TW202210849A - 高速雜散輻射自動化測試系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明是一種高速雜散輻射自動化測試系統，包括有雜散輻射測試腔體與電腦，該雜散輻射測試腔體內部設置有提供待測物放置的轉動平台，面向該轉動平台設置有接收天線，用以接收該待測物的雜散輻射測試信號，該接收天線背向該轉動平台的該雜散輻射測試腔體表面設置有可移動擾動部件，利用位置變化來擾動該待測物的信號以模擬半/全電波暗室量測環境，該電腦連接控制有I/O介面控制箱，該I/O介面控制箱用以控制該可移動擾動部件、該轉動平台的動作，該電腦另連接以將該接收天線所接收待測物產生之雜散輻射訊號經由該濾波器開關箱傳輸至該頻譜分析儀，獲得量測讀值，而在該電腦內設置有測試模組，其內建有雜散輻射測試所需的各項參數，以設定、控制該I/O介面控制箱、該濾波器開關箱、該頻譜分析儀的動作，以及整合測試結果。

Description

高速雜散輻射自動化測試系統及方法
本發明屬於雜散輻射測試領域，特別是關於利用測試系統結合自動化測試軟體，有效改善1~40GHz輻射雜散的調查測量時間，由此達成模擬半/全電波暗室之輻射雜散的量測結果及大幅縮短調查測量的時間。
隨著科技的進步，無線通信產品的技術不斷推陳出新，尤其會使用越來越多的頻寬/調變/聚合波…，故衍生出大量的測試模式需被調查量測。
輻射雜散（Radiated Spurious Emission，RES）測試是無線通信產品在認證時的一個重要的測試項目，現有技術在進行輻射雜散測試時主要包括：傳統遠場測試（DFF，Direct Far Field）、緊縮遠場測試（IFF，Indirect Far Field）以及輻射近場測試方法。然而，傳統遠場測試方法和輻射近場測試方案均具有測試耗時長，需要搭建巨大的測試空間，成本較高且只能用於抽樣檢測等等缺點，而緊縮遠場測試的方法則具有需要多點測試，單次測試耗時長相對較長，不能夠實現產線批量測試的缺點。
關於測試空間的設置，主要有全電波暗室與半電波暗室。全電波暗室可以減少外界電磁波信號對測試信號的干擾，並且不受外界天氣的影響，可以類比自由空間的情況，缺點在於成本較高，故測試空間有限。而半電波暗室與全電波暗室類似，也是一個經過遮罩設計的六面盒體，在其內部覆蓋有電磁波吸波材料，不同之處在於半電波暗室使用導電地板，因此將產生電磁波反射路徑，使接收天線接收到的信號將是直射路徑和反射路徑信號的總和，故使半電波暗室得類比於理想的開闊場情況。
由於國際規範針對雜散輻射量測對絕大多數的無線產品均須調查量測至40GHz，若採用目前現行全/半電波暗室量測方法時間較冗長，故導致測試時間甚至需長達數週。
顯然，現有技術在進行輻射雜散測試時仍存缺點，無法滿足高速發展的無線通信產品測試工作，亟待業界積極研究改良創新。
為此，本案發明人有鑑於前述缺點，乃著手進行研發，經由反覆的計算與實作，終能完成本件高速雜散輻射自動化測試系統。
本發明的目的在於提供一種高速雜散輻射自動化測試系統，其利用測試系統結合自動化測試軟體，有效改善1~40GHz輻射雜散的調查測量時間，可以達成模擬半/全電波暗室之輻射雜散的量測結果，且可以大幅縮短調查測量的時間。
為了達到以上目的，本發明提供了一種高速雜散輻射自動化測試系統，  包括有一雜散輻射測試腔體以及一電腦與其週邊。
該雜散輻射測試腔體內部設置有一轉動平台（Turntable，TT）、一接收天線（Receiving Antenna，RXA）、以及二可移動擾動部件（Movable Stirrer，MS），該轉動平台提供待測物放置，並根據欲量測之操作模式轉動該轉動平台以調整該待測物的方位，該接收天線面向該轉動平台，用以接收該待測物的雜散輻射測試信號，該二可移動擾動部件分別設置在該接收天線背面的該雜散輻射測試腔體的牆面以及天花板上，利用該二可移動擾動部件的位置變化來擾動該待測物的信號以模擬半/全電波暗室量測環境。
