CN216900757U - 5g通信基站ota可靠性及环境测试验证系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种5G通信基站OTA可靠性及环境测试验证系统，属于无线通信5G基站环境可靠性测试技术领域。其中，本实用新型的系统包括：混响室以及其内设置有测试仪表与振动台，振动台上方设置有基站天线，当基站天线处于振动状态时进行OTA指标测试；高低温湿热试验箱与振动台连接，以对振动台上方施加温度和/或湿度，并同时进行OTA指标测试。本实用新型提供的系统通过在混响室内设置振动台，并且振动台与混响室外面高低温湿热试验箱通过管道连接，从而实现集振动、高低温及交变湿热为一体的环境试验场景，以实现基站振动同时进行OTA指标测试、基站高低温同时进行OTA指标测试、基站交变温湿同时进行OTA指标测试。

Description

5G通信基站OTA可靠性及环境测试验证系统

技术领域

本实用新型属于无线通信5G基站环境可靠性测试技术领域，具体涉及一种5G通信基站OTA可靠性及环境测试验证系统。

背景技术

基站天线的环境试验通常分为机械振动、高低温、交变湿热、盐雾/霉菌/风吹雨，5G通信基站天线在上述环境试验中，机械振动、高低温、交变湿热三项需要同时进行空口(Over-the-Air，OTA) 指标测试。模拟实际使用过程中可能出现的振动、不同温度及湿度状况，测试基站的OTA指标性能，降低产品潜在缺陷在室外环境下可能导致的性能指标下降。而盐雾/霉菌/风吹雨则是将环境试验与指标测试分离开来，不涉及测试过程中指标监控，仅需要试验前与试验后进行指标比对即可。目前，还没有现有技术涉及同时在振动、高低温及交变湿热环境下的性能指标测试。

因此，本实用新型提出一种5G通信基站OTA可靠性及环境测试验证系统。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种5G通信基站OTA可靠性及环境测试验证系统。

本实用新型提供一种5G通信基站OTA可靠性及环境测试验证系统，包括：混响室以及其内设置有测试仪表与振动台，所述振动台上方设置有基站天线，当所述基站天线处于振动状态时进行OTA指标测试；

高低温湿热试验箱，所述高低温湿热试验箱与所述振动台连接，以对所述振动台上方施加温度和/或湿度，并同时进行OTA 指标测试。

可选的，所述振动台上方设置有透波保温罩，所述透波保温罩与所述振动台围成的空间形成工作区，所述基站天线位于所述工作区内。

可选的，所述振动台上设置有进气孔与出气孔，所述进气孔与所述出气孔中分别穿设有进气管和出气管，所述工作区通过所述进气管与所述出气管与所述高低温湿热试验箱连通。

可选的，所述振动台上还设置有线缆安装孔。

可选的，所述高低温湿热试验箱还外接有进风系统与出风系统。

可选的，所述混响室内还设置有至少一个场搅拌桨。

可选的，所述场搅拌桨设置在靠近所述混响室顶壁的长度方向上；和/或，

所述场搅拌桨设置在靠近所述混响室侧壁的长度方向上。

可选的，所述混响室的顶壁上还设置有至少一个波导窗。

可选的，所述波导窗的数量为两个，两个所述波导窗分别位于所述混响室顶壁的两端。

可选的，所述混响室内还设置有金属隔板。

本实用新型提供一种5G通信基站OTA可靠性及环境测试验证系统，包括：混响室以及其内设置有测试仪表与振动台，所述振动台上方设置有基站天线，当所述基站天线处于振动状态时进行OTA指标测试；高低温湿热试验箱，所述高低温湿热试验箱与所述振动台连接，以对所述振动台上方施加温度和/或湿度，并同时进行OTA指标测试。本实用新型提供的系统通过在混响室内设置振动台，并且振动台与混响室外面高低温湿热试验箱通过管道连接，从而实现集振动、高低温及交变湿热为一体的环境试验场景，以实现基站振动同时进行OTA指标测试、基站高低温同时进行OTA指标测试、基站交变温湿同时进行OTA指标测试。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的混响室测试示意图；

