CN117411570A - 一种天线射频通路状态的检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线射频通路状态的检测方法及装置，该检测方法包括以下步骤：S1：获取当前射频通路在多个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，根据获取的多个信号的幅度和/或相位，得到当前射频通路的频率响应特征函数；S2：将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型进行比较，根据比较结果，确定当前射频通路的状态；其中，所述频率响应特征函数模型中至少包含：根据射频通路中发射和接收通路都正常的状态下在各个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，得到的频率响应特征标定函数。本发明能够在不增加测试设备和测试模块的前提下，方便地判断射频通路是否正常。
Description
技术领域
本发明涉及无线系统状态检测技术领域，尤其涉及一种天线射频通路状态的检测方法及装置。
背景技术
无线系统基站或终端产品在大规模生产、运行和故障维修过程中，经常需要检查包括收发天线在内整个收发射频通路的状态，以便判断系统是否正常，或者诊断系统出现了什么异常。目前通常的检查方法，一方面，需要额外的设备和电路用于天线射频通路检测；另一方面，现有的检查方法经常存在漏检或者难以判断射频通路状态的情况。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种天线射频通路状态的检测方法及装置，能够在不增加测试设备和测试模块的前提下，方便地判断射频通路是否正常。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明公开了一种天线射频通路状态的检测方法，包括以下步骤：
S1：获取当前射频通路在多个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，根据获取的多个信号的幅度和/或相位，得到当前射频通路的频率响应特征函数；
S2：将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型进行比较，根据比较结果，确定当前射频通路的状态；其中，所述频率响应特征函数模型中至少包含：根据射频通路中发射和接收通路都正常的状态下在各个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，得到的频率响应特征标定函数。
优选地，所述频率响应特征函数模型包括：根据射频通路的多个标定状态在各个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，对应得到的多个频率响应特征标定函数。
优选地，其中射频通路的多个标定状态包括：
a、发射和接收通路都正常；
b、发射和接收天线都没有连接，其他正常；
c、收发使用不同天线时，发射天线没有连接，其它正常；
d、收发使用不同天线时，接收天线没有连接，其它正常；
e、接收滤波器没有连接，其它正常；
f、发射滤波器没有连接，其它正常。
优选地，步骤S2具体包括：将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型中的多个频率响应特征标定函数进行比较，得到与当前射频通路的频率响应特征函数最接近的频率响应特征标定函数，确定当前射频通路的状态为该最接近的频率响应特征标定函数所对应的射频通路的标定状态。
优选地，步骤S2中将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型进行比较的方法采用以下至少一种方法：
A：计算当前射频通路的频率响应特征函数与各个频率响应特征标定函数的绝对差值；
B：计算当前射频通路的频率响应特征函数与各个频率响应特征标定函数的归一化相关值；
C：将当前射频通路的频率响应特征函数减去当前射频通路各个不同的预设频点的频率响应特征函数的平均值得到当前射频通路的第一特征函数，将各个频率响应特征标定函数减去对应标定状态的射频通路各个不同的预设频点的频率响应特征标定函数的平均值得到射频通路的各个标定状态的第一特征标定函数，计算所述第一特征函数与各个所述第一特征标定函数的归一化相关值。
优选地，其中采用方法A时，将与当前射频通路的频率响应特征函数绝对差值最小的频率响应特征标定函数所对应的射频通路的标定状态确定为当前射频通路的状态；