該電腦連接有一I/O介面控制箱、一濾波器開關箱、以及一頻譜分析儀，該I/O介面控制箱用以控制該雜散輻射測試腔體內的該二可移動擾動部件、該轉動平台的動作，該濾波器開關箱則連接該接收天線與該頻譜分析儀，使該濾波器開關箱 ，以將該接收天線所接收待測物產生之雜散輻射訊號至該頻譜分析儀，獲得量測讀值(dBm/MHz)。
該電腦內設置有測試模組，該測試模組主要為電腦軟體，其內建有雜散輻射測試所需的各項參數，並通過該電腦設定、控制該I/O介面控制箱、該濾波器開關箱、該頻譜分析儀的動作，以及整合測試結果。
藉由以上結構，本發明的高速雜散輻射自動化測試系統的實施步驟，包括有： 將待測物放置於雜散輻射測試腔體的轉動平台上，由測試人員依據該待測物之無線技術規格，通過電腦內的測試模組設定欲量測之操作模式； 依據該待測物需量測的項目/需調查的頻段範圍/國別…，在該測試模組所提供的設定範圍，設定量測系統參數，完成該操作模式與該量測系統參數的設定； 該測試模組經由控制濾波器開關箱選擇適當路徑或適當RF濾波器，並由該電腦控制I/O介面控制箱進一步控制該雜散輻射測試腔體內的可移動擾動部件來進行位置變化，以及控制該轉動平台進行方位角度變化，然後執行該測試模組設定之動作程序，再經由該接收天線接收該待測物產生之雜散輻射訊號至頻譜分析儀，最後得到量測讀值（dBm/MHz）； 該測試模組讀取該量測讀值，進行運算與補償，匯出模擬半/全電波暗室之測試結果； 該測試模組輸出並顯示運算結果； 該測試人員依據顯示之測試結果是否能符合待測物的規格要求，若不符合會回到初始的步驟重新執行設定與測試，如果符合則繼續下一步驟； 該測試模組儲存相關測試資料於指定路徑，並對儲存之資料進行測試結果分析及比對分析差異產生顯示報告，完成高速雜散輻射自動化測試流程。
前述步驟中，該測試模組執行測試時，會針對欲調查的頻率範圍進行全範圍的雜散輻射訊號進行掃描，確認該待測物產生雜散輻射訊號的頻點，再執行單頻點之峰值與有效值的量測。
而該測試模組對於該量測讀值的補償，包括有場地修正因子及調變修正因子。
本發明相較為習知技術，更可獲得下表優點：
項目 本發明技術 其它技術
場地尺寸 高速測試腔體 1.95m x 1.275m x 1.8m (第一代) 2.55m x 1.275m x 1.8m (第二代) 使用空間較小利於建置 半電波暗室 9m x 6m x 5.7m 全電波暗室 12m x 7m x 6m
量測時間 1~40GHz RSE 評估測試＋最終量測/1mode 1~40GHz RSE 評估測試＋最終量測/1mode
  高速測試系統:5~10分鐘 半電波暗室 : 100~120分鐘
    全電波暗室 : 30分鐘
雜訊位準 RF cable 使用長度 高速測試系統: 2.5m 可大幅降低雜訊位準更利於量測分析 RF cable 使用長度 半電波暗室 :11~12m 全電波暗室 :7~8m 測試系統雜訊位準較高
下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。
請參閱附圖1、圖2所示，本發明提供一種高速雜散輻射自動化測試系統，主要包括有一提供待測物（Device Under Test，DUT）200進行雜散輻射的雜散輻射測試腔體（RSE Test Chamber，RTC）300，以及一作為控制與分析用途的電腦400與其週邊。
該雜散輻射測試腔體300設置有一轉動平台（Turntable，TT）301、一接收天線（Receiving Antenna，RXA）302、以及二可移動擾動部件（Movable Stirrer，MS）303、304。該轉動平台301提供該待測物200放置，並根據欲量測之操作模式可以進行轉動以調整該待測物200的方位，該接收天線302面向該轉動平台301，用以接收該待測物200的雜散輻射測試信號，該二可移動擾動部件303、304分別設置在該接收天線302背面的該雜散輻射測試腔體300的牆面以及天花板上，利用該二可移動擾動部件303、304的位置變化來擾動該待測物200的信號以模擬半/全電波暗室量測環境。
