[發明專利]一種毫米波總輻射功率和接收靈敏度測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202011309054.8
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112230049A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 李紹鵬
• 申請（專利權）人: 甘特云科技（武漢）有限公司
• 主分類號: G01R21/00
• 分類號: G01R21/00;G01R29/10
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 熊軍

1.一種毫米波總輻射功率和接收靈敏度測試裝置，包括電磁屏蔽單元(1)、諧振控制單元(2)和處理器(7)，所述電磁屏蔽單元(1)隔離環境電磁噪聲并形成封閉的測試腔(11)，電磁屏蔽單元(1)設有電磁信號輸入和輸出接口；所述諧振控制單元(2)包括有攪拌器(21)和旋轉控制器，所述處理器(7)與旋轉控制器連接以控制攪拌器(21)運轉；

其特征在于：所述電磁屏蔽單元內設置有發射天線(31)和接收天線(41)，接收天線(41)位于電磁屏蔽單元(1)空腔內的測試區域內，發射天線(31)位于電磁屏蔽單元(1)空腔內的測試區域外；

還包括有用于總輻射功率和接收靈敏度測試用的通信模擬器(5)和通信天線(51)，通信模擬器(5)位于所述電磁屏蔽單元(1)外并與所述處理器(7)連接，通信天線(51)位于所述電磁屏蔽單元(1)的測試腔(11)內且位于測試區域外，通信模擬器(5)與通信天線(51)通信線纜連接；

還包括有用于接收信號并傳輸給所述處理器(7)的信號檢測單元(4)，信號檢測單元(4)位于所述電磁屏蔽單元(1)外并與所述接收天線(41)連接通信；

還包括有與所述處理器(7)連接的信號發生單元(3)，信號發生單元(3)位于所述電磁屏蔽單元(1)外并與所述發射天線(31)連接通信。

2.根據權利要求1所述的一種毫米波總輻射功率和接收靈敏度測試裝置，其特征在于：所述電磁屏蔽單元為屏蔽室或可實現屏蔽電磁功能的法拉第籠，內部鋪設高效電磁波反射平面。

3.根據權利要求1所述的一種毫米波總輻射功率和接收靈敏度測試裝置，其特征在于：所述諧振控制單元包含至少一套攪拌器和旋轉控制器，攪拌器用于將測試腔內的電磁波進行充分攪拌，使測試腔滿足一定不確定度要求的統計均勻、各向同性且隨機極化的電磁環境。

4.一種通過權利要求3所述的毫米波總輻射功率和接收靈敏度測試裝置測被測設備的方法，其特征在于：包含以下步驟：

S1：進行測試腔內空腔校準，在測試區域的邊沿和內部，選取多個參考點進行以下測量；

處理器控制信號發生單元發射信號，處理器控制諧振控制單元以樣本總數N進行攪拌測試腔內電磁信號，信號檢測單元通過接收天線在其中一個參考點接收信號，得出空場地功率傳遞因數G_ref,t；

其中，

N為攪拌的樣本總數量；

F為頻率樣本總數量；

f為頻率樣本；

n為模式攪拌樣本；

S₂₁(f,n)為頻率f在攪拌器位置為n時，信號發射單元到信號檢測單元4之間的功率損耗值；

e_mismatc,meas為信號測量單元在測量區域的接收天線阻抗失配參數；

e_mismatc,ref為信號發生單元在測試腔體內發射天線的阻抗失配參數；

S_11r是接收天線駐波；

S_11t是發射天線駐波；

η_meas為接收天線輻射效率；

η_ref為發射天線的輻射效率；

進一步，移動信號測量單元的接收天線的位置，依次測出所有參考點的功率傳遞因數G_ref,t；

計算所有參考點功率傳遞因數G_ref,t的標準差，如果其值在要求精度范圍內，則該模型成立；否則，調整樣本總數N，使得空場地功率傳遞因數G_ref,t的標準差值在要求范圍內；

在處理器內建立功率傳遞因數G_ref,t的標準差值在要求范圍內狀態下諧振控制單元攪拌方式、旋轉速度數據模型；

S2：場地確認，進行測試腔內測試前校準：將被測設備放置在測試腔內的測試區域內，處理器控制信號發生單元發射信號，按照S1步驟中建立的諧振控制單元攪拌方式、旋轉速度數據模型，處理器控制諧振控制單元攪拌，接收天線接收信號，計算出功率傳遞因數G_ref；

其中，

N為攪拌的樣本總數量；

F為頻率樣本總數量；

f為頻率樣本；

n為模式攪拌樣本；

S₂₁(f,n)為頻率f在攪拌器位置為n時，信號發射單元到信號檢測單元之間的功率損耗值；

e_mismatc,meas為信號測量單元在測量區域的接收天線阻抗失配參數；

e_mismatc,ref為信號發生單元在測試腔體內發射天線的阻抗失配參數；

η_meas為接收天線輻射效率；

η_ref為發射天線的輻射效率；

S3：由通信模擬器(5)與被測設備(6)建立穩定通信鏈接，關閉信號發生單元(3)，發射天線(31)輸入端接入阻抗；

按如下兩種方式之一進行測試：

第一種總輻射功率測試：通信模擬器(5)與被測設備(6)建立穩定通信，被測設備(6)發射信號，通信模擬器(5)接收信號，處理器(7)控制諧振控制單元(2)按照S1步驟中建立的諧振控制單元(2)攪拌方式、旋轉速度數據模型進行攪拌，信號檢測單元(4)測量電磁檢測數據并發送至處理器(7)，處理器(7)根據信號檢測單元(4)發回的檢測數據進行均值計算，計算出被測設備(6)的最大發射功率P_TRP；

其中，

N為攪拌器的樣本總數量；

n為模式攪拌樣本；

P_n為模式攪拌n位置時，信號測量單元(4)的輸出結果值；

G_ref為放入被測件后執行步驟2中計算出的功率傳遞因數；

e_mismatc,meas為信號測量單元(4)在測量區域內接收天線(41)的阻抗失配參數；

η_meas為接收天線(41)輻射效率；

G_cable為接收天線到信號檢測單元(4)之間的功率損耗；

S_11r是接收天線駐波；

第二種接收靈敏度測試：通信模擬器(5)與被測設備(6)建立穩定通信，設置通信模擬器進行誤碼率或吞吐量測量；通信模擬器(5)發射信號，處理器(7)控制諧振控制單元(2)按照S1步驟中建立的諧振控制單元(2)攪拌方式、旋轉速度數據模型進行攪拌，被測設備(6)接收信號，信號檢測單元(4)通過接收天線(41)測得被測設備(6)電磁檢測數據并發送至處理器(7)；處理器根據信號檢測單元(4)發回的檢測數據逐漸減小通信模擬器(5)的發射功率，直至誤碼率低于目標值或吞吐量高于目標值；處理器(7)計算得出測量結果靈敏度P_TIS。

其中，

N為攪拌器的樣本總數量；

n為模式攪拌樣本；

P_BSS(n)為攪拌器位置為n時通信模擬器(5)的輸出功率；

G_ref為放入被測件后執行步驟S2中計算出的功率傳遞因數；

e_mismatc,meas為信號測量單元(4)在測量區域內接收天線的阻抗失配參數；

η_meas為接收天線輻射效率；

G_cable為接收天線到信號檢測單元(4)之間射頻線纜的功率損耗；

S_11r是接收天線駐波。