采用方法B时，将与当前射频通路的频率响应特征函数归一化相关值最大的频率响应特征标定函数所对应的射频通路的标定状态确定为当前射频通路的状态；
采用方法C时，将与当前射频通路的第一特征函数归一化相关值最大的第一特征标定函数所对应的射频通路的标定状态确定为当前射频通路的状态。
优选地，步骤S2具体包括：
计算当前射频通路的频率响应特征函数与射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的频率响应特征标定函数的绝对差值，如果绝对差值小于第一阈值，则当前射频通路的发射和接收通路都正常；或者，
计算当前射频通路的频率响应特征函数与射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的频率响应特征标定函数的归一化相关值，如果归一化相关值大于第二阈值，则当前射频的发射和接收通路都正常；或者，
将当前射频通路的频率响应特征函数减去当前射频通路各个不同的预设频点的频率响应特征函数的平均值得到当前射频通路的第一特征函数，将射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的频率响应特征标定函数减去射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的各个不同的预设频点的频率响应特征标定函数的平均值得到射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的第一特征标定函数，计算所述第一特征函数与所述第一特征标定函数的归一化相关值，如果归一化相关值大于第三阈值，则当前射频的发射和接收通路都正常。
优选地，频率响应特征函数包括C(k)、A(k)、P(k)中的至少一种，其中C(k)表示根据第k个预设频点上发射并接收的信号的实部和虚部得到的复数频率响应，A(k)表示第k个预设频点上发射并接收的信号的幅度，P(k)表示在第k个预设频点上发射并接收的信号的相位，k=1、2、……、K，K为预设频点的总数。
第二方面，本发明公开了一种天线射频通路状态的检测装置，包括：
获取模块，用于获取当前射频通路在多个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，并根据获取的多个信号的幅度和/或相位，得到当前射频通路的频率响应特征函数；
处理模块，用于将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型进行比较，并根据比较结果，确定当前射频通路的状态；其中，所述频率响应特征函数模型中至少包含：根据射频通路中发射和接收通路都正常的状态下在各个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，得到的频率响应特征标定函数。
第三方面，本发明公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为可被一处理器运行以执行第一方面所述的天线射频通路状态的检测方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明公开的天线射频通路状态的检测方法及装置，在不增加测试设备和测试模块的前提下，利用产品自身发射和接收环回自检，充分利用各个频点的幅度和/或相位响应特性，确定射频通路的状态，方便判断射频通路是否正常。
在进一步的方案中，频率响应特征函数模型中包含了多个标定状态的频率响应特征标定函数，从而能够在确定射频通路的状态时，不仅能够判断射频通路是否正常，还能在不正常时判断是处于何种故障状态。
附图说明
图1是本发明优选实施例公开的天线射频通路状态的检测方法流程图；
图2为本发明具体实施例公开的天线射频通路状态的检测方法中信号处理的流程图；
图3为本发明应用于的一种收发共天线设备无线系统示意图；
图4为本发明应用于UWB收发共天线情况幅度频率响应特征函数实例。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路/信号连通作用。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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实施例和简化描述，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”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