該電腦400連接有一I/O介面控制箱（I/O Control Box，IOCB）401、一濾波器開關箱（Filter Switch Box，FSB）402、以及一頻譜分析儀（Spectrum Analyzer，SA）403，該I/O介面控制箱401用以控制該雜散輻射測試腔體300內的該二可移動擾動部件303、304、該轉動平台301的動作，該濾波器開關箱402則連接該接收天線302與該頻譜分析儀403，使該濾波器開關箱 402將該接收天線302所接收待測物200產生之雜散輻射訊號至該頻譜分析儀403，獲得量測讀值(dBm/MHz)。
該電腦400內設置有測試模組500，該測試模組500主要為電腦軟體，其內建有雜散輻射測試所需的各項參數，並通過該電腦400設定、控制該I/O介面控制箱401、該濾波器開關箱402、該頻譜分析儀403的動作，以及整合測試結果。
請參閱附圖3所示，藉由前述裝置，本發明的使用方法通過以下步驟： 100.     將該待測物200放置於該雜散輻射測試腔體300內的該轉動平台301上，由測試人員依據該待測物200之無線技術規格，通過在該電腦400內的該測試模組500設定欲量測之操作模式； 101.     依據該待測物200需量測的項目/需調查的頻段範圍/國別…，在該測試模組500所提供的設定範圍，設定量測系統參數； 102.     該測試模組500完成該操作模式與該量測系統參數的設定； 103.     依據該步驟102所輸入的資訊，該測試模組500經由控制該濾波器開關箱402選擇適當路徑或適當RF濾波器，並由該電腦400控制I/O介面控制箱401進一步控制該雜散輻射測試腔體300內的該可移動擾動部件303、304來進行位置變化，以及控制該轉動平台301進行方位角度變化，然後執行該測試模組500設定之動作程序，再經由該接收天線302接收該待測物200產生之雜散輻射訊號至該頻譜分析儀403，最後得到量測讀值(dBm/MHz)，本執行程序會針對欲調查的頻率範圍進行全範圍的雜散輻射訊號進行掃描，確認該待測物200產生雜散輻射訊號的頻點，再執行單頻點之峰值與有效值的量測； 104.     該測試模組500讀取該步驟103之量測讀值資料，運算並補償場地修正因子（Site Correction Factor，SCF）及調變修正因子（Modulation Correction Factor，MCF）測試結果，匯出模擬半/全電波暗室之測試結果； 105.     該測試模組500輸出運算結果； 106.     該測試模組500依據該步驟105的輸出資料進一步顯示該步驟104之測試結果； 107.     該測試人員依據顯示之測試結果是否能符合待測物200的規格要求，如果顯示「失敗（Fail）」回到初始的步驟100重新執行設定與測試，如果顯示「通過（Pass）」則進行下一步驟； 108.     該測試模組500儲存相關測試資料於指定路徑，儲存之資料可以藉由讀取於該步驟104進行測試結果分析及比對分析差異產生顯示報告； 109.     完成高速雜散輻射自動化測試流程。
本發明的高速雜散輻射自動化測試系統透過可移動擾動部件303、304及測試軟體設定多種模式變化來進行模擬全電波暗室量測環境，並配合市場高速FFT頻譜分析儀403，達成評估測試效能提升大於10倍，相對半電波暗室量測可大幅降低量測時間90%，有利於無線通信產品的開發及問題修正。
以上實施方式只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人瞭解本發明的內容並加以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明精神實質所做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。
