WO2022005186A1 - 안테나 성능시험 시스템 - Google Patents

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WO2022005186A1
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signal
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signal strength
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PCT/KR2021/008220
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석원진
백형일
유경현
이찬우
김정열
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주식회사 아모센스
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Definitions

  • the present invention relates to an antenna performance test system, and more particularly, to an antenna performance test system for testing the performance of an antenna mounted on a mobile terminal.
  • UWB communication may provide a wireless positioning and communication function with high precision through an impulse signal.
  • UWB communication uses a frequency band of about 3.1 GHz to 10.6 GHz and has a transmission distance of about 10 m to 1 km.
  • UWB communication has excellent time resolution with several nsec pulses, which is advantageous for distance measurement and enables low-power realization of low duty cycle.
  • the antenna performance test is carried out with the measurement target mobile terminal and UWB antenna placed inside the shield box.
  • the UWB antenna outputs a UWB frequency band signal (hereinafter, a UWB output signal) and receives a UWB frequency band signal (hereinafter, a UWB reception signal) from a measurement target mobile terminal.
  • the antenna performance test system is connected to the UWB antenna through an RF cable, and performs an antenna performance test and calibration of the mobile terminal using the UWB output signal and the UWB reception signal.
  • the conventional antenna performance test system has a problem in that it is difficult to accurately test and calibrate the antenna performance because it does not reflect the loss due to the RF cable.
  • An object of the present invention is to provide an antenna performance test system in which the antenna performance is tested by reflecting the loss of a cable used during the antenna performance test, which has been proposed in view of the above circumstances.
  • an antenna performance test system includes a tester having a test port connected by a cable to an antenna communicating with a test target terminal in a shield box when a test mode is set, and the tester outputs a test signal to the test port, receives a response signal corresponding to the test signal through the test port, and calculates a value obtained by adding a calibration value to the received signal strength of the response signal as a communication performance measurement value.
  • Antenna performance test system has an output port, and further includes a signal generator for outputting a reference signal having a reference signal strength to the output port, and the tester uses an output port and a cable when set to the calibration mode
  • a calibration port connected thereto is further provided, and when the calibration mode is set, the calibration value may be set based on the reference signal strength and the received signal strength of the reference signal input to the calibration port.
  • the tester may calculate a difference value between the reference signal strength and the received signal strength as a loss value of the cable, and set the loss value as a calibration value.
  • the tester further includes a calibration port and a test port connected with a cable, and the tester subtracts the received signal strength from the signal strength of the self-diagnosis signal output through the test port and the self-diagnosis signal received through the calibration port. Values can be generated as self-diagnostic results.
  • the tester When the tester is set to the calibration mode, it is connected to a signal processing element and a signal processing element that measure the received signal strength of the reference signal input through the receiving end, and measures the received signal strength measured by the signal processing element as the difference between the reference signal strength of the cable. It may include a microcontroller that calculates the loss value and sets the loss value as a correction value.
  • the signal processing element outputs a test signal to the output terminal when set to the test mode, receives a response signal corresponding to the test signal through a reception terminal different from the reception terminal, measures the received signal strength of the response signal, and the microcontroller sends a signal A value obtained by adding a calibration value to the received signal strength measured by the processing element may be set as a communication performance measurement value.
  • the tester When the test mode is set, the tester is connected to the antenna and the cable communicating with the terminal under test in the shield box, outputs the test signal output from the output terminal of the signal processing element to the antenna, and inputs a response signal corresponding to the test signal from the antenna It may further include a switch for connecting the test port and the other receiving end by switching to the receiving test port and the other receiving end, and outputting a response signal input to the test port to the other receiving end.
  • the antenna performance test system has the effect of easily measuring the loss of the cable used in the antenna performance test by calculating the cable loss through the difference between the output signal strength of the signal generator and the received signal strength of the tester. .
  • the antenna performance test system has the effect of measuring the antenna performance in which the cable loss is reflected by setting the calculated cable loss as a calibration value and reflecting the calibration value to the measured value measured during the antenna performance test.
  • the antenna performance test system has the effect of improving the accuracy of the antenna performance test result by measuring the antenna performance reflecting the cable loss.
  • the antenna performance test system adds a self-diagnosis path to self-diagnose and generates an alarm when an abnormality occurs, so that the performance degradation of the test system can be easily identified and the optimal state can be maintained to provide accurate antenna performance test results. It works.
  • the antenna performance test system can establish an antenna performance test environment at a lower cost than the existing antenna performance test apparatus, and has the effect of rescuing an antenna performance test environment even in an experimental environment in which power connection is difficult.
  • FIG. 1 is a view for explaining the configuration of an antenna performance test system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a calibration (Calibration) mode of the antenna performance test system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view for explaining a test mode of the antenna performance test system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining the configuration of the tester shown in FIG.
  • FIG. 5 is a view for explaining a calibration mode operation of the tester shown in FIG.
  • FIG. 6 is a view for explaining a test mode operation of the tester shown in FIG. 1;
  • FIG. 7 to 11 are diagrams for explaining the operation and configuration of the self-diagnosis mode of the tester in FIG. 1;
  • An antenna performance test system is an apparatus for measuring UWB communication performance of a test target terminal.
  • the antenna performance test system measures the loss of the RF cable used in the performance test of the terminal under test, and outputs a performance measurement value reflecting the measured loss of the RF cable. Through this, the antenna performance test system can accurately measure the UWB communication performance of the terminal under test.
  • the antenna performance test system 100 includes a control terminal 120 , a signal generator 140 , and a tester 160 .
  • the control terminal 120 controls the tester 160 for the antenna performance test.
  • the control terminal 120 may be configured as a terminal such as a smart phone, tablet, or desktop to control.
  • the control terminal 120 is connected to the tester 160 to enable data communication, and is connected to the tester 160 through a communication cable such as a serial cable or a USB cable.
  • the control terminal 120 may be connected to a network such as the Internet or an intranet in order to transmit the performance test result to a terminal or server located outside the laboratory.
  • the control terminal 120 outputs a control signal for operating the tester 160 in a calibration mode. That is, when the manager requests to enter the calibration mode through the control terminal 120 , the control terminal 120 generates a calibration mode setting signal in response to the manager's request to enter the calibration mode and outputs it to the tester 160 .
  • the control terminal 120 receives and manages the calibration value from the tester 160 .
  • the control terminal 120 receives the calibration value set by the tester 160 operating in the calibration mode.
  • the control terminal 120 stores the received calibration value in association with unique information (eg, product number, product name, etc.) of the RF cable 50 .
  • the calibration value is a loss value of the RF cable 50 measured by the tester 160 .
  • the control terminal 120 outputs a control signal for operating the tester 160 in the test mode. That is, when the manager requests to enter the test mode through the control terminal 120 , the control terminal 120 generates a test mode setting signal in response to the manager's request to enter the test mode and outputs it to the tester 160 .
  • the control terminal 120 receives and manages the performance measurement value from the tester 160 . That is, the control terminal 120 receives the communication performance measurement value from the tester 160 operating in the test mode.
  • the control terminal 120 stores the communication performance measurement value in association with unique information (eg, product number, product name, etc.) of the control terminal 120 .
  • the communication performance measurement value is a measurement value received from the tester 160 , and a calibration value (ie, RF cable 50) to the communication performance measurement value (ie, received signal strength (RSSI)) measured by the tester 160 . loss value of ).
  • the signal generator 140 outputs a reference signal to calibrate the tester 160 by reflecting the loss of the RF cable 50 .
  • the signal generator 140 outputs a preset reference signal for calibration of the tester 160 before the performance test. In this case, the signal generator 140 outputs a UWB signal having a reference signal strength as a reference signal. The reference signal strength is not stored in the internal memory of the signal generator 140 .
  • the signal generator 140 is connected to the RF cable 50 and has an output port OP for outputting a reference signal through the RF cable 50 .
  • the signal generator 140 may have a built-in rechargeable battery to output a reference signal without a separate external power source.