图2为本实用新型另一实施例的高低温湿热试验箱示意图；

图3为本实用新型另一实施例的混响室校准示意图；

图4为本实用新型另一实施例的高低温时间持续变化结果；

图5为本实用新型另一实施例的TRP测试中采集样本的统计平均变化结果。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

除非另外具体说明，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“包括”或者“包含”等既不限定所提及的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组，也不排除出现或加入一个或多个其他不同的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组。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技术特征的数量与顺序。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种5G通信基站OTA (Over the Air，空口)可靠性及环境测试验证系统，包括：混响室110(Reverberation Chamber，RC)以及其内设置有测试仪表与振动台120，振动台120上方设置有基站天线，当基站天线处于振动状态时进行OTA指标测试；以及，该系统还包括高低温湿热试验箱130，该高低温湿热试验箱130与振动台120连接，以对振动台120上方施加温度和/或湿度，并同时进行OTA指标测试。

本实施例通过在混响室内设置振动台，并将振动台与高低温湿热试验箱连接，以实现集振动、高低温及交变湿热为一体的环境试验场景，即能够在机械振动、高低温、交变湿热环境中进行 5G通信基站指标测试。

需要说明的是，本实施例的指标测试内容为全向辐射功率 (TRP)，全向信号质量误差向量等级(EVM)和有效全向灵敏度 (TIS)。

进一步需要说明的是，混响室是一个电大尺寸屏蔽金属腔体，混响室腔体用高Q值镀锌钢板设计，而且需要针对毫米波特别设计屏蔽体，保证屏蔽效能。

仍需要说明的是，混响室包含混响室腔体、测试仪表及测试软件、振动台等，测试仪表放置于机柜中，测试软件安装在电脑端，测试软件可视化、界面友好，可以支持市场上的常见仪表。

进一步的，如图1所示，振动台120上方设置有透波保温罩 140，该透波保温罩140与振动台120围成的空间形成工作区，其中，基站天线位于工作区内，应该理解的是，该基站天线置于天线盒150内，该天线盒150位于工作区内。

本实施例通过在振动台的台面上方安装透波保温罩，透波性能可以减少罩子对电磁波吸收及反射，保温性能可以确保罩内温湿环境相对稳定。

需要说明的是，本实施例在混响室的屏蔽金属腔体内部，电场被充分良好搅拌的体积空间称为工作空间(Working Volume)，在本实例中，工作空间位于振动台上方透波保温罩内，在工作空间内，整个搅拌周期的平均电场与位置无关，也就是说，电场在工作区空间上是均匀的。

更进一步的，如图1所示，振动台120上设置有进气孔与出气孔，进气孔与出气孔中分别穿设有进气管160和出气管170，工作区通过进气管160与出气管170与高低温湿热试验箱130连通。

更进一步的，振动台上还设置有线缆安装孔。也就是说，本实施例的振动台为定制化产品，台面留有三个过孔，其中两个过孔分别为进气孔、出气孔，且在进气孔与出气孔中分别穿设有进气管及出气管道，该进气管与出气管在振动台连接处采用软管，便于密封且方便更换，剩下过孔为线缆过孔，线缆包括传感器、光纤、电源等，以实现保温性能的同时可以确保罩内温湿环境相对稳定。

更进一步的，如图2所示，本实施例的高低温湿热试验箱130 连接有进气管160和出气管170，一并结合图1可知，进气管160 与出气管170其中一端与振动台120连接，另一端与高低温湿热试验箱130连接。