100~109:步驟 200:待測物 300:雜散輻射測試腔體 301:轉動平台 302:接收天線 303、304:可移動擾動部件 400:電腦 401:I/O介面控制箱 402:濾波器開關箱 403:頻譜分析儀 500:測試模組
圖1為本發明高速雜散輻射自動化測試系統的立體圖； 圖2為該高速雜散輻射自動化測試系統的結構方塊圖；以及 圖3為該高速雜散輻射自動化測試系統的使用方法流程圖。
200:待測物
300:雜散輻射測試腔體
301:轉動平台
302:接收天線
303、304:可移動擾動部件
400:電腦
401:I/O介面控制箱
402:濾波器開關箱
403:頻譜分析儀
500:測試模組

Claims (6)

  1. 一種高速雜散輻射自動化測試系統，其特徵在於： 雜散輻射測試腔體，其內部設置有轉動平台，該轉動平台提供待測物放置，並根據欲量測之操作模式轉動該轉動平台以調整該待測物的方位，該雜散輻射測試腔體內部面向該轉動平台設置有接收天線，用以接收該待測物的雜散輻射測試信號，該接收天線背向該轉動平台的該雜散輻射測試腔體表面設置有可移動擾動部件，該可移動擾動部件利用位置變化來擾動該待測物的信號以模擬半/全電波暗室量測環境； 電腦，其連接控制有I/O介面控制箱，該I/O介面控制箱用以控制該雜散輻射測試腔體內的該可移動擾動部件、該轉動平台的動作，該電腦另連接控制有濾波器開關箱與頻譜分析儀，使該濾波器開關箱連接該接收天線與該頻譜分析儀，以將該接收天線所接收待測物產生之雜散輻射訊號經由該濾波器開關箱傳輸至該頻譜分析儀，獲得量測讀值；以及 測試模組，設置在該電腦內，該測試模組內建有雜散輻射測試所需的各項參數，並通過該電腦設定、控制該I/O介面控制箱、該濾波器開關箱、該頻譜分析儀的動作，以及整合測試結果。
  2. 如請求項1所述的高速雜散輻射自動化測試系統，其中，該可移動擾動部件設置有二，分別裝置在該接收天線背面的該雜散輻射測試腔體的牆面以及天花板上並可移動。
  3. 如請求項1所述的高速雜散輻射自動化測試系統，其中，該測試模組為電腦軟體。
  4. 一種高速雜散輻射自動化測試方法，其特徵在於，包括有以下步驟： 將待測物放置於雜散輻射測試腔體的轉動平台上，由測試人員依據該待測物之無線技術規格，通過電腦內的測試模組設定欲量測之操作模式； 依據該待測物需量測的項目/需調查的頻段範圍/國別…，在該測試模組所提供的設定範圍，設定量測系統參數，完成該操作模式與該量測系統參數的設定； 該測試模組經由控制濾波器開關箱選擇適當路徑或適當RF濾波器，並由該電腦控制I/O介面控制箱進一步控制該雜散輻射測試腔體內的可移動擾動部件來進行位置變化，以及控制該轉動平台進行方位角度變化，然後執行該測試模組設定之動作程序，再經由該接收天線接收該待測物產生之雜散輻射訊號至頻譜分析儀，最後得到量測讀值（dBm/MHz）； 該測試模組讀取該量測讀值，進行運算與補償，匯出模擬半/全電波暗室之測試結果； 該測試模組輸出並顯示運算結果； 該測試人員依據顯示之測試結果是否能符合待測物的規格要求，若不符合會回到初始的步驟重新執行設定與測試，如果符合則繼續下一步驟； 該測試模組儲存相關測試資料於指定路徑，並對儲存之資料進行測試結果分析及比對分析差異產生顯示報告，完成高速雜散輻射自動化測試流程。
  5. 如請求項4所述的高速雜散輻射自動化測試方法，其中，該測試模組執行測試時，會針對欲調查的頻率範圍進行全範圍的雜散輻射訊號進行掃描，確認該待測物產生雜散輻射訊號的頻點，再執行單頻點之峰值與有效值的量測。
  6. 如請求項4所述的高速雜散輻射自動化測試方法，其中，該測試模組對於該量測讀值的補償，包括有場地修正因子及調變修正因子。
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