  • the tester 160 operates in the calibration mode in response to the calibration mode setting signal of the control terminal 120 .
  • the tester 160 sets a calibration value that is a loss value of the RF cable 50 when operating in the calibration mode.
  • the tester 160 is connected to the signal generator 140 through the RF cable 50 during the calibration mode operation. Both ends of the RF cable 50 are respectively connected to the calibration port CP of the tester 160 and the output port OP of the signal generator 140 .
  • the reference signal strength set for calibration of the tester 160 is shared by the signal generator 140 and the tester 160, and the reference signal strength is stored in advance in each internal memory.
  • the signal generator 140 outputs a reference signal through the output port OP.
  • the signal generator 140 outputs a reference signal having a reference signal strength through the output port OP.
  • the RF cable 50 outputs the reference signal applied through the output port OP of the signal generator 140 to the calibration port CP of the tester 160 .
  • the tester 160 receives the reference signal through the calibration port CP.
  • the tester 160 measures the signal strength (hereinafter, received signal strength) of the reference signal received through the calibration port CP.
  • the tester 160 calculates a loss value of the RF cable 50 by comparing the received signal strength of the reference signal received through the calibration port (CP) with the reference signal strength of the reference signal output to the test port (TP). The tester 160 calculates a loss value of the RF cable 50 by subtracting the received signal strength from the reference signal strength. The tester 160 sets the calculated loss value of the RF cable 50 as a calibration value.
  • the tester 160 may have the reference signal strength stored in the internal memory for setting the calibration value, and may store the set calibration value in the internal memory.
  • the tester 160 operates in a test mode for measuring the UWB communication performance of the test target terminal 10 in response to the test mode setting signal of the control terminal 120 .
  • the terminal under test 10 and the UWB antenna 20 are disposed in a shield box 30 . Both ends of the RF cable 50 used in the calibration mode are respectively connected to the test port TP of the tester 160 and the UWB antenna 20 .
  • the tester 160 outputs a test signal through the test port TP.
  • the test signal is output to the UWB antenna 20 through the RF cable 50 , and the UWB antenna 20 outputs the test signal.
  • the test target terminal 10 receives the test signal output to the UWB antenna 20 and outputs a response signal corresponding to the test signal, but outputs a response signal having a reference signal strength.
  • the UWB antenna 20 receives the response signal, and the tester 160 measures the signal strength of the response signal received from the UWB antenna 20 .
  • the tester 160 calculates a communication performance measurement value by reflecting the calibration value to the measured signal strength (hereinafter, measured signal strength).
  • the tester 160 calculates a communication performance measurement value by summing the measured signal strength and the calibration value, and transmits the calculated communication performance measurement value to the control terminal 120 .
  • the tester 160 includes a communication device 141 , a microcontroller 142 , a signal processing device 143 , an attenuator 144 , a filter 145 , a calibration port CP, and a test port TP ), a first switch SW1 , a second switch SW2 , a third switch SW3 , and a fourth switch SW4 .
  • the first switch SW1 to the fourth switch SW4 is a single pole double throw (SPDT) switch having one input pole and two outputs throw.
  • SPDT single pole double throw
  • the tester 160 is connected to the signal generator 140 through the RF cable 50 used for measuring communication performance. Both ends of the RF cable 50 are respectively connected to the calibration port CP of the tester 160 and the output port OP of the signal generator 140 .
  • the communication element 141 receives a calibration mode setting signal from the control terminal 120 .
  • the communication element 141 transmits the received calibration mode setting signal to the microcontroller 142 .
  • the microcontroller 142 sets the tester 160 to the calibration mode in response to the calibration mode setting signal of the communication element 141 .
  • the signal generator 140 When the tester 160 is set to the calibration mode, the signal generator 140 outputs a reference signal to the RF cable 50 .
  • the signal generator 140 outputs a reference signal that is a UWB signal having a reference signal strength to the output port OP. At this time, the signal generator 140 outputs a reference signal having a signal strength corresponding to the reference signal strength stored in the internal memory to the RF cable 50 .
  • the RF cable 50 connected to the output port OP of the signal generator 140 applies the reference signal output from the signal generator 140 to the calibration port CP of the tester 160 .
  • the calibration port CP outputs the applied reference signal (hereinafter, the reception signal) to the first switch SW1.
  • the first switch SW1 switches to the attenuator 144 to output the received signal to the attenuator 144 .
  • the attenuator 144 attenuates the power of the received signal and then outputs it to the signal processing device 143 .
  • the signal processing element 143 receives the received signal output from the attenuator 144 through the second receiving end RX2 and measures the received signal strength, which is the signal strength of the received signal. The signal processing element 143 outputs the measured received signal strength to the microcontroller 142 .
  • the microcontroller 142 sets a calibration value by comparing the reference signal strength and the received signal strength. At this time, the signal processing element 143 calculates a loss value of the RF cable 50 based on the difference between the reference signal strength and the received signal strength, and sets the calculated loss value as a correction value. The microcontroller 142 stores the calibration value in the internal memory and outputs it to the communication device 141 .
  • the communication element 141 transmits the calibration value to the control terminal 120 in response to the calibration value output of the microcontroller 142 .
  • the control terminal 120 stores and manages the calibration value transmitted from the communication element 141 .
  • the operation of each configuration will be described as follows. At this time, the calibration port (CP), the first switch (SW1), and the attenuator 144 does not perform a separate operation when measuring the communication performance.
  • the communication element 141 receives a test mode setting signal from the control terminal 120 .
  • the communication device 141 transmits the received test mode setting signal to the microcontroller 142 .
  • the microcontroller 142 sets the tester 160 to the test mode in response to the test mode setting signal of the communication device 141 .
  • the microcontroller 142 outputs a test signal output request signal to the signal processing element 143 when the tester 160 is set to the test mode.
  • the signal processing element 143 outputs a test signal to the output terminal TX in response to the test signal output request signal of the microcontroller 142 .
  • the second switch SW2 switches to the third switch SW3 and outputs the test signal output from the output terminal TX of the signal processing element 143 to the third switch SW3 .
  • the third switch SW3 switches to the filter 145 and outputs a test signal to the filter 145 .
  • the test signal passing through the filter 145 is output to the RF cable 50 through the test port TP.
  • the RF cable 50 applies a test signal to the UWB antenna 20 disposed within the shield box 30 . Accordingly, the UWB antenna 20 outputs a UWB signal inside the seal box.
  • the test target terminal 10 receives the test signal output from the UWB antenna 20 and outputs a response signal corresponding to the test signal. At this time, the test target terminal 10 outputs a response signal having a reference signal strength.
  • the UWB antenna 20 receives the response signal of the terminal under test 10 , and the received response signal is output through the RF cable 50 .
  • the RF cable 50 applies a response signal to the test port TP, and the test port TP outputs the applied response signal to the filter 145 .
  • the filter 145 filters the response signal to remove noise, and then outputs it to the third switch SW3.
  • the third switch SW3 switches to the fourth switch SW4 and outputs the response signal output from the filter 145 to the fourth switch SW4 .
  • the fourth switch SW4 switches to the first receiving terminal TX1 of the signal processing element 143 to output a response signal to the signal processing element 143 .
  • the signal processing element 143 receives the response signal output from the fourth switch SW4 through the first receiving terminal RX1 and measures the received signal strength, which is the signal strength of the received response signal. The signal processing element 143 outputs the measured received signal strength to the microcontroller 142 .
  • a self-diagnosis circuit line CL for the self-diagnosis mode operation may be added to the tester 160 . That is, the self-diagnosis circuit line CL connects the output of the third switch SW3 to the input of the fourth switch SW4 and the input of the first switch SW1 .
  • the control terminal 120 outputs a control signal for operating the tester 160 in the self-diagnosis mode. That is, when the manager requests to enter the self-diagnosis mode through the control terminal 120 , the control terminal 120 generates a self-diagnosis mode setting signal in response to the manager's request to enter the self-diagnosis mode and outputs it to the tester 160 . .
