CN201464580U - 一种无线终端电磁兼容性测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无线终端电磁兼容性测试装置，该装置包括：屏蔽箱、天线、同轴电缆及显示单元；屏蔽箱为一金属箱体，上壁有一通孔；天线为一平面偶极子天线，位于屏蔽箱箱体内；同轴电缆位于屏蔽箱箱体内，一端连接天线，另一端通过屏蔽箱上壁的通孔连接显示器的输入端。采用本实用新型的测试装置，天线采用平面偶极子天线，体积较小，节省了空间，使天线与待测无线终端间距离的调节范围较大；同轴电缆的长度可根据待测无线终端的尺寸进行调节，以使待测无线终端与天线间的距离处于天线的最佳检测范围内，提高了检测的灵敏度。

Description

一种无线终端电磁兼容性测试装置

技术领域

本实用新型涉及测试技术，特别涉及一种无线终端电磁兼容性测试装置。

背景技术

在电子科学技术、多媒体技术发展的推动下，移动终端内集成的模块逐渐增多，具备彩屏、照相、音乐及导航等多功能的移动终端逐渐占据市场主流地位；但是，由于移动终端中集成模块之间的电磁兼容性(ElectromagneticCompatibility，EMC)问题引起的移动终端突然死机的问题日益严重。因此，在移动终端研发的过程中，如何准确地检测移动终端中电子器件间的干扰，以协调移动终端中集成模块间的电磁兼容性成为一个非常重要的问题。

要解决移动终端内集成模块间的电磁兼容性问题，就必须准确的探测移动终端中各模块间的电磁干扰。图1为现有的无线终端EMC测试装置的结构示意图，现有的无线终端EMC测试装置包括屏蔽箱11、天线12、频谱仪13及计算机14。待测无线终端位于屏蔽箱11内，屏蔽箱11屏蔽外界无线电信号对位于屏蔽箱11内部的天线12的干扰，提高检测的准确度；天线12采用超宽带天线，具有宽频特性，用于检测位于天线12测量范围内的待测无线终端发射的无线电信号的功率，并将检测结果输出至频谱仪13，频谱仪将分析获得的数据输出至计算机14处理；计算机14对获得的无线终端发射的无线电信号的功率进行最终的处理显示。天线12检测的灵敏度与待测无线终端与天线12间的距离密切相关，待测无线终端与天线12之间的距离的调节范围越大，天线12检测的灵敏度越高。

现有的无线终端EMC测试装置中满足宽频特性的天线12通常几何尺寸大，且多为立体结构，这就造成天线12占用的体积较大，且天线12通常固定于屏蔽箱11的底部或侧壁，这就造成位于屏蔽箱11内的待测无线终端与天线12之间的距离不易调节，天线12检测的灵敏度不高，现有的无线终端EMC测试装置检测的灵敏度不高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种无线终端电磁兼容性测试装置，该装置能够提高检测的灵敏度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：