通过研究发现，一方面，在天线断开或射频通路断开的异常情况下，发射射频信号在断点反射，会在发射射频通路上形成驻波，在驻波不同位置信号幅度差别较大，接收信号有可能从发射射频通路的某个位置（比如接收和发射射频切换开关）耦合过来，驻波使单独依赖一个频点接收信号幅度判断射频通路状态非常困难。另一方面，有些射频通道异常并没有引起接收信号幅度变化，而是引起了接收信号相位的变化；比如射频通路长度的异常变化，会引起信号时延变化，从而造成接收信号的相位变化；而这种接收或发射射频通路长度对基于飞行时间的测距定位无线系统测距准确度是非常重要的，需要及时识别异常并进行修正。基于这两方面的问题，导致采用现有技术中的判断天线射频通路是否正常的方法，难以判断射频通路状态的情况。
许多无线系统会采用不同中心频率的信道进行通信，比如国际电气电子工程师学会（IEEE）的802.15.4以及802.15.4z/4ab超宽带（Ultra Wideband, UWB）系统，定义了从499.2Mhz到9984MHz范围内15个信道。
带有载波的无线接收系统通常会有正交的两路下变频，比如中心频率fc，则下变频本地振荡器会产生cos（2π*fc*t）和sin（2π*fc*t）两路信号对接收信号进行下变频，分别得到I路和Q路基带信号，接收信号可以看作是I+j*Q的复数信号，有其复数幅度sqrt（I2+Q2）和复数角度arctan(Q/I)。
如图1所示，本发明优选实施例公开了一种天线射频通路状态的检测方法，包括以下步骤：
S1：获取当前射频通路在多个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，根据获取的多个信号的幅度和/或相位，得到当前射频通路的频率响应特征函数；
S2：将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型进行比较，根据比较结果，确定当前射频通路的状态；其中，频率响应特征函数模型中至少包含：根据射频通路中发射和接收通路都正常的状态下在各个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，得到的频率响应特征标定函数。
在一些实施例中，频率响应特征函数模型只包含射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的频率响应特征标定函数时，步骤S2具体包括：
计算当前射频通路的频率响应特征函数与射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的频率响应特征标定函数的绝对差值，如果绝对差值小于第一阈值，则当前射频通路的发射和接收通路都正常，否则不正常；或者，
计算当前射频通路的频率响应特征函数与射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的频率响应特征标定函数的归一化相关值，如果归一化相关值大于第二阈值，则当前射频的发射和接收通路都正常；或者，
将当前射频通路的频率响应特征函数减去当前射频通路各个不同的预设频点的频率响应特征函数的平均值得到当前射频通路的第一特征函数，将射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的频率响应特征标定函数减去射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的各个不同的预设频点的频率响应特征标定函数的平均值得到射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的第一特征标定函数，计算第一特征函数与第一特征标定函数的归一化相关值，如果归一化相关值大于第三阈值，则当前射频的发射和接收通路都正常。
在另一些实施例中，频率响应特征函数模型包括：根据射频通路的多个标定状态在各个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，对应得到的多个频率响应特征标定函数；其中射频通路的多个标定状态包括：a、发射和接收通路都正常；b、发射和接收天线都没有连接，其他正常；c、收发使用不同天线时，发射天线没有连接，其它正常；d、收发使用不同天线时，接收天线没有连接，其它正常；e、接收滤波器没有连接，其它正常；f、发射滤波器没有连接，其它正常。此时步骤S2具体包括：将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型中的多个频率响应特征标定函数进行比较，得到与当前射频通路的频率响应特征函数最接近的频率响应特征标定函数，确定当前射频通路的状态为该最接近的频率响应特征标定函数所对应的射频通路的标定状态。进一步地，可以采用下述至少一种方法来得到与当前射频通路的频率响应特征函数最接近的频率响应特征标定函数：