  • the tester 160 performs self-diagnosis in response to the self-diagnosis mode setting signal of the control terminal 120 , and transmits the self-diagnosis result to the control terminal 120 .
  • the control terminal 120 may receive and manage the self-diagnosis result from the tester 160, and when there is an abnormality in the self-diagnosis result, a tester abnormality alarm may be generated. In this case, the control terminal 120 may generate a tester abnormality alarm in various ways, such as lamp blinking, lighting, outputting an alarm screen, and transmitting an alarm to the manager terminal.
  • test port (TP), the calibration port (CP), the third switch (SW3), and the filter 145 do not perform separate operations. omit
  • the microcontroller 142 sets the self-diagnosis mode in response to the self-diagnosis mode setting signal of the communication device 141 .
  • the microcontroller 142 outputs a self-diagnosis start request signal to the signal processing element 143 .
  • the signal processing element 143 responds to the self-diagnosis start request signal, and the output terminal TX, the second switch SW2, the fourth switch SW4, and the first reception terminal TX1 are connected to the first signal line CL1 and , the self-diagnosis of the second signal line CL2 to which the output terminal TX, the second switch SW2, the first switch SW1, and the second reception terminal TX2 are connected starts.
  • the signal processing device 143 starts self-diagnosis of the first signal line CL1 .
  • the signal processing element 143 transmits the first signal line CL1 connection signal to the second switch SW2, and the second switch SW2 responds to the first signal line CL1 connection signal to the fourth switch ( SW4).
  • the second switch SW2 switches to the output terminal TX and the fourth switch SW4 of the signal processing element 143 to convert the test signal output from the output terminal TX of the signal processing element 143 to the fourth switch SW4 ) is output.
  • the fourth switch SW4 switches to the signal processing element 143 and outputs a self-diagnosis signal to the signal processing element 143 .
  • the signal processing element 143 receives the self-diagnosis signal output from the fourth switch SW4 through the first receiving terminal RX1 and measures the received signal strength, which is the signal strength of the received self-diagnosis signal. The signal processing element 143 outputs the measured received signal strength to the microcontroller 142 .
  • the microcontroller 142 compares the received signal strength with the reference signal strength to generate a first self-diagnosis result that is a self-diagnosis result of the first signal line CL1 .
  • the microcontroller 142 generates a difference between the received signal strength and the reference signal strength as the first self-diagnosis result.
  • the signal processing device 143 starts the self-diagnosis of the second signal line CL2 .
  • the signal processing element 143 transmits a second signal line (CL2) connection signal to the second switch (SW2), and the second switch (SW2) responds to the first signal line (CL1) connection signal to the first switch ( switch to SW1).
  • the signal processing element 143 outputs a self-diagnosis signal to the output terminal TX when the switching of the second switch SW2 is completed.
  • the second switch SW2 switches to the output terminal TX and the first switch SW1 of the signal processing element 143 to convert the test signal output from the output terminal TX of the signal processing element 143 to the first switch SW1 ) is output.
  • the first switch SW1 switches to the signal processing element 143 and outputs a self-diagnosis signal to the signal processing element 143 .
  • the microcontroller 142 compares the received signal strength with the reference signal strength to generate a second self-diagnosis result that is a self-diagnosis result of the second signal line CL2 .
  • the microcontroller 142 generates the difference between the received signal strength and the reference signal strength as the second self-diagnosis result.
  • the microcontroller 142 When the self-diagnosis of the second signal line CL2 is completed, the microcontroller 142 outputs the self-diagnosis result to the communication device 141 .
  • the microcontroller 142 may output the self-diagnosis result including the first self-diagnosis result and the second self-diagnosis result to the communication device 141 and store the self-diagnosis result in an internal memory.
  • the communication element 141 transmits the self-diagnosis result to the control terminal 120 in response to the self-diagnosis result output of the microcontroller 142 .
  • the control terminal 120 stores and manages the self-diagnosis result transmitted from the communication device 141 .
  • the control terminal 120 sets and stores a self-diagnosis reference value in which an error range is set, and the control terminal 120 compares the self-diagnosis result with the self-diagnosis reference value to generate a tester abnormality alarm.
  • the self-diagnosis reference value corresponding to the first self-diagnosis result and the self-diagnosis reference value corresponding to the second signal line CL2 may be set to have different values or different error ranges.
  • the control terminal 120 determines that the tester 160 is abnormal and generates a tester abnormality alarm.
  • the tester 160 may perform self-diagnosis while the test port TP and the calibration port CP are connected by the RF cable 50 .
  • the communication element 141 receives a self-diagnosis mode setting signal from the control terminal 120 .
  • the communication device 141 transmits the received self-diagnosis mode setting signal to the microcontroller 142 .
  • the microcontroller 142 sets the self-diagnosis mode in response to the self-diagnosis mode setting signal of the communication device 141 .
  • the microcontroller 142 outputs a self-diagnosis start request signal to the signal processing element 143 .
  • Signal processing element 143 in response to the self-diagnosis start request signal output terminal (TX), the second switch (SW2), the third switch (SW3), the filter 145, the test port (TP), the RF cable (50) , the calibration port (CP), the first switch (SW1), the attenuator 144 and the second receiving terminal (RX2) to configure a connected signal line, and start self-diagnosis of the signal line.
  • the signal processing element 143 outputs a self-diagnosis signal to the output terminal TX when the configuration of the signal line is completed.
  • the self-diagnosis signal is a UWB signal (that is, a reference signal) having a reference signal strength as an example.
  • the second switch SW2 switches to the output terminal TX and the third switch SW3 of the signal processing element 143 to transmit the test signal output from the output terminal TX of the signal processing element 143 to the third switch SW3 ) is output.
  • the second switch SW2 switches to the filter 145 and outputs a self-diagnosis signal to the filter 145 .
  • the test signal passing through the filter 145 is output to the RF cable 50 through the test port TP.
  • the RF cable 50 outputs the self-diagnosis signal output from the test port TP to the calibration port CP.
  • the calibration port CP outputs a self-diagnosis signal to the first switch SW1.
  • the first switch SW1 switches to the attenuator 144 to output a self-diagnosis signal to the attenuator 144 .
  • the attenuator 144 reduces the amplitude of the self-diagnosis signal within a set range and then outputs it to the signal processing element 143 .
  • the signal processing element 143 receives the self-diagnosis signal output from the attenuator 144 through the second receiving terminal RX2, and measures the received signal strength, which is the signal strength of the received self-diagnosis signal. The signal processing element 143 outputs the measured received signal strength to the microcontroller 142 .
  • the microcontroller 142 compares the received signal strength with the reference signal strength to generate a self-diagnosis result.
  • the microcontroller 142 generates a difference between the received signal strength and the reference signal strength as a self-diagnosis result.
  • the microcontroller 142 outputs the self-diagnosis result to the communication device 141 .
  • the communication element 141 transmits the self-diagnosis result to the control terminal 120 in response to the self-diagnosis result output of the microcontroller 142 .
  • the control terminal 120 stores and manages the self-diagnosis result transmitted from the communication device 141 .
  • the control terminal 120 sets and stores a self-diagnosis reference value in which an error range is set, and the control terminal 120 compares the self-diagnosis result with the self-diagnosis reference value to generate a tester abnormality alarm. In this case, when the self-diagnosis result is out of the error range of the self-diagnosis reference value, the control terminal 120 determines that the tester 160 is abnormal and generates a tester abnormality alarm.
  • control terminal 120 generates a tester abnormality alarm based on the self-diagnosis reference value and the self-diagnosis result, but the present invention is not limited thereto.
  • a tester error alarm may also be generated based on the result of the self-diagnosis.

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Abstract

안테나 성능시험시 사용되는 케이블의 손실을 반영하여 안테나 성능을 시험하도록 한 안테나 성능시험 시스템을 제시한다. 제시된 안테나 성능시험 시스템은 테스트 모드 설정시 실드 박스 내에서 시험 대상 단말과 통신하는 안테나와 케이블로 연결되는 테스트 포트를 구비하는 테스터를 포함하고, 테스터는 테스트 포트로 테스트 신호를 출력하고, 테스트 포트를 통해 테스트 신호에 대응하는 응답 신호를 수신하고, 응답 신호의 수신 신호 강도에 교정값을 합산한 값을 통신 성능 측정값으로 산출한다.