一种无线终端电磁兼容性测试装置，该装置包括：屏蔽箱、天线、同轴电缆及显示单元；

所述屏蔽箱为一金属箱体，上壁有一通孔；

所述天线为一平面偶极子天线，位于所述屏蔽箱箱体内；

所述同轴电缆位于所述屏蔽箱箱体内，一端连接所述天线，另一端通过屏蔽箱上壁的通孔连接所述显示单元的输入端。

较佳地，该装置进一步包括放大器及为放大器供电的电源；

所述放大器位于所述屏蔽箱外部，输入端连接所述同轴电缆未连接天线的另一端，输出端连接所述显示单元的输入端；

所述电源位于所述屏蔽箱外部。

较佳地，该装置进一步包括位于屏蔽箱体外部且固定于屏蔽箱外表面上壁的遮盖体；

所述遮盖体为一箱体，上壁有一穿过放大器与显示单元连接线的通孔；

所述放大器和所述电源固定于所述遮盖体的箱体内部。

上述装置中，所述天线包括介质底盘、两个偶极子臂和馈电接头；

所述两个偶极子臂为椭圆形且形状相同，贴附于所述介质底盘的同一表面；

所述馈电接头一端连接两个偶极子臂，另一端连接所述同轴电缆；

所述介质底盘为支撑两个偶极子臂和馈电接头的圆盘。

上述装置中，所述馈电接头与偶极子臂的连接端包括一内芯和环绕于内芯四周的两个以上接地管脚；

所述内芯为信号线，与一偶极子臂连接；

所述两个以上接地管脚中的一个连接另一偶极子臂，其它接地管脚悬空。

上述装置中，所述同轴电缆通过所述屏蔽箱上壁通孔的一端通过焊接的方式固定于所述屏蔽箱上壁的通孔中。

上述装置中，所述屏蔽箱箱体内表面固定有用于吸收待测无线终端发射的无线电信号的吸波材料。

上述装置中，所述屏蔽箱进一步包括通过外部包裹泡沫塑料及导电布的螺丝固定于箱体侧壁的箱门。

较佳地，该装置进一步包括微型计算机；

所述微型计算机的输入端连接所述显示单元的输出端，对所述显示单元输出的频域数据或时域数据进行保存和/或处理。

上述装置中，所述放大器为低噪声放大器，所述显示单元为频谱分析仪或示波器。

由上述的技术方案可见，本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置包括：屏蔽箱、天线、同轴电缆及显示单元；屏蔽箱为一金属箱体，上壁有一通孔；天线为一平面偶极子天线，位于屏蔽箱箱体内；同轴电缆位于屏蔽箱箱体内，一端连接天线，另一端通过屏蔽箱上壁的通孔连接显示器的输入端。本实用新型的测试装置，天线采用平面偶极子天线，体积较小，节省了空间，使天线与待测无线终端间距离的调节范围较大；同轴电缆的长度可根据待测无线终端的尺寸进行调节，以使待测无线终端与天线间的距离处于天线的最佳检测范围内，提高了检测的灵敏度。

附图说明

图1为现有的无线终端EMC测试装置的结构示意图。

图2为本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置实施例一的结构示意图。

图3为本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置的天线的结构示意图。

图4为本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置天线的馈电接头的结构示意图。

图5是本实用新型的椭圆形天线仿真和测试数据图

图6为本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置的天线电压驻波比仿真数据图。

图7为本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置包括：屏蔽箱、天线、同轴电缆及显示单元；屏蔽箱为一金属箱体，上壁有一通孔；天线为一平面偶极子天线，位于屏蔽箱箱体内；同轴电缆位于屏蔽箱箱体内，一端连接天线，另一端通过屏蔽箱上壁的通孔连接显示器的输入端。

图2为本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置实施例一的结构示意图，图3为本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置的天线的结构示意图，图4为本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置天线的馈电接头的结构示意图。现结合图2、图3及图4。对本实用新型实施例一的测试装置的结构进行说明，具体如下：

本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置包括：屏蔽箱21、天线22、同轴电缆23及显示单元24。天线22未检测无线电信号的一侧连接同轴电缆23的一端，同轴电缆23的另一端通过屏蔽箱21的上壁的通孔连接显示单元24的输入端。显示单元24的输出端可进一步与计算机连接。

屏蔽箱21为由标准的金属材料及其复合材料或新兴的导电高分子材料制成的箱体，用于屏蔽外界对箱体内无线终端的电磁辐射干扰；屏蔽箱21内表面固定有吸波材料，该吸波材料吸收无线终端产生的无线电信号，避免箱体内无线终端产生的无线电信号在箱体内部多次反射，以使天线22接收到的无线电信号是由待测无线终端直接发射的无线电信号，提高了检测的准确性。屏蔽箱21的内表面侧壁固定有锯齿状吸波材料211，内表面上壁固定有平面状吸波材料212，内表面下壁固定有平面状吸波材料213；采用这种设计主要是考虑到无线电信号的传播特性，侧壁的锯齿状吸波材料211能更好的吸收无线终端产生的无线电信号，天线23接收了待测无线终端向屏蔽箱21发射的大部分无线电信号，内表面上壁的平面状吸波材料212可吸收剩余的无线电信号，以避免待测无线终端发射的无线电信号反射，使天线23接收到的无线电信号是待测无线终端直接发射的无线电信号。屏蔽箱21的上壁有一直径与同轴电缆23直径相同的通孔。

