗室外，并且塑料软管二的该端与声源17相近。塑料软管一、二构成了本实施例的声音传输系统。EMI接收机12、辐射发射测试用接收天线9、射频线缆10共同构成了本实施例的EMI信号采集系统。5G被测样品4通过与负载5相连，获取工作电压和进行信息交互，其5G天线7伸入暗室内的金属屏蔽箱61中。20为5G微基站的主设备，19为其PRU，微基站的PRU被密封在位于暗室外的金属屏蔽箱62中，其5G信号通过转接系统引入暗室内的金属屏蔽箱61。转接系统包括射频线缆10和分连于其两端的两高频天线81。

图1中的射频接口板11、波导管16均是本测试系统用于穿透暗室墙壁的辅件。射频接口板11，是设置在暗室墙壁上的用于转接的设有标准接头的金属板，暗室内、外的线缆分别通过与暗室墙壁内、外侧的标准射频接头相连，从而由室外引入室内。波导管16是埋在暗室墙壁内的一个金属管，内径一般是5CM左右，一些不带标准接头的线，一般通过波导管穿入、穿出暗室，再用金属棉塞住波导管内腔，防止信号泄露。18为测试桌，主要用于放置测试器件。

本实施例测试系统中的微基站，可多暗室共用，各暗室将与自身配套的转接系统位于暗室外的高频天线如图1所示暗室一样，一并封入图1中的室外屏蔽箱62即可。

微基站的建立，用于解决测试场地附近没有5G信号覆盖或信号太过微弱的问题。微基站需设置在测试场地附近，距离测试场地100米范围内为佳。

本实施例在测试场地外搭建5G微基站，并让其PRU伸入暗室内或通过转接系统将其信号引入暗室内，解决了5G信号覆盖范围不广泛，且空间衰减比较大，导致实验室附近没有5G信号或信号非常微弱，不足以支持测试，和暗室对信号的屏蔽作用，5G信号无法传入暗室，不能得到实际的网络信号，无法模拟5G被测样品的真实工作状态的问题。

本实施例通过将5G微基站的PRU封闭在屏蔽箱内，再通过转接系统引入暗室，避免信号受外界不明信号干扰，使整个测试系统无需针对性的增设一些信号处理电路如滤波、放大电路等，简化了系统的电路结构。

本实施例将5G微基站的信号引入暗室后，在暗室屏蔽箱中与样品进行信号交互，避免传输的5G信号对EMI信号采集系统的干扰，同时避免测试系统底噪测试不过关的情况。

本实施例通过设置声音传输系统，解决了测试过程中声音传输的问题，确保样品的语音信号的真实采集与传输，使样品的测试过程能更加贴合实际应用场景。

利用图1中的测试系统进行测试的方法如下：

步骤一：根据5G被测样品的通信制式，在电磁屏蔽暗室外部，布置相应制式的5G微基站，确保5G被测样品处于实际使用的通信制式的典型工作状态。

步骤二：将暗室外面的微基站的PRU的信号通过转接系统引入暗室内部的金属屏蔽箱。

步骤三：在暗室内布置5G被测样品，其5G天线放置在暗室内的金属屏蔽箱中。

步骤四：5G被测样品的LIN或CAN或CANFD或以太网通过光纤转换器、光纤连接到暗室外的控制室内。

步骤五：5G被测样品不上电，进行暗室内的背景噪声扫描，所有频段的背景噪声低于限值6dB，方可进行正式测试。

步骤六：5G被测样品上电，让5G通信正常工作，设置被测样品进行语音通话。调试LIN或CAN或CANFD或以太网总线使其能正常通信，通过负载及监控设备及暗室内的监控摄像头进行样品工作状态监控。

步骤七：布置语音通话塑料软管，软管一的一端伸入暗室内，并靠近样品的麦克风，另一端接暗室外的模拟声源或者测试人员的口部。软管二的一端伸入暗室内，并靠近样品的音响处，另一端置于暗室外测试人员的耳朵处。然后，设置5G被测样品进入语音通话状态。

步骤八：设置接收机进行5G被测样品的语音通话状态下的辐射发射测试。

步骤九：设置5G被测样品为数据传输状态，使数据信号通过5G网络进行传输。

步骤十：设置接收机进行5G被测样品的数据传输状态下的辐射发射测试。

实施例2

本实施例提供的一种基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统如图2所示，其大体结构与实施例1相同，区别在于：

其是一种多无线通信测试系统。21为5G被测样品4区别于5G天线7通信频段的其他无线通信天线，如GNSS天线。22为与天线21通信的无线通信源，其输入输出端口通过射频线缆10与高频天线82相连，高频天线82伸入暗室内并封闭在金属屏蔽箱61中。

利用实施例2中的多无线通信测试系统进行测试的方法如下：

步骤一：根据5G被测样品的通信制式，在电磁屏蔽暗室外部，布置相应制式的5G微基站，同时布置至少一个其他无线通信源，如GNSS信号放大器。

步骤二：将暗室外面的微基站的PRU的信号和其他无线通信源信号接入暗室内部的金属屏蔽箱。

步骤三：在暗室内布置5G被测样品，其5G天线和与所述其他无线通信源对应的其他无线通信天线放置在暗室内的金属屏蔽箱中。

步骤四：5G被测样品的LIN或CAN或CANFD或以太网通过光纤转换器、光纤连接到暗室外的控制室内。

步骤五：5G被测样品不上电，进行暗室内的背景噪声扫描，所有频段的背景噪声低于限值6dB，方可进行正式测试。

步骤六：5G被测样品上电，让5G通信正常工作，设置被测样品进行语音通话。让其他的无线通信正常工作，如样品的GNSS定位正常。调试LIN或CAN或CANFD或以太网总线使其能正常通信，通过负载及监控设备及暗室内的监控摄像头进行样品工作状态监控。