应当理解的是，本实施例的上述两个进出气管分别通过混响室过壁接入振动台进出气管，实现调节透波保温罩内环境。

另外，为了基站能够快速达到环境条件，基于本实施例的高低温湿热试验箱连接有进气管和出气管，该高低温湿热试验箱还外接有进风系统与出风系统，能够快速改变混响室内基站温度和湿热，即高低温湿热试验箱通风口处安装排风扇及进风扇。

可选的，如图1所示，混响室110内还设置有至少一个场搅拌桨180。本实施例采用一种或几种"搅拌"方法使场随机化，如搅拌桨，通过这种方式，可以获得大量不相关的样本。

具体的，如图1所示，在一些实施例中，场搅拌桨180数量为两个，其中一个场搅拌桨180设置在靠近混响室110顶壁的长度方向上，另外一个场搅拌桨180设置在靠近混响室110侧壁的长度方向上。

需要说明的是，本实施例的场搅拌桨包括机械搅拌桨与源搅拌桨。例如，搅拌桨采用折页搅拌桨，达到对场的高效搅拌，配套电机精度需达到0.1度。

进一步的，混响室的顶壁上还设置有至少一个波导窗。

具体的，在一些实施例中，波导窗的数量为两个，两个波导窗分别位于混响室顶壁的两端。

需要说明的是，本实施例的混响室的尺寸确定首先需要考虑工作频率范围，其次是便于放置振动台。振动台上方为工作区，工作区应距离混响室内壁、发射天线、搅拌桨至少λ/4距离，为了能够充分获得场均匀性和统计独立样本数，采用水平、垂直两种搅拌桨对混响室进行搅拌。

更进一步的，在混响室投入使用之前，需要通过参考天线对混响室进行校准。如图1所示，混响室110内还设置有金属隔板 190，在混响室110的金属隔板190后面放置接收天线，而校准天线置于振动台上方工作区内，该金属隔板可以防止基站天线与接收天线之间直接照射，提高混响室内多路径传播，使电磁场搅拌更加均匀，并且，通过两天线测试路损，路损作为后期校准数据使用，校准流程可以参考图3。

具体的，如图3所示，开始校准后，设置矢量网络分析仪参数，校准频点总数N，搅拌桨转动圈数及转动速率，圈数要大，确保校准全称转动，之后设置矢网第n频点，扫描带宽，再每隔△t读取矢网频带数据并进行统计平均，作为第m个数据，矢网切换至下一频点n＝n+1，直至校准结束。

进一步需要说明的是，若混响室中振动台、发射天线或者搅拌桨等位置发生改变，则会影响混响室电磁边界条件，采集样本的统计平均发生改变，为此需要重新进行混响室校准工作。

下面将结合具体实施例进一步说明混响室5G通信基站OTA 可靠性及环境测试的具体过程：

实施例1

机械振动的环境测试过程如下：

振动试验可在产品进行正式出厂之前，分析和评估出产品的可靠性，降低后期出现不良品的概率，也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验分为正弦振动和随机振动，正弦振动是最常用的实验方法之一，以模拟旋转、脉动、震荡(在船舶、飞机、车辆)所产生的振动以及产品结构共振频率分析和共振点驻留验证为主，其又分为扫频振动和定频振动两种，其严苛程度取决于频率范围、振幅值、实验持续时间；随机振动以模拟整体性结构耐震强度评估以及在包装状态下运送环境，其严苛程度取决于频率范围、GRMS(总均方根加速度)、功率谱密度、持续时间和轴向。

进一步需要说明的是，测试前需要将基站天线固定于振动台上方，固定方式模拟外场真实架设场景，根据测试需求调整振动台工作参数，使基站天线处于振动状态，通过软件设置基站、搅拌桨及仪表参数并进行测试采样。采样过程中混响室具有两种搅拌：搅拌桨的机械搅拌及振动台对基站进行的源搅拌，两种搅拌中搅拌桨的机械搅拌起主导因素。