A：计算当前射频通路的频率响应特征函数与各个频率响应特征标定函数的绝对差值；此时，将与当前射频通路的频率响应特征函数绝对差值最小的频率响应特征标定函数所对应的射频通路的标定状态确定为当前射频通路的状态；
B：计算当前射频通路的频率响应特征函数与各个频率响应特征标定函数的归一化相关值；此时，将与当前射频通路的频率响应特征函数归一化相关值最大的频率响应特征标定函数所对应的射频通路的标定状态确定为当前射频通路的状态；
C：将当前射频通路的频率响应特征函数减去当前射频通路各个不同的预设频点的频率响应特征函数的平均值得到当前射频通路的第一特征函数，将各个频率响应特征标定函数减去对应标定状态的射频通路各个不同的预设频点的频率响应特征标定函数的平均值得到射频通路的各个标定状态的第一特征标定函数，计算第一特征函数与各个第一特征标定函数的归一化相关值；此时，将与当前射频通路的第一特征函数归一化相关值最大的第一特征标定函数所对应的射频通路的标定状态确定为当前射频通路的状态。
在上述各实施例中，频率响应特征函数包括C(k)、A(k)、P(k)中的至少一种，其中C(k)表示根据第k个预设频点上发射并接收的信号的实部和虚部得到的复数频率响应，A(k)表示第k个预设频点上发射并接收的信号的幅度，P(k)表示在第k个预设频点上发射并接收的信号的相位，k=1、2、……、K，K为预设频点的总数。
本发明优选实施例公开的天线射频通路状态的检测方法，其中基于在多个频点进行测试得到以频点为自变量，以幅度或相位或复数I+jQ为应变量的频率响应特征函数，使得在确定当前射频通路的状态时比较的差值和相关性都是基于函数的运算，不仅可以利用幅度/能量，还能够利用相位信息或者复数信号信息来进行判断，从而能够利用更多信息更准确判断系统状态。此外，现有技术通常需要在多个环节增加专门的耦合模块把发射信号耦合回来判断；而本发明方法利用产品自身发射和接收环回自检，不用增加这些模块。
本发明另一优选实施例公开了一种天线射频通路状态的检测装置，包括：
获取模块，用于获取当前射频通路在多个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，并根据获取的多个信号的幅度和/或相位，得到当前射频通路的频率响应特征函数；
处理模块，用于将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型进行比较，并根据比较结果，确定当前射频通路的状态；其中，频率响应特征函数模型中至少包含：根据射频通路中发射和接收通路都正常的状态下在各个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，得到的频率响应特征标定函数。
本发明另一优选实施例公开了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为可被一处理器运行以执行上述实施例一中的投影画面的颜色校正方法的步骤。
可选地，上述存储介质可以包括但不限于：U 盘、只读存储器（Read-Only Memory，简称为ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称为RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
下述结合具体实施例对本发明优选实施例提供的天线射频通路状态的检测方法作进一步的说明。
如图2所示，本具体实施例中的天线射频通路检测方法包括：
第一步：生成并存储射频通路各种典型状态的特征模型，该特征模型包括不同预设频点发射并接收到的信号幅度和/或信号相位。
其中，在产品设计开发过程中，可以根据无线产品特性预先设定一些频点，并设置不同无线射频通道状态，分别对各预设频点进行发射并接收信号，采集信号幅度和/或相位（或者接收复数信号的实部I路和虚部Q路数值），存储作为各个射频通道状态的特征模型。
比如预设K个频点fc(k)，k=1,2,...,K，发射信号调制到载波频率fc(k)上，接收机解调时分别用cos（2π*fc(k)*t）和sin（2π*fc(k)*t）进行载波解调，即可得到复数基带信号的实部I路I(k)和虚部Q路Q(k)，进一步得到无线射频收发通路的复数频率响应C (k)=I(k)+j*Q(k), k=1,2,...,K。等价地，可以用复数模值和相位来表示频率响应：可以取幅度A(k)为C(k)的复数模值，取相位P(k)为C(k)的复数相位。