Description

안테나 성능시험 시스템
본 발명은 안테나 성능시험 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대 단말에 실장되는 안테나의 성능을 시험하는 안테나 성능시험 시스템에 관한 것이다.
최근 UWB(Ultra Wide Band, 초광대역) 안테나를 휴대 단말에 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다. UWB 안테나는 대상물과의 거리, 대상물 위치, 휴대 단말의 위치 등을 측정하기 위한 안테나로 사용된다.
UWB 안테나를 이용한 통신(이하, UWB 통신)은 임펄스 신호를 통해 높은 정밀도를 갖는 무선 측위 및 통신 기능을 제공할 수 있다. UWB 통신은 대략 3.1㎓∼10.6㎓ 정도의 주파수 대역을 사용하면서 대략 10m∼1km 정도의 전송 거리를 갖는다. UWB 통신은 수 nsec pulse로 시간 분해능이 우수하여 거리 측정에 유리하고, Low duty cycle의 저전력 구현이 가능하다.
UWB 안테나는 정밀 위치 측정을 위해 사용되기 때문에, UWB 안테나가 실장된 휴대 단말을 개발/제조 단계에서 안테나 성능 실험을 진행하고 있다.
안테나 성능 실험은 실드 박스(Shield Box) 내부에 측정 대상 휴대 단말과 UWB 안테나를 배치된 상태로 진행된다. UWB 안테나는 UWB 주파수 대역 신호(이하, UWB 출력 신호)를 출력하고, 측정 대상 휴대 단말로부터 UWB 주파수 대역 신호(이하, UWB 수신 신호)를 수신한다.
안테나 성능시험 시스템은 RF 케이블을 통해 UWB 안테나와 연결되며, UWB 출력 신호와 UWB 수신 신호를 이용하여 휴대 단말의 안테나 성능시험 및 교정(Calibration)을 수행한다.
하지만, 종래의 안테나 성능시험 시스템은 RF 케이블에 의한 손실(Loss)을 반영하지 못해 정확한 안테나 성능시험 및 교정이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 제안된 것으로 안테나 성능시험시 사용되는 케이블의 손실을 반영하여 안테나 성능을 시험하도록 한 안테나 성능시험 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 성능시험 시스템은 테스트 모드 설정시 실드 박스 내에서 시험 대상 단말과 통신하는 안테나와 케이블로 연결되는 테스트 포트를 구비하는 테스터를 포함하고, 테스터는 테스트 포트로 테스트 신호를 출력하고, 테스트 포트를 통해 테스트 신호에 대응하는 응답 신호를 수신하고, 응답 신호의 수신 신호 강도에 교정값을 합산한 값을 통신 성능 측정값으로 산출한다.
본 발명의 실시 예에 따른 안테나 성능시험 시스템은 출력 포트를 구비하고, 출력 포트로 기준 신호 강도를 갖는 기준 신호를 출력하는 신호 생성기를 더 포함하고, 테스터는 교정 모드로 설정시 출력 포트와 케이블로 연결되는 교정 포트를 더 구비하고, 교정 모드로 설정시 기준 신호 강도와 교정 포트로 입력된 기준 신호의 수신 신호 강도를 근거로 교정값을 설정할 수 있다. 이때, 테스터는 기준 신호 강도와 수신 신호 강도의 차이값을 케이블의 손실값으로 산출하고, 손실값을 교정값으로 설정할 수 있다.
테스터는 자가 진단 모드시 교정 포트와 케이블로 연결된 테스트 포트를 더 구비하고, 테스터는 테스트 포트를 통해 출력된 자가 진단 신호의 신호 강도와 교정 포트를 통해 수신한 자가 진단 신호를 수신 신호 강도를 차감한 값을 자가 진단 결과로 생성할 수 있다.
테스터는 교정 모드로 설정시 수신단을 통해 입력된 기준 신호의 수신 신호 강도를 측정하는 신호 처리 소자 및 신호 처리 소자와 연결되고, 신호 처리 소자에서 측정한 수신 신호 강도를 기준 신호 강도의 차이를 케이블의 손실값으로 산출하고, 손실값을 교정값으로 설정하는 마이크로 컨트롤러를 포함할 수 있다. 이때, 신호 처리 소자는 테스트 모드로 설정시 출력단으로 테스트 신호를 출력하고, 수신단과 다른 수신단을 통해 테스트 신호에 대응하는 응답 신호를 입력받고, 응답 신호의 수신 신호 강도를 측정하고, 마이크로 컨트롤러는 신호 처리 소자에서 측정한 수신 신호 강도에 교정값을 합산한 값을 통신 성능 측정값으로 설정할 수 있다.
테스터는 테스트 모드 설정시 실드 박스 내에서 시험 대상 단말과 통신하는 안테나와 케이블로 연결되고, 신호 처리 소자의 출력단에서 출력된 테스트 신호를 안테나로 출력하고, 안테나로부터 테스트 신호에 대응하는 응답 신호를 입력받는 테스트 포트 및 다른 수신단으로 스위칭하여 테스트 포트 및 다른 수신단을 연결하고, 테스트 포트로 입력된 응답 신호를 다른 수신단으로 출력하는 스위치를 더 포함할 수 있다.
테스터는 출력단 및 수신단을 구비하고, 자가 진단 모드로 설정시 출력단으로 기준 신호 강도를 갖는 자가 진단 신호를 출력하고, 수신단을 통해 수신한 수신 신호의 수신 신호 강도를 측정하는 신호 처리 소자 및 수신 신호 강도를 근거로 테스터 이상 알람을 발생하는 마이크로 컨트롤러를 포함할 수 있다. 이때, 마이크로 컨트롤러는 수신 신호 강도가 자가 진단 기준값의 오차 범위를 벗어나면 테스터 이상으로 판단하고, 테스터 이상 알람을 발생하고, 수신단은 제1 수신단 및 제2 수신단을 포함하고, 테스터는 출력단을 제1 수신단 및 제2 수신단 중 하나로 스위칭하는 스위치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 안테나 성능시험 시스템은 신호 생성기의 출력 신호 강도와 테스터의 수신 신호 강도의 차이를 통해 케이블 손실을 산출함으로써, 안테나 성능시험시 사용되는 케이블의 손실을 손쉽게 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 안테나 성능시험 시스템은 산출한 케이블 손실을 교정값으로 설정하고, 안테나 성능시험시 측정된 측정값에 교정값을 반영함으로써, 케이블 손실이 반영된 안테나 성능을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 안테나 성능시험 시스템은 케이블 손실이 반영된 안테나 성능을 측정함으로써, 안테나 성능시험 결과의 정확도를 향상시킬 수 효과가 있다.
또한, 안테나 성능시험 시스템은 자가 진단 경로를 추가하여 자가 진단하여 이상 발생시 알람을 발생함으로써, 시험 시스템의 성능 저하를 손쉽게 파악할 수 있고, 최적 상태를 유지할 수 있어 정확한 안테나 성능시험 결과를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 안테나 성능시험 시스템은 기존 안테나 성능시험 장치보다 낮은 비용으로 안테나 성능시험 환경을 구축할 수 있고, 전원 연결이 어려운 실험 환경에서도 안테나 성능시험 환경을 구출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 성능시험 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 성능시험 시스템의 교정(Calibration) 모드를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 성능시험 시스템의 테스트 모드를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 1에 도시된 테스터의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 1에 도시된 테스터의 교정 모드 동작을 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 1에 도시된 테스터의 테스트 모드 동작을 설명하기 위한 도면.