正常的采样数据如图5所示，随着混响室进行搅拌，采集到的电场数据是随机的，但电场强度变化必须具备边界，随着采样点增多统计平均逐渐收敛。

实施例2

高低温/交变湿热试验的环境测试过程如下：

本实施例在OTA的环境中施加温度应力，实现基站高低温条件下的OTA指标测试。用于确定产品耐环境温度变化的能力和在环境温度变化期间的工作能力，降低由于产品潜在缺陷在室外复杂环境下可能导致的产品故障，协助厂家能用最低费用和最短时间发现产品可能存在的潜在缺陷。

具体的，升降温机组及温湿度控制部分与混响室内通过进出风管连接，形成整套高低温/湿热交变测试设备；工作室容积约 1000L左右，升降温速率要求快，因此高低温机组升降温配置较高，散热环境要求环境温度为+25℃，如果现场环境温度偏高，为保证散热效果，提供统一空调送风至压缩机组正后方。高低温湿热箱提供两个外接方管，方管约600*600mm，两个方管有进风和排风系统，能够快速改变混响室内基站温度和湿热；如果此空调冷却系统可以达到预设温度和湿热，则不需另外冷却系统。

测试前需要先对高低温湿热试验箱进行参数设置，其中温度设置变化参考图4所示，具体参数如下，-T：步进测试低温数值 -40℃，设备最低温度需要满足-45～50℃；+T：步进测试高温数值+70℃，设备最高温度需要满足+75～+80℃；Trise：低温至高温转换时间，取决于设备温变速率；Thigh：高温持续时间；TFall：高温至低温转换时间，取决于设备温变速率；Tlow：低温持续时间。

具体的，通过进出风管道改变振动台上方透波保温罩内温度/ 湿度，通过罩子内部传感器确认基站所在环境实际温湿度，当所处环境满足测试要求时，设置基站、搅拌桨及仪表，完成测试采样，高低温及交变湿热测试中振动台不工作。

需要注意的是，高低温湿热试验箱能够兼容高低温试验及交变湿热试验，需要根据测试内容进行选择。测试过程中实时观测样本统计均匀性指标，当收敛情况不理想时候可以通过改变搅拌桨旋转速率和增加采样点数进行调整。

本实用新型提供一种5G通信基站OTA可靠性及环境测试验证系统，相对于现有技术而言具有以下有益效果：本实用新型提供的系统通过在混响室内设置振动台，并且振动台与混响室外面高低温湿热试验箱通过管道连接，从而实现集振动、高低温及交变湿热为一体的环境试验场景，进而实现基站振动同时进行OTA 指标测试、基站高低温同时进行OTA指标测试、以及基站交变温湿同时进行OTA指标测试。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种5G通信基站OTA可靠性及环境测试验证系统，其特征在于，包括：混响室以及其内设置有测试仪表与振动台，所述振动台上方设置有基站天线，当所述基站天线处于振动状态时进行OTA指标测试；

高低温湿热试验箱，所述高低温湿热试验箱与所述振动台连接，以对所述振动台上方施加温度和/或湿度，并同时进行OTA指标测试。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振动台上方设置有透波保温罩，所述透波保温罩与所述振动台围成的空间形成工作区，所述基站天线位于所述工作区内。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述振动台上设置有进气孔与出气孔，所述进气孔与所述出气孔中分别穿设有进气管和出气管，所述工作区通过所述进气管与所述出气管与所述高低温湿热试验箱连通。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述振动台上还设置有线缆安装孔。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述高低温湿热试验箱还外接有进风系统与出风系统。

6.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述混响室内还设置有至少一个场搅拌桨。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述场搅拌桨设置在靠近所述混响室顶壁的长度方向上；和/或，

所述场搅拌桨设置在靠近所述混响室侧壁的长度方向上。

8.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述混响室的顶壁上还设置有至少一个波导窗。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述波导窗的数量为两个，两个所述波导窗分别位于所述混响室顶壁的两端。

10.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述混响室内还设置有金属隔板。

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