步骤七：布置语音通话塑料软管，软管一的一端伸入暗室内，并靠近样品的麦克风，另一端接暗室外的模拟声源或者测试人员的口部。软管二的一端伸入暗室内，并靠近样品的音响处，另一端置于暗室外测试人员的耳朵处。然后，设置5G被测样品进入语音通话状态。

步骤八：设置接收机进行5G被测样品的语音通话状态下的辐射发射测试。

步骤九：设置5G被测样品为数据传输状态，使数据信号通过5G网络进行传输。

步骤十：设置接收机进行5G被测样品的数据传输状态下的辐射发射测试。

在一些实施例中，图2中的其他无线通信源22也可以采用图2中5G微基站所采用的方式，将信号通过转接系统引入金属屏蔽箱61中。

在另外的一些实施例中，可在图2中箭头所指的射频线缆10上增设衰减器，衰减器最好设置在暗室外，以便在测试过程中，调节衰减器，使样品工作在最大发射状态。

如测试时，在5G被测样品处于语音通话状态和数据传输状态时，均先通过调节所述衰减器，并通过所述供电系统观察输出电流的变化，在输出电流达到最大值后，设置所述EMI信号采集系统进行辐射发射测试。

图2中这种多无线通信测试系统，可模拟样品实际通信时，可能存在的多无线通信天线相互干扰情况。在这种无线通信系统中，将多种无线通信天线均封闭在金属屏蔽箱61内，显得更为重要，如所述无线通信源为GNSS信号源，所述暗室屏蔽箱可解决在GNSS信号无线传输过程中，由于GNSS信号泄露导致的EMI测试超标问题。

实施例3

本实施例提供的一种基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统如图3所示，该实施例与实施例1的差别仅在于：

5G微基站的PRU直接通过传输线缆23引入暗室内的金属屏蔽箱61。利用该系统的测试方法参见实施例1。

实施例3采用了一种与实施例1不同的方式，其将5G微基站的PRU直接引入暗室，在进一步简化电路结构的同时，也同样能避免信号受外界不明信号干扰。

实施例4

本实施例提供的一种基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统如图4所示，该实施例与实施例2的差别在于：其5G微基站的PRU直接通过传输线缆23引入暗室内的金属屏蔽箱61。利用该系统的测试方法参见实施例2。

Claims (6)

1.一种基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试系统，包括5G信号源、供电系统、负载及监控系统、EMI信号采集系统，所述负载用于与5G被测样品相连，所述监控系统和供电系统分别与所述负载相连，以便通过所述负载与测试中的所述5G被测样品相连，所述EMI信号采集系统用于采集测试过程中暗室内的电磁辐射发射信号，所述负载包括麦克风、音响和接口电路，其特征在于，所述测试系统还包括暗室屏蔽箱、声音传输系统；

所述暗室屏蔽箱位于所述暗室内，所述5G信号源采用5G实网信号，包括布置在测试场地附近的5G微基站：

所述5G微基站的PRU通过线路引入所述暗室并伸入所述暗室屏蔽箱内；

或所述5G微基站通过转接系统将其信号引入所述暗室屏蔽箱，所述转接系统包括转接线和分接于所述转接线两端的高频天线一、二，所述高频天线一与所述5G微基站的PRU同设置在一位于所述暗室外的屏蔽箱中，称该屏蔽箱为室外屏蔽箱，所述高频天线二伸入所述暗室内的所述暗室屏蔽箱中；

所述声音传输系统包括塑料软管一、二，所述塑料软管一、二的其中一端均伸入所述暗室内，并一靠近所述负载的音响，另一靠近所述负载的麦克风。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括其他无线通信源，该无线通信信号源通信频段区别于所述5G信号，该无线通信源的天线通过线路引入所述暗室并伸入所述暗室屏蔽箱，或该无线通信源的信号通过另一转接系统引入所述暗室屏蔽箱。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括衰减器，其连接在所述转接系统上，位于所述暗室外。

4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述室外屏蔽箱内设置有来自两个以上的暗室的转接系统的高频天线。

5.一种基于5G实网信号的车载无线通信产品电磁发射测试方法，其特征在于，其通过权利要求1-4任一所述测试系统进行测试，其包括如下步骤：

将5G被测样品布置在所述暗室内，并将其5G天线放入所述暗室屏蔽箱中，然后：

1）5G被测样品不上电，进行暗室内的背景噪声扫描，合格则继续；

2）5G被测样品上电，设置5G被测样品进入语音通话状态，通过所述声音传输系统与5G被测样品通话，设置所述EMI信号采集系统进行5G被测样品语音通话状态下的辐射发射测试；

设置5G被测样品进入数据传输状态，并通过5G网络进行数据传输，设置所述EMI信号采集系统进行5G被测样品数据传输状态下的辐射发射测试。

6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，在5G被测样品处于所述语音通话状态和数据传输状态时，均先调节衰减器，并通过所述供电系统观察输出电流的变化，在输出电流达到最大值后，设置所述EMI信号采集系统进行辐射发射测试。