天线22为偶极子天线，且为平面结构，包括介质底盘222、偶极子臂221A、偶极子臂221B和馈电接头223。其中，偶极子臂221A和偶极子臂221B形状相同，均为椭圆形，且均贴附于介质底盘222的同一表面；介质底盘222用于支撑偶极子臂221A、偶极子臂221B及馈电接头223，为环氧树脂制成的圆形，介电常数为4.4，本实施例中介质底盘222的直径为136mm，厚度为1.6mm；馈电接头223一端与偶极子臂221A和偶极子臂221B连接，另一端连接同轴电缆23，使天线馈电处与同轴电缆23阻抗匹配，馈电接头223的内芯2231为信号线，内芯2231周围的四个管脚均为接地管脚2232，内芯2231连接偶极子臂221A，内芯2231周围的四个接地管脚2232中的一个管脚连接偶极子臂221B。天线22的偶极子臂221A和偶极子臂221B之间的距离由馈电接头223的内芯2231与接地管脚2232之间的距离决定。

同轴电缆23的另一端通过屏蔽箱21上壁的通孔连接位于屏蔽箱21外部的显示单元24的输入端，将天线22检测获得的无线终端产生的无线电信号的功率值传输至显示单元24.同轴电缆23为刚性电缆，其长度可根据待测无线终端的尺寸进行改变，以使天线22与待测无线终端之间的距离处于最佳测量范围内.

显示单元24对接收到同轴电缆23输出的天线22检测获得的信号进行时域或频域分析显示。本实施例中，显示单元24若进行时域分析显示，可采用示波器；显示单元24若进行频域分析显示，可采用频谱分析仪；显示单元24可将分析获得的频域数据或时域数据输出至与显示单元24连接的计算机，以便计算机收集和处理后续检测数据。

待测无线终端位于天线22与屏蔽箱21内表面下壁的吸波材料213之间。

为了使本实用新型无线终端的EMC测试装置的天线22能够适用于目前常用的800MHz到3GHz的移动通信频段，将天线22的谐振频段设计为800MHz到6GHz。当天线的长度为无线电信号波长的1/2时，天线的发射和接收转换效率最高；本实施例中，天线22的长度为两个椭圆形偶极子臂的长度之和，则当椭圆形偶极子臂的长度为无线电信号波长的1/4时，天线22的发射和接收转换效率最高。因此，天线22的长度将根据所发射和接收信号的频率及波长来决定。根据计算椭圆形偶极子臂尺寸的公式(1)和公式(2)，可得出天线22的单个椭圆形偶极子臂的短轴长度为60mm，长轴长度为80mm。当根据实际情况需要调整天线22的工作频段时，可根据公式(1)和公式(2)，通过调整椭圆形臂的长、短轴尺寸来进行相应地调整。

$\mathrm{\λ}=\frac{c}{f}---\left(1\right)$

${\mathrm{\λ}}^{\′}=\frac{\mathrm{\λ}}{4}----\left(2\right)$

图5是本实用新型的椭圆形天线仿真和测试数据图。图中的实现表示仿真数据，虚线表示测试数据。从图5中可以看出，天线22的-10dB带宽可以覆盖800MHz至6.0GHz，覆盖目前移动通信领域的所有频段范围，尤其适用于常用的800MHz至3GHz的移动通信频带范围；其相对带宽约为5.2GHz(76.5％)，属于超宽带天线。

图6为本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置的天线电压驻波比仿真数据图。如图6所示，在800MHz至6GHz的工作频带范围内，天线22的电压驻波比(VSWR)均小于2，能够较好地接收自由空中的小信号。

EMC测试装置检测的灵敏度与天线22与待测无线终端的距离和屏蔽箱21的屏蔽性能有关。天线22与待测无线终端的距离在最佳检测范围内，天线22能够检测到的无线电信号的功率越小，检测的灵敏度越高；屏蔽箱21的屏蔽性能越好，越能有效屏蔽外界无线电信号对屏蔽箱21内部的干扰，检测的灵敏度越高。

本实用新型无线电电磁兼容性测试装置由于采用平面结构的天线22，天线22与待测无线终端间距离的调节范围较大，便于调节天线22与待测无线终端间的距离，使待测无线终端处于天线22的最佳检测范围内，本实施例中，待测无线终端与天线22间距的取值范围为4mm至22mm；通过改变同轴电缆23的长度，可有效调节待测无线终端与天线22之间的距离，使带的无线终端处于天线22的最佳检测范围内，提高天线22检测的灵敏度。

屏蔽箱21的屏蔽性能与屏蔽箱的密封性及屏蔽箱21箱体的材质密切相关.本实用新型无线电电磁兼容性测试装置屏蔽箱21箱体的材质采用现有的屏蔽材质，但对屏蔽箱21的密封性进行了改进.屏蔽箱21上壁的通孔与穿过该通孔的同轴电缆23用接头焊接固定；屏蔽箱21箱体的侧壁包括一用螺丝固定的门，该门直接用螺丝闭合，且螺丝用泡沫塑料包裹导电布，以增强箱体整体的密闭性.上述对屏蔽箱21的密闭性所做的改进，能增强箱体整体的密闭性，提高检测的灵敏度.