对天线射频通路的S个典型状态0、1、...、S-1分别测试得到并存储S个状态的特征模型Cs(k)（或者As(k)和Ps(k)），其中s=0、1、...、S-1，k=1、2、...、K，供后续射频通道检测使用。
其中，射频通路的典型状态例子包括但不限于：a、发射和接收通路都正常；b、发射和接收天线都没有连接，其它正常；c、收发使用不同天线时，发射天线没有连接，其它正常；d、收发使用不同天线时，接收天线没有连接，其它正常；e、接收滤波器没有连接，其它正常；f、发射滤波器没有连接，其它正常；g、其它状态。
第二步：在需要检查射频通路状态时，按如下步骤进行：
（1）获取当前状态特征函数：依次设置的不同预设频点，发射并接收信号记录信号幅度和/或相位，得到当前射频通路的频率响应特征函数C(k)（或者A(k)和P(k)）。
（2）比较当前射频通路的频率响应特征函数和预先设置的各种典型状态特征模型的差异，根据差异大小确定当前状态。具体比较方法可以采用以下任意至少一种方法来比较：
方法A：计算函数的绝对差值Es=sum（abs（A- As））或sum（abs（C- Cs））或sum（abs（exp（j*P）-exp（j*Ps））），其中s=0，1，…，S-1。如果某个差值Es小于门限ThAE或ThCE或ThPE，则认为天线系统处于s状态。如果没有Es小于门限，则天线系统不在客户预定义的各种状态内；而如果典型状态定义的比较全面，可以判断当前射频通道处于最小的Es对应的s状态。
方法B：计算当前幅度响应特征函数A或P或C和各状态特征模型As或Ps或Cs（其中s=0，1，…，S-1）归一化相关系数Rs，即Rs表示当前幅度响应特征函数和状态s特征函数的归一化相关系数。如果某个相关系数Rs大于门限ThAR或ThPR或ThCR，则认为天线系统处于s状态。如果没有Rs大于门限ThAR或ThPR或ThCR，则天线系统不在预定义的各种状态内；而如果典型状态定义的比较全面，可以判断当前射频通道处于最大的Rs对应的s状态。
其中两个包含K个数值的离散函数f和g归一化相关系数计算方法为：
在前述计算归一化相关系数Rs时，将A和As分别作为离散函数f和g，、或者将C和Cs分别作为离散函数f和g、或者将exp（j*P）和exp（j*Ps）分别作为离散函数f和g代入上述公式进行计算。
本实施例中，对于相位响应函数P和Ps，通过计算exp（j*P）和exp（j*Ps）的归一化相关系数，可以客观地反映-180和+180附近角度的接近程度。
方法C：计算A-mean（A）和As（1~7）-mean（As）（其中s=0，1，…，S-1）离散函数的归一化相关系数Rs。其中mean（A）函数表示对所有A（k）求平均，mean（As）函数表示对所有As（k）求平均。如果某个相关系数Rs大于门限ThARm，则认为天线系统处于s状态。如果没有Rs大于门限ThARm，则天线系统不在客户预定义的各种状态内。如果典型状态定义的比较全面，可以判断当前射频通道处于最大的Rs对应的s状态。同理，C和Cs之间的差异或者P和Ps之间的差异也可以采用该方法进行计算，其中计算P和Ps之间的差异，也可以采用exp（j*P）和exp（j*Ps）进行相应计算，以客观地反映-180和+180附近角度的接近程度。
对于A和P的联合判断，可以有其它组合方式。比如只利用A，不利用P；或者根据需要只利用A或P中的一部分数据进行比较分析，而不是全部数据。
通过上述计算，可以得到与当前射频通路最接近的状态，从而可以在不增加测试设备和测试模块的前提下，利用产品自身发射和接收环回自检，充分利用各个频点的幅度和/或相位响应特性，确定射频通路的状态，方便判断射频通路是否正常，以及不正常时是处于何种故障状态。
下述结合具体实例对本发明的天线射频通路检测方法的效果作进一步的说明。
如图3所示，本发明的天线射频通路检测方法可以应用的一种收发共天线设备无线系统示意图。在这个系统中发射功率放大器60的端口B通过PCB走线接片外发射滤波器40和射频开关20，射频开关再通过PCB走线或SMA接头在A点再接天线10，该天线10为接收发射共用天线。该系统中，用相同的本地振荡器80产生载波频率fc用于发射调制上变频90和接收解调下变频70，接收同时用了I路和Q路，分别对应cos（2π*fc*t）和sin（2π*fc*t），以实现接收发射处理。射频开关20还可以连接接收滤波器30，接收滤波器30连接低噪声功率放大器50。接天线10时，发射信号通过射频开关20和天线10发射出去，同时有部分能量在射频开关20处耦合泄露到Rx。射频走线上的RF电磁波是行波，不同位置能量分布比较均匀。发射和接收通路长度恒定，同一频点接收的信号相位也恒定，不同频点由于波长不一样，接收信号的相位往往也有所不同。如果射频通路上有元器件异常或缺失引起射频回路延迟不同，会造成相位响应函数曲线的差异。