도 7 내지 도 11은 도 1에 테스터의 자가 진단 모드 동작 및 구성을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예에 따른 안테나 성능시험 시스템은 시험 대상 단말의 UWB 통신 성능을 측정하는 장치이다. 안테나 성능시험 시스템은 시험 대상 단말의 성능시험시 사용되는 RF 케이블의 손실(Loss)을 측정하고, 측정된 RF 케이블의 손실을 반영한 성능 측정값을 출력한다. 이를 통해, 안테나 성능시험 시스템은 시험 대상 단말의 UWB 통신 성능을 정확하게 측정할 수 있도록 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 성능시험 시스템(100)은 제어 단말(120), 신호 생성기(140) 및 테스터(160)를 포함하여 구성된다.
제어 단말(120)은 안테나 성능시험을 위해 테스터(160)를 제어한다. 제어 단말(120)은 제어하는 스마트폰, 태블릿, 데스크탑 등의 단말로 구성될 수 있다. 제어 단말(120)은 데이터 통신이 가능하도록 테스터(160)와 연결되며, 시리얼 케이블, USB 케이블 등의 통신 케이블을 통해 테스터(160)와 연결되는 것을 일례로 한다. 이때, 제어 단말(120)은 시험실 외부에 위치한 단말 또는 서버로 성능시험 결과를 전송하기 위해 인터넷, 인트라넷 등과 같이 네트워크와 연결될 수 있다.
제어 단말(120)은 테스터(160)를 교정(Calibration) 모드로 동작시키기 위한 제어 신호를 출력한다. 즉, 관리자가 제어 단말(120)을 통해 교정 모드 진입을 요청하면, 제어 단말(120)은 관리자의 교정 모드 진입 요청에 응답하여 교정 모드 설정 신호를 생성하여 테스터(160)로 출력한다.
제어 단말(120)은 테스터(160)로부터 교정값을 수신하여 관리한다. 제어 단말(120)은 교정 모드로 동작하는 테스터(160)에서 설정된 교정값을 수신한다. 제어 단말(120)은 수신한 교정값을 RF 케이블(50)의 고유 정보(예를 들면, 제품 번호, 제품명 등)와 연계하여 저장한다. 이때, 교정값은 테스터(160)에서 측정된 RF 케이블(50)의 손실(Loss)값이다.
제어 단말(120)은 테스터(160)를 테스트 모드로 동작시키기 위한 제어 신호를 출력한다. 즉, 관리자가 제어 단말(120)을 통해 테스트 모드 진입을 요청하면, 제어 단말(120)은 관리자의 테스트 모드 진입 요청에 응답하여 테스트 모드 설정 신호를 생성하여 테스터(160)로 출력한다.
제어 단말(120)은 테스터(160)로부터 성능 측정값을 수신하여 관리한다. 즉, 제어 단말(120)은 테스트 모드로 동작하는 테스터(160)로부터 통신 성능 측정값을 수신한다. 제어 단말(120)은 통신 성능 측정값을 제어 단말(120)의 고유 정보(예를 들면, 제품 번호, 제품명 등)와 연계하여 저장한다. 이때, 통신 성능 측정값은 테스터(160)로부터 수신한 측정값으로, 테스터(160)에서 측정한 통신 성능 측정값(즉, 수신 신호 강도(RSSI))에 교정값(즉, RF 케이블(50)의 손실값)을 반영한 값이다.
신호 생성기(140)는 RF 케이블(50)의 손실을 반영하여 테스터(160)를 교정하기 위해 기준 신호를 출력한다. 신호 생성기(140)는 성능시험 전에 테스터(160)의 교정을 위해 미리 설정된 기준 신호를 출력한다. 이때, 신호 생성기(140)는 기준 신호 강도를 갖는 UWB 신호를 기준 신호로 출력한다. 기준 신호 강도는 신호 생성기(140)의 내부 메모리에 미지 저장되어 있다.
신호 생성기(140)는 RF 케이블(50)과 연결되고, RF 케이블(50)로 기준 신호를 출력하는 출력 포트(OP)를 가진다. 신호 생성기(140)는 충전용 배터리는 내장하여 별도의 외부 전원이 없이 기준 신호를 출력할 수 있도록 구성될 수 있다.
테스터(160)는 제어 단말(120)의 교정 모드 설정 신호에 응답하여 교정 모드로 동작한다. 테스터(160)는 교정 모드로 동작시 RF 케이블(50)의 손실값인 교정값을 설정한다.
도 2를 참조하면, 테스터(160)는 교정 모드 동작시 RF 케이블(50)을 통해 신호 생성기(140)와 연결된다. RF 케이블(50)의 양단은 테스터(160)의 교정 포트(CP)와 신호 생성기(140)의 출력 포트(OP)에 각각 연결된다. 이때, 테스터(160) 교정을 위해 설정된 기준 신호 강도는 신호 생성기(140)와 테스터(160)가 서로 공유하며, 각각의 내부 메모리에 미리 기준 신호 강도를 저장한다.
신호 생성기(140)는 출력 포트(OP)를 통해 기준 신호를 출력한다. 신호 생성기(140)는 기준 신호 강도를 갖는 기준 신호를 출력 포트(OP)를 통해 출력한다. RF 케이블(50)은 신호 생성기(140)의 출력 포트(OP)를 통해 인가된 기준 신호를 테스터(160)의 교정 포트(CP)로 출력한다.
테스터(160)는 교정 포트(CP)를 통해 기준 신호를 수신한다. 테스터(160)는 교정 포트(CP)를 통해 수신한 기준 신호의 신호 강도(이하, 수신 신호 강도)를 측정한다.
테스터(160)는 테스트 포트(TP)로 출력된 기준 신호의 기준 신호 강도와 교정 포트(CP)를 통해 수신한 기준 신호의 수신 신호 강도를 비교하여 RF 케이블(50)의 손실값을 산출한다. 테스터(160)는 기준 신호 강도에서 수신 신호 강도를 차감하여 RF 케이블(50)의 손실값을 산출한다. 테스터(160)는 산출한 RF 케이블(50)의 손실값을 교정값으로 설정한다. 테스터(160)는 교정값 설정을 위해 기준 신호 강도가 내부 메모리에 저장된 상태일 수 있으며, 설정한 교정값을 내부 메모리에 저장할 수 있다.
테스터(160)는 제어 단말(120)의 테스트 모드 설정 신호에 응답하여 시험 대상 단말(10)의 UWB 통신 성능을 측정하는 테스트 모드로 동작한다.
도 3을 참조하면, 시험 대상 단말(10)과 UWB 안테나(20)는 실드 박스(30; Shield box) 내에 배치된다. 교정 모드에서 사용한 RF 케이블(50)의 양단은 테스터(160)의 테스트 포트(TP)와 UWB 안테나(20)에 각각 연결된다.
테스터(160)는 테스트 포트(TP)를 통해 테스트 신호를 출력한다. 테스트 신호는 RF 케이블(50)을 통해 UWB 안테나(20)로 출력되고, UWB 안테나(20)는 테스트 신호를 출력한다.
시험 대상 단말(10)은 UWB 안테나(20)에 출력된 테스트 신호를 수신하고, 테스트 신호에 대응하는 응답 신호를 출력하되 기준 신호 강도를 갖는 응답 신호를 출력한다.
UWB 안테나(20)는 응답 신호를 수신하며, 테스터(160)는 UWB 안테나(20)에서 수신한 응답 신호의 신호 강도를 측정한다. 테스터(160)는 측정한 신호 강도(이하, 측정 신호 강도)에 교정값을 반영하여 통신 성능 측정값을 산출한다. 테스터(160)는 측정 신호 강도와 교정값을 합산하여 통신 성능 측정값을 산출하고, 산출한 통신 성능 측정값을 제어 단말(120)로 전송한다
도 4를 참조하면, 테스터(160)는 통신 소자(141), 마이크로 컨트롤러(142), 신호 처리 소자(143), 감쇠기(144), 필터(145), 교정 포트(CP), 테스트 포트(TP), 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 및 제4 스위치(SW4)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제1 스위치(SW1) 내지 제4 스위치(SW4)는 하나의 입력(Pole)과 두 개의 출력(Throw)을 갖는 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치인 것을 일례로 한다.