图7为本实用新型无线终端电磁兼容性测试装置实施例二的结构示意图。现结合图7、图3及图4，对本实用新型实施例二的测试装置的结构进行说明，具体如下：

本实用新型实施例二的测试装置是在实施例一的测试装置中，增加了放大器25、电源26及遮盖体27。本实用新型实施例二中屏蔽箱21及天线22的结构和功能与实施例一相同，只是在同轴电缆23和显示单元24之间增加了用于放大信号的放大器25、为放大器25供电的电源26及内部固定有放大器25和电源26的遮盖体27。

同轴电缆23未连接天线22的另一端通过屏蔽箱21上壁的通孔连接位于遮盖体27内的放大器25的输入端，将天线22检测获得的无线终端产生的无线电信号的功率值传输至放大器25。同轴电缆23的其他功能与实施例一中的相同，在此不再赘述。

放大器25的输出端连接显示单元24的输入端，用于对接收到的无线电信号的功率进行放大，并将放大后的结果输出至显示单元24。放大器24为低噪声放大器，可有效放大功率较小的无线电信号。

电源26一端外接电源，另一端连接放大器25，将外接电源电压转换为放大器25所需的电压，为放大器25供电。

遮盖体27为一固定于屏蔽箱21外表面上壁的中空的箱体，用于安装放大器25及为放大器25供电的电源26；遮盖体27上壁有一用于穿过放大器25与显示单元24连接线的通孔，侧壁有一用于穿过电源26与外部电源连接的电源线。

本实用新型实施例二的装置除了采用实施例一装置中的天线22和屏蔽箱21提高检测的灵敏度，增加的放大器25可对功率较小的信号进行有效放大，进一步提高了测试装置的检测灵敏度。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种无线终端电磁兼容性测试装置，其特征在于，该装置包括：屏蔽箱、天线、同轴电缆及显示单元；

所述屏蔽箱为一金属箱体，上壁有一通孔；

所述天线为一平面偶极子天线，位于所述屏蔽箱箱体内；

所述同轴电缆位于所述屏蔽箱箱体内，一端连接所述天线，另一端通过屏蔽箱上壁的通孔连接所述显示单元的输入端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括放大器及为放大器供电的电源；

所述放大器位于所述屏蔽箱外部，输入端连接所述同轴电缆未连接天线的另一端，输出端连接所述显示单元的输入端；

所述电源位于所述屏蔽箱外部。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括位于屏蔽箱体外部且固定于屏蔽箱外表面上壁的遮盖体；

所述遮盖体为一箱体，上壁有一穿过放大器与显示单元连接线的通孔；

所述放大器和所述电源固定于所述遮盖体的箱体内部。

4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述天线包括介质底盘、两个偶极子臂和馈电接头；

所述两个偶极子臂为椭圆形且形状相同，贴附于所述介质底盘的同一表面；

所述馈电接头一端连接两个偶极子臂，另一端连接所述同轴电缆；

所述介质底盘为支撑两个偶极子臂和馈电接头的圆盘。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述馈电接头与偶极子臂的连接端包括一内芯和环绕于内芯四周的两个以上接地管脚；

所述内芯为信号线，与一偶极子臂连接；

所述两个以上接地管脚中的一个连接另一偶极子臂，其它接地管脚悬空。

6.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述同轴电缆通过所述屏蔽箱上壁通孔的一端通过焊接的方式固定于所述屏蔽箱上壁的通孔中。

7.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述屏蔽箱箱体内表面固定有用于吸收待测无线终端发射的无线电信号的吸波材料。

8.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述屏蔽箱进一步包括通过外部包裹泡沫塑料及导电布的螺丝固定于箱体侧壁的箱门。

9.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括微型计算机；

所述微型计算机的输入端连接所述显示单元的输出端，对所述显示单元输出的频域数据或时域数据进行保存和/或处理。

10.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述放大器为低噪声放大器，所述显示单元为频谱分析仪或示波器。

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