不接天线或天线故障断开时，发射信号在A点反射，和B点入射的发射信号形成驻波，射频走线上各处射频能量分布不一致，有的地方几乎没有能量，有的地方能量很强。接收信号的耦合点（主要为射频开关20处）的驻波强度取决于AB之间的距离和信号波长，有些情况比接天线时大，有些时候比接天线时小。对于相同的射频走线长度，不同信道频点的驻波波长不一样，也会导致接收耦合点处有不同的耦合强度，有些信道比接天线时大，有些信道比接天线时小。多个频点的幅度相位组成了频率响应函数曲线，预先测得产品正常接天线时频率响应曲线。通过对比测试得到的频率响应曲线和正常接天线时的频率响应曲线差异（比如相关系数，绝对误差等），即可判断天线是否正常。
以802.15.4以及802.15.4z/4ab超宽带(Ultra Wideband, UWB)系统为例，预设频点可以选择不同信道，比如信道3，5，6，8，9，10，12，对应中心频点fc=4492.8，6489.6，6988.8，7488，7987.2，8486.4，8985.6MHz。不同频点的环回信号幅度大小和相位波动特性，见表1中A(1)~A(7)和P(1)~P(7)，这些参数构成频率响应特征模型参数。或者记录接收复数信号C(1)~C(7)，作为频率响应特征模型参数。具体产品应用中，可以根据需要选择一点数目的channel。如果用A(k)就足以区分正常状态和各种异常状态，也可以不用测量P(k)。
表1 不同频点的环回信号幅度大小、相位波动特性和频率响应特征模型参数
| 信道号 | Fc(MHz) | 接收信号幅度/功率特性 | 接收信号相位特性 | 接收复数信号 |
| 3 | 4492.8 | A(1) | P(1) | C(1) = I(1) + j*Q(1) |
| 5 | 6489.6 | A(2) | P(2) | C(2) = I(2) + j*Q(2) |
| 6 | 6988.8 | A(3) | P(3) | C(3) = I(3) + j*Q(3) |
| 8 | 7488 | A(4) | P(4) | C(4) = I(4) + j*Q(4) |
| 9 | 7987.2 | A(5) | P(5) | C(5) = I(5) + j*Q(5) |
| 10 | 8486.4 | A(6) | P(6) | C(6) = I(6) + j*Q(6) |
| 12 | 8985.6 | A(7) | P(7) | C(7) = I(7) + j*Q(7) |
为了测量更加准确，考虑待测产品设计差异（比如一些片外滤波器和匹配网络差异），不同频段可能需要设置不同的发射功率或者不同的接收增益。
针对上述自检测量参数，在产品开发过程中要测试确定正常状态和各种典型异常状态的测量值，供后续产品检测判断用。模型参数可以为各种状态下的自检测量参数A(1)~A(7)和P(1)~P(7)，状态的种类可以根据需求定义。甚至可以根据天线系统的不同配置，比如RF开关的不同状态，定义该配置下的各状态自检测量参数典型值。
系统进入天线射频通道环回自检后，设置需要自检的天线系统配置，环回模式发射各种channel的UWB信号，同时接收测量该frame信号最强路径的幅度和/或相位。测量多次（比如16次），计算多次幅度的平均值A(1)~A(7)，计算多次测量相位的平均值P(1)~P(7)。
如图4所示，是本发明的天线射频通路检测方法用于UWB收发共天线情况幅度频率响应特征函数实例。在这个实例中，分别测试了3种射频走线长度的情景。天线和产品板子之间额外加0/2/8厘米的射频连接线。每种情景测试了正常接上天线和天线未接上的异常情况。其中虚线曲线没有接天线，实线曲线接了天线。图4中各种情况下A(1)~A(7)具体见表2。
表2 射频通路在不同状态下的A(1)~A(7)
| 信道号 | Fc(MHz) | 射频通路无延长，不接天线 | 射频通路无延长，接天线 | 射频通路延长2cm，不接天线 | 射频通路延长2cm，接天线 | 射频通路延长8cm，不接天线 | 射频通路延长8cm，接天线 |
| 3 | 4492.8 | 0.86 | 1.60 | 0.57 | 1.46 | 1.11 | 1.91 |
| 5 | 6489.6 | 7.61 | 3.46 | 6.07 | 3.20 | 4.95 | 2.98 |
| 6 | 6988.8 | 4.49 | 4.71 | 2.55 | 5.29 | 10.82 | 4.63 |