도 5를 참조하여 테스터(160)가 교정값을 설정할 때 각 구성의 동작을 설명하면 아래와 같다. 이때, 필터(145), 테스트 포트(TP), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4)는 테스터(160) 교정시 별도의 동작이 없으므로 후술할 통신 성능 측정의 설명시 설명하기로 한다.
테스터(160)는 통신 성능 측정시 사용되는 RF 케이블(50)을 통해 신호 생성기(140)와 연결된다. RF 케이블(50)의 양단은 테스터(160)의 교정 포트(CP)와 신호 생성기(140)의 출력 포트(OP)에 각각 연결된다.
통신 소자(141)는 데이터 통신이 가능하도록 제어 단말(120)과 연결된다. 통신 소자(141)는 시리얼 케이블, USB 케이블 등의 통신 케이블을 통해 제어 단말(120)과 연결된다.
통신 소자(141)는 제어 단말(120)로부터 교정 모드 설정 신호를 수신한다. 통신 소자(141)는 수신한 교정 모드 설정 신호를 마이크로 컨트롤러(142)에게로 전송한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 통신 소자(141)의 교정 모드 설정 신호에 응답하여 테스터(160)를 교정 모드로 설정한다.
테스터(160)가 교정 모드로 설정되면, 신호 생성기(140)는 기준 신호를 RF 케이블(50)로 출력한다. 신호 생성기(140)는 기준 신호 강도를 갖는 UWB 신호인 기준 신호를 출력 포트(OP)로 출력한다. 이때, 신호 생성기(140)는 내부 메모리에 저장된 기준 신호 강도에 대응하는 신호 강도를 갖는 기준 신호를 RF 케이블(50)로 출력한다.
신호 생성기(140)의 출력 포트(OP)에 연결된 RF 케이블(50)은 신호 생성기(140)에서 출력된 기준 신호를 테스터(160)의 교정 포트(CP)로 인가한다. 교정 포트(CP)는 인가된 기준 신호(이하, 수신 신호)를 제1 스위치(SW1)로 출력한다. 제1 스위치(SW1)는 감쇠기(144)로 스위칭하여 수신 신호를 감쇠기(144)로 출력한다. 감쇠기(144)는 수신 신호의 전력을 감쇠한 후 신호 처리 소자(143)로 출력한다.
신호 처리 소자(143)는 제2 수신단(RX2)을 통해 감쇠기(144)에서 출력된 수신 신호를 수신하고, 수신 신호의 신호 강도인 수신 신호 강도를 측정한다. 신호 처리 소자(143)는 측정한 수신 신호 강도를 마이크로 컨트롤러(142)로 출력한다.
마이크로 컨트롤러(142)는 기준 신호 강도와 수신 신호 강도를 비교하여 교정값을 설정한다. 이때, 신호 처리 소자(143)는 기준 신호 강도와 수신 신호 강도의 차이를 RF 케이블(50)의 손실값을 산출하고, 산출한 손실값을 교정값으로 설정한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 내부 메모리에 교정값을 저장하고, 통신 소자(141)로 출력한다.
통신 소자(141)는 마이크로 컨트롤러(142)의 교정값 출력에 응답하여, 교정값을 제어 단말(120)로 전송한다. 제어 단말(120)은 통신 소자(141)로부터 전송받은 교정값을 저장 및 관리한다.
다음으로, 도 6을 참조하여 테스터(160)가 통신 성능 측정값을 측정할 때 각 구성의 동작을 설명하면 아래와 같다. 이때, 교정 포트(CP), 제1 스위치(SW1) 및 감쇠기(144)는 통신 성능 측정시 별도의 동작을 수행하지 않다.
통신 소자(141)는 제어 단말(120)로부터 테스트 모드 설정 신호를 수신한다. 통신 소자(141)는 수신한 테스트 모드 설정 신호를 마이크로 컨트롤러(142)에게로 전송한다.
마이크로 컨트롤러(142)는 통신 소자(141)의 테스트 모드 설정 신호에 응답하여 테스터(160)를 테스트 모드로 설정한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 테스터(160)가 테스트 모드로 설정되면 신호 처리 소자(143)로 테스트 신호 출력 요청 신호를 출력한다.
신호 처리 소자(143)는 마이크로 컨트롤러(142)의 테스트 신호 출력 요청 신호에 응답하여 출력단(TX)으로 테스트 신호를 출력한다.
제2 스위치(SW2)는 제3 스위치(SW3)로 스위칭하여 신호 처리 소자(143)의 출력단(TX)에서 출력된 테스트 신호를 제3 스위치(SW3)로 출력한다. 제3 스위치(SW3)는 필터(145)로 스위칭하여 테스트 신호를 필터(145)로 출력한다. 필터(145)를 거친 테스트 신호는 테스트 포트(TP)를 통해 RF 케이블(50)로 출력된다.
RF 케이블(50)은 테스트 신호를 실드 박스(30) 내에 배치된 UWB 안테나(20)로 인가한다. 그에 따라, UWB 안테나(20)는 실들 박스 내부에서 UWB 신호를 출력한다.
시험 대상 단말(10)은 UWB 안테나(20)에서 출력된 테스트 신호를 수신하고, 테스트 신호에 대응하는 응답 신호를 출력한다. 이때, 시험 대상 단말(10)은 기준 신호 강도를 갖는 응답 신호를 출력한다.
UWB 안테나(20)는 시험 대상 단말(10)의 응답 신호를 수신하고, 수신된 응답 신호는 RF 케이블(50)로 출력된다. RF 케이블(50)을 응답 신호를 테스트 포트(TP)로 인가하며, 테스트 포트(TP)는 인가된 응답 신호를 필터(145)로 출력한다. 필터(145)를 응답 신호를 필터링하여 노이즈를 제거한 후 제3 스위치(SW3)로 출력한다.
제3 스위치(SW3)는 제4 스위치(SW4)로 스위칭하여, 필터(145)에서 출력된 응답 신호를 제4 스위치(SW4)로 출력한다. 제4 스위치(SW4)는 신호 처리 소자(143)의 제1 수신단(TX1)으로 스위칭하여 응답 신호를 신호 처리 소자(143)로 출력한다.
신호 처리 소자(143)는 제1 수신단(RX1)을 통해 제4 스위치(SW4)에서 출력된 응답 신호를 수신하고, 수신한 응답 신호의 신호 강도인 수신 신호 강도를 측정한다. 신호 처리 소자(143)는 측정한 수신 신호 강도를 마이크로 컨트롤러(142)로 출력한다.
마이크로 컨트롤러(142)는 수신 신호 강도에 교정값을 반영해 통신 성능 측정값을 산출한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 수신 신호 강도와 교정값을 합산한 값을 통신 성능 측정값으로 산출한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 산출한 통신 성능 측정값을 통신 소자(141)로 출력한다. 이때, 마이크로 컨트롤러(142)는 내부 메모리에 통신 성능 측정값을 저장할 수도 있다.
통신 소자(141)는 마이크로 컨트롤러(142)의 통신 성능 측정값 출력에 응답하여, 통신 성능 측정값을 제어 단말(120)로 전송한다. 제어 단말(120)은 통신 소자(141)로부터 전송받은 통신 성층 측정값을 저장 및 관리한다.
한편, 테스터(160)는 실제 테스트 환경에서 사용됨에 따라 내부 구성에 의한 손실이 발생할 수 있다. 안테나 성능시험 시스템(100)은 테스터(160)의 내부 구성에 의한 손실이 기준 이상이면 통신 성능 측정 결과의 신뢰성이 저하된다. 이에, 안테나 성능시험 시스템(100)은 테스터(160)의 자체 성능 저하를 진단하기 위한 자가 진단 기능을 추가로 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 테스터(160)는 자가 진단 모드 동작을 위한 자가 진단 회로 라인(CL)이 추가될 수 있다. 즉, 자가 진단 회로 라인(CL)은 제3 스위치(SW3)의 출력을 제4 스위치(SW4)의 입력 및 제1 스위치(SW1)의 입력과 연결한다.