| 8 | 7488 | 3.08 | 6.47 | 5.56 | 6.69 | 4.78 | 7.39 |
| 9 | 7987.2 | 5.39 | 6.52 | 10.56 | 6.35 | 9.36 | 6.47 |
| 10 | 8486.4 | 5.57 | 5.81 | 6.85 | 5.74 | 5.62 | 5.65 |
| 12 | 8985.6 | 4.29 | 4.25 | 5.95 | 3.54 | 5.67 | 3.74 |
根据上述方法C计算各种特征函数间的归一化相关系数见表3。特征函数自身和自身的归一化相关系数恒定为1。可以结合图4，看出上述各种情况下，接上天线时，系统的幅度频率响应特征比较稳定，特征函数曲线比较接近，即使不同射频通路长度，其归一化相关系数都大于0.9。而不接天线时，各频点波长不同，在射频通路长度不同情况下，幅度频率响应特性也不同。这些情况下不接天线的特征函数和接天线时的特征函数的相关系数小于0.8；不接天线时，不同射频通道长度情况的特征函数间相关系数也小于0.8，即在这种情况下可以区别不同射频通道长度的状态。
表3 根据上述方法C计算得到的各种特征函数间的归一化相关系数
| 归一化相关系数 | 射频通路无延长，不接天线 | 射频通路无延长，接天线 | 射频通路延长2cm，不接天线 | 射频通路延长2cm，接天线 | 射频通路延长8cm，不接天线 | 射频通路延长8cm，接天线 |
| 射频通路无延长，不接天线 | 1.00 | 0.35 | 0.63 | 0.29 | 0.46 | 0.15 |
| 射频通路无延长，接天线 | 0.35 | 1.00 | 0.74 | 0.98 | 0.59 | 0.97 |
| 射频通路延长2cm，不接天线 | 0.63 | 0.74 | 1.00 | 0.62 | 0.42 | 0.61 |
| 射频通路延长2cm，接天线 | 0.29 | 0.98 | 0.62 | 1.00 | 0.64 | 0.97 |
| 射频通路延长8cm，不接天线 | 0.46 | 0.59 | 0.42 | 0.64 | 1.00 | 0.47 |
| 射频通路延长8cm，接天线 | 0.15 | 0.97 | 0.61 | 0.97 | 0.47 | 1.00 |
如果对于发射天线和接收天线不共用，而是用两根不同的物理天线的情况，往往需要相位信息来更详细区分不同状态。
从上述表格中的相关系数可以看出，通过前述天线射频通路状态的检测方法可以确定出当前射频通路的状态，方便判断射频通路是否正常，以及不正常时是处于何种故障状态。
本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不是由其他人描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
Claims (10)
1.一种天线射频通路状态的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取当前射频通路在多个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，根据获取的多个信号的幅度和/或相位，得到当前射频通路的频率响应特征函数；
S2：将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型进行比较，根据比较结果，确定当前射频通路的状态；其中，所述频率响应特征函数模型中至少包含：根据射频通路中发射和接收通路都正常的状态下在各个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，得到的频率响应特征标定函数。
2.根据权利要求1所述的天线射频通路状态的检测方法，其特征在于，所述频率响应特征函数模型包括：根据射频通路的多个标定状态在各个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，对应得到的多个频率响应特征标定函数。
3.根据权利要求2所述的天线射频通路状态的检测方法，其特征在于，其中射频通路的多个标定状态包括：
a、发射和接收通路都正常；
b、发射和接收天线都没有连接，其他正常；
c、收发使用不同天线时，发射天线没有连接，其它正常；
d、收发使用不同天线时，接收天线没有连接，其它正常；
e、接收滤波器没有连接，其它正常；
f、发射滤波器没有连接，其它正常。