제어 단말(120)은 테스터(160)를 자가 진단 모드로 동작시키기 위한 제어 신호를 출력한다. 즉, 관리자가 제어 단말(120)을 통해 자가 진단 모드 진입을 요청하면, 제어 단말(120)은 관리자의 자가 진단 모드 진입 요청에 응답하여 자가 진단 모드 설정 신호를 생성하여 테스터(160)로 출력한다.
테스터(160)는 제어 단말(120)의 자가 진단 모드 설정 신호에 응답하여 자가 진단을 실시하고, 자가 진단 결과를 제어 단말(120)로 전송한다. 제어 단말(120)은 테스터(160)로부터 자가 진단 결과를 수신하여 관리하고, 자가 진단 결과에 이상이 있는 경우 테스터 이상 알람을 발생할 수 있다. 이때, 제어 단말(120)은 램프 점멸, 점등, 알람 화면 출력, 관리자 단말로의 알람 전송 등과 같이 다양한 방법으로 테스터 이상 알람을 발생할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하여 테스터(160)가 자가 진단 모드로 동작할 때 각 구성의 동작을 설명하면 아래와 같다. 이때, 테스터(160)가 자가 진단 모드로 동작하는 경우, 테스트 포트(TP), 교정 포트(CP), 제3 스위치(SW3) 및 필터(145)는 별도의 동작을 수행하지 않기 때문에 도시 및 설명을 생략한다.
통신 소자(141)는 제어 단말(120)로부터 자가 진단 모드 설정 신호를 수신한다. 통신 소자(141)는 수신한 자가 진단 모드 설정 신호를 마이크로 컨트롤러(142)에게로 전송한다.
마이크로 컨트롤러(142)는 통신 소자(141)의 자가 진단 모드 설정 신호에 응답하여 자가 진단 모드로 설정한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 자가 진단 시작 요청 신호를 신호 처리 소자(143)로 출력한다.
신호 처리 소자(143)는 자가 진단 시작 요청 신호에 응답하여 출력단(TX), 제2 스위치(SW2), 제4 스위치(SW4) 및 제1 수신단(TX1)이 연결된 제1 신호 라인(CL1)과, 출력단(TX), 제2 스위치(SW2), 제1 스위치(SW1) 및 제2 수신단(TX2)이 연결된 제2 신호 라인(CL2)에 대한 자가 진단을 시작한다.
먼저, 도 8을 참조하면, 신호 처리 소자(143)는 제1 신호 라인(CL1)에 대한 자가 진단을 시작한다. 신호 처리 소자(143)는 제2 스위치(SW2)로 제1 신호 라인(CL1) 연결 신호를 전송하고, 제2 스위치(SW2)는 제1 신호 라인(CL1) 연결 신호에 응답하여 제4 스위치(SW4)로 스위칭한다.
신호 처리 소자(143)는 제2 스위치(SW2)의 스위칭이 완료되면 출력단(TX)으로 자가 진단 신호를 출력한다. 여기서, 자가 진단 신호를 기준 신호 강도를 갖는 UWB 신호(다시 말해, 기준 신호)인 것을 일례로 한다.
제2 스위치(SW2)는 신호 처리 소자(143)의 출력단(TX)과 제4 스위치(SW4)로 스위칭하여 신호 처리 소자(143)의 출력단(TX)에서 출력된 테스트 신호를 제4 스위치(SW4)로 출력한다. 제4 스위치(SW4)는 신호 처리 소자(143)로 스위칭하여 자가 진단 신호를 신호 처리 소자(143)로 출력한다.
신호 처리 소자(143)는 제1 수신단(RX1)을 통해 제4 스위치(SW4)에서 출력된 자가 진단 신호를 수신하고, 수신한 자가 진단 신호의 신호 강도인 수신 신호 강도를 측정한다. 신호 처리 소자(143)는 측정한 수신 신호 강도를 마이크로 컨트롤러(142)로 출력한다.
마이크로 컨트롤러(142)는 수신 신호 강도를 기준 신호 강도와 비교하여 제1 신호 라인(CL1)의 자가 진단 결과인 제1 자가 진단 결과를 생성한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 수신 신호 강도와 기준 신호 강도의 차이를 제1 자가 진단 결과로 생성한다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 신호 처리 소자(143)는 제1 신호 라인(CL1)의 자가 진단이 완료되면 제2 신호 라인(CL2)에 대한 자가 진단을 시작한다. 신호 처리 소자(143)는 제2 스위치(SW2)로 제2 신호 라인(CL2) 연결 신호를 전송하고, 제2 스위치(SW2)는 제1 신호 라인(CL1) 연결 신호에 응답하여 제1 스위치(SW1)로 스위칭한다.
신호 처리 소자(143)는 제2 스위치(SW2)의 스위칭이 완료되면 출력단(TX)으로 자가 진단 신호를 출력한다.
제2 스위치(SW2)는 신호 처리 소자(143)의 출력단(TX)과 제1 스위치(SW1)로 스위칭하여 신호 처리 소자(143)의 출력단(TX)에서 출력된 테스트 신호를 제1 스위치(SW1)로 출력한다. 제1 스위치(SW1)는 신호 처리 소자(143)로 스위칭하여 자가 진단 신호를 신호 처리 소자(143)로 출력한다.
신호 처리 소자(143)는 제2 수신단(RX2)을 통해 제1 스위치(SW1)에서 출력된 자가 진단 신호를 수신하고, 수신한 자가 진단 신호의 신호 강도인 수신 신호 강도를 측정한다. 신호 처리 소자(143)는 측정한 수신 신호 강도를 마이크로 컨트롤러(142)로 출력한다.
마이크로 컨트롤러(142)는 수신 신호 강도를 기준 신호 강도와 비교하여 제2 신호 라인(CL2)의 자가 진단 결과인 제2 자가 진단 결과를 생성한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 수신 신호 강도와 기준 신호 강도의 차이를 제2 자가 진단 결과로 생성한다.
마이크로 컨트롤러(142)는 제2 신호 라인(CL2)의 자가 진단이 완료되면 자가 진단 결과를 통신 소자(141)로 출력한다. 이때, 마이크로 컨트롤러(142)는 제1 자가 진단 결과 및 제2 자가 진단 결과를 포함한 자가 진단 결과를 통신 소자(141)로 출력하며, 내부 메모리에 자가 진단 결과를 저장할 수도 있다.
통신 소자(141)는 마이크로 컨트롤러(142)의 자가 진단 결과 출력에 응답하여, 자가 진단 결과를 제어 단말(120)로 전송한다. 제어 단말(120)은 통신 소자(141)로부터 전송받은 자가 진단 결과를 저장 및 관리한다.
제어 단말(120)에는 오차 범위가 설정된 자가 진단 기준값이 설정 및 저장되어 있으며, 제어 단말(120)은 자가 진단 결과를 자가 진단 기준값과 비교하여 테스터 이상 알람을 발생한다. 이때, 제1 자가 진단 결과에 대응되는 자가 진단 기준값과 제2 신호 라인(CL2)에 대응되는 자가 진단 기준값은 서로 다른 값 또는 서로 다른 오차 범위를 갖도록 설정될 수 있다.
제어 단말(120)은 제1 자가 진단 결과 및 제2 자가 진단 결과 중에서 적어도 하나의 자가 진단 결과가 자가 진단 기준값의 오차 범위를 벗어난 경우 테스터(160) 이상으로 판단하여 테스터 이상 알람을 발생한다.
한편, 도 10 및 도 11을 참조하면, 테스터(160)는 테스트 포트(TP) 및 교정 포트(CP)가 RF 케이블(50)로 연결된 상태에서 자가 진단을 수행할 수도 있다.
통신 소자(141)는 제어 단말(120)로부터 자가 진단 모드 설정 신호를 수신한다. 통신 소자(141)는 수신한 자가 진단 모드 설정 신호를 마이크로 컨트롤러(142)에게로 전송한다.
마이크로 컨트롤러(142)는 통신 소자(141)의 자가 진단 모드 설정 신호에 응답하여 자가 진단 모드로 설정한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 자가 진단 시작 요청 신호를 신호 처리 소자(143)로 출력한다.
신호 처리 소자(143)는 자가 진단 시작 요청 신호에 응답하여 출력단(TX), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 필터(145), 테스트 포트(TP), RF 케이블(50), 교정 포트(CP), 제1 스위치(SW1), 감쇠기(144) 및 제2 수신단(RX2)이 연결된 신호 라인을 구성하고, 신호 라인에 대한 자가 진단을 시작한다.
신호 처리 소자(143)는 신호 라인의 구성이 완료되면 출력단(TX)으로 자가 진단 신호를 출력한다. 여기서, 자가 진단 신호를 기준 신호 강도를 갖는 UWB 신호(다시 말해, 기준 신호)인 것을 일례로 한다.
제2 스위치(SW2)는 신호 처리 소자(143)의 출력단(TX)과 제3 스위치(SW3)로 스위칭하여 신호 처리 소자(143)의 출력단(TX)에서 출력된 테스트 신호를 제3 스위치(SW3)로 출력한다. 제2 스위치(SW2)는 필터(145)로 스위칭하여 자가 진단 신호를 필터(145)로 출력한다. 필터(145)를 거친 테스트 신호는 테스트 포트(TP)를 통해 RF 케이블(50)로 출력된다.
RF 케이블(50)은 테스트 포트(TP)에서 출력된 자가 진단 신호를 교정 포트(CP)로 출력한다. 교정 포트(CP)는 자가 진단 신호를 제1 스위치(SW1)로 출력한다. 제1 스위치(SW1)는 감쇠기(144)로 스위칭하여 자가 진단 신호를 감쇠기(144)로 출력한다. 감쇠기(144)는 자가 진단 신호의 진폭을 설정 범위 내로 줄인 후에 신호 처리 소자(143)로 출력한다.
신호 처리 소자(143)는 제2 수신단(RX2)을 통해 감쇠기(144)에서 출력된 자가 진단 신호를 수신하고, 수신한 자가 진단 신호의 신호 강도인 수신 신호 강도를 측정한다. 신호 처리 소자(143)는 측정한 수신 신호 강도를 마이크로 컨트롤러(142)로 출력한다.
마이크로 컨트롤러(142)는 수신 신호 강도를 기준 신호 강도와 비교하여 자가 진단 결과를 생성한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 수신 신호 강도와 기준 신호 강도의 차이를 자가 진단 결과로 생성한다. 마이크로 컨트롤러(142)는 자가 진단 결과를 통신 소자(141)로 출력한다.
통신 소자(141)는 마이크로 컨트롤러(142)의 자가 진단 결과 출력에 응답하여, 자가 진단 결과를 제어 단말(120)로 전송한다. 제어 단말(120)은 통신 소자(141)로부터 전송받은 자가 진단 결과를 저장 및 관리한다.
제어 단말(120)에는 오차 범위가 설정된 자가 진단 기준값이 설정 및 저장되어 있으며, 제어 단말(120)은 자가 진단 결과를 자가 진단 기준값과 비교하여 테스터 이상 알람을 발생한다. 이때, 제어 단말(120)은 자가 진단 결과가 자가 진단 기준값의 오차 범위를 벗어난 경우 테스터(160) 이상으로 판단하여 테스터 이상 알람을 발생한다.
여기서, 도 8 내지 도 11에 관련된 설명에서는 제어 단말(120)이 자가 진단 기준값과 자가 진단 결과를 근거로 테스터 이상 알람을 발생하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 마이크로 컨트롤러(142)에서 자가 진단 기준값과 자가 진단 결과를 근거로 테스터 이상 알람을 발생할 수도 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (10)

  1. 테스트 모드 설정시 실드 박스 내에서 시험 대상 단말과 통신하는 안테나와 케이블로 연결되는 테스트 포트를 구비하는 테스터를 포함하고,
    상기 테스터는 상기 테스트 포트로 테스트 신호를 출력하고, 상기 테스트 포트를 통해 상기 테스트 신호에 대응하는 응답 신호를 수신하고, 상기 응답 신호의 수신 신호 강도에 교정값을 합산한 값을 통신 성능 측정값으로 산출하는 안테나 성능시험 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    출력 포트를 구비하고, 상기 출력 포트로 기준 신호 강도를 갖는 기준 신호를 출력하는 신호 생성기를 더 포함하고,
    상기 테스터는 교정 모드로 설정시 상기 출력 포트와 상기 케이블로 연결되는 교정 포트를 더 구비하고, 교정 모드로 설정시 상기 기준 신호 강도와 상기 교정 포트로 입력된 상기 기준 신호의 수신 신호 강도를 근거로 교정값을 설정하는 안테나 성능시험 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 테스터는 상기 기준 신호 강도와 상기 수신 신호 강도의 차이값을 상기 케이블의 손실값으로 산출하고, 상기 손실값을 교정값으로 설정하는 안테나 성능시험 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 테스터는 자가 진단 모드시 교정 포트와 상기 케이블로 연결된 테스트 포트를 더 구비하고,
    상기 테스터는 상기 테스트 포트를 통해 출력된 자가 진단 신호의 신호 강도와 상기 교정 포트를 통해 수신한 상기 자가 진단 신호를 수신 신호 강도를 차감한 값을 자가 진단 결과로 생성하는 안테나 성능시험 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 테스터는,
    교정 모드로 설정시 수신단을 통해 입력된 기준 신호의 수신 신호 강도를 측정하는 신호 처리 소자; 및
    상기 신호 처리 소자와 연결되고, 상기 신호 처리 소자에서 측정한 수신 신호 강도를 기준 신호 강도의 차이를 상기 케이블의 손실값으로 산출하고, 상기 손실값을 교정값으로 설정하는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 안테나 성능시험 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 신호 처리 소자는 테스트 모드로 설정시 출력단으로 테스트 신호를 출력하고, 상기 수신단과 다른 수신단을 통해 상기 테스트 신호에 대응하는 응답 신호를 입력받고, 상기 응답 신호의 수신 신호 강도를 측정하고,
    상기 마이크로 컨트롤러는 신호 처리 소자에서 측정한 상기 수신 신호 강도에 교정값을 합산한 값을 통신 성능 측정값으로 설정하는 안테나 성능시험 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 테스터는,
    테스트 모드 설정시 실드 박스 내에서 시험 대상 단말과 통신하는 안테나와 상기 케이블로 연결되고, 상기 신호 처리 소자의 출력단에서 출력된 테스트 신호를 상기 안테나로 출력하고, 상기 안테나로부터 상기 테스트 신호에 대응하는 응답 신호를 입력받는 테스트 포트; 및
    상기 다른 수신단으로 스위칭하여 상기 테스트 포트 및 상기 다른 수신단을 연결하고, 상기 테스트 포트로 입력된 상기 응답 신호를 상기 다른 수신단으로 출력하는 스위치를 더 포함하는 안테나 성능시험 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 테스터는,
    출력단 및 수신단을 구비하고, 자가 진단 모드로 설정시 상기 출력단으로 기준 신호 강도를 갖는 자가 진단 신호를 출력하고, 상기 수신단을 통해 수신한 수신 신호의 수신 신호 강도를 측정하는 신호 처리 소자; 및
    상기 수신 신호 강도를 근거로 테스터 이상 알람을 발생하는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 안테나 성능시험 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러는 상기 수신 신호 강도가 자가 진단 기준값의 오차 범위를 벗어나면 테스터 이상으로 판단하고, 상기 테스터 이상 알람을 발생하는 안테나 성능시험 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 수신단은 제1 수신단 및 제2 수신단을 포함하고,
    상기 테스터는 상기 출력단을 상기 제1 수신단 및 상기 제2 수신단 중 하나로 스위칭하는 스위치를 더 포함하는 안테나 성능시험 시스템.
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