4.根据权利要求2所述的天线射频通路状态的检测方法，其特征在于，步骤S2具体包括：将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型中的多个频率响应特征标定函数进行比较，得到与当前射频通路的频率响应特征函数最接近的频率响应特征标定函数，确定当前射频通路的状态为该最接近的频率响应特征标定函数所对应的射频通路的标定状态。
5.根据权利要求2所述的天线射频通路状态的检测方法，其特征在于，步骤S2中将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型进行比较的方法采用以下至少一种方法：
A：计算当前射频通路的频率响应特征函数与各个频率响应特征标定函数的绝对差值；
B：计算当前射频通路的频率响应特征函数与各个频率响应特征标定函数的归一化相关值；
C：将当前射频通路的频率响应特征函数减去当前射频通路各个不同的预设频点的频率响应特征函数的平均值得到当前射频通路的第一特征函数，将各个频率响应特征标定函数减去对应标定状态的射频通路各个不同的预设频点的频率响应特征标定函数的平均值得到射频通路的各个标定状态的第一特征标定函数，计算所述第一特征函数与各个所述第一特征标定函数的归一化相关值。
6.根据权利要求5所述的天线射频通路状态的检测方法，其特征在于，其中采用方法A时，将与当前射频通路的频率响应特征函数绝对差值最小的频率响应特征标定函数所对应的射频通路的标定状态确定为当前射频通路的状态；
采用方法B时，将与当前射频通路的频率响应特征函数归一化相关值最大的频率响应特征标定函数所对应的射频通路的标定状态确定为当前射频通路的状态；
采用方法C时，将与当前射频通路的第一特征函数归一化相关值最大的第一特征标定函数所对应的射频通路的标定状态确定为当前射频通路的状态。
7.根据权利要求1所述的天线射频通路状态的检测方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
计算当前射频通路的频率响应特征函数与射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的频率响应特征标定函数的绝对差值，如果绝对差值小于第一阈值，则当前射频通路的发射和接收通路都正常；或者，
计算当前射频通路的频率响应特征函数与射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的频率响应特征标定函数的归一化相关值，如果归一化相关值大于第二阈值，则当前射频的发射和接收通路都正常；或者，
将当前射频通路的频率响应特征函数减去当前射频通路各个不同的预设频点的频率响应特征函数的平均值得到当前射频通路的第一特征函数，将射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的频率响应特征标定函数减去射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的各个不同的预设频点的频率响应特征标定函数的平均值得到射频通路中发射和接收通路都正常的状态下的第一特征标定函数，计算所述第一特征函数与所述第一特征标定函数的归一化相关值，如果归一化相关值大于第三阈值，则当前射频的发射和接收通路都正常。
8.根据权利要求1至7任一项所述的天线射频通路状态的检测方法，其特征在于，频率响应特征函数包括C(k)、A(k)、P(k)中的至少一种，其中C(k)表示根据第k个预设频点上发射并接收的信号的实部和虚部得到的复数频率响应，A(k)表示第k个预设频点上发射并接收的信号的幅度，P(k)表示在第k个预设频点上发射并接收的信号的相位，k=1、2、……、K，K为预设频点的总数。
9.一种天线射频通路状态的检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取当前射频通路在多个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，并根据获取的多个信号的幅度和/或相位，得到当前射频通路的频率响应特征函数；
处理模块，用于将当前射频通路的频率响应特征函数与频率响应特征函数模型进行比较，并根据比较结果，确定当前射频通路的状态；其中，所述频率响应特征函数模型中至少包含：根据射频通路中发射和接收通路都正常的状态下在各个不同的预设频点上发射并接收的信号的幅度和/或相位，得到的频率响应特征标定函数。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为可被一处理器运行以执行权利要求1至8任一项中所述的天线射频通路状态的检测方法。
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