[发明专利]无线终端天线性能测试系统

说明书

本发明提出一种无线终端天线性能测试系统，其包括：微波暗室，所述微波暗室包括屏蔽箱体、安装于所述屏蔽箱体内壁的吸波材料及测量天线；与所述测量天线相连的功率检测器；数模转换器。本发明实施例的无线终端天线性能测试系统通过功率检测器和数模转换器可以完成将射频信号经由电平信号转换为可直接读取数据即数字信号的任务，省掉了专用的测量仪器，整个过程无需综测仪的参与，降低了测试系统的配置成本。同时在非信令模式下完成天线性能在屏蔽条件下的精确测试，节省了测量仪器与被测无线终端建立连接等待的时间，降低了外界电磁干扰，提升了测试效率和准确度，特别适用于无线终端的产线测试。

技术领域

本发明涉及无线终端测试领域，特别涉及一种无线终端天线性能测试系统。

背景技术

无线通信技术是在两点或多点之间通过空中（非有线）的方式进行信息传递和交换的技术，作为在信息通信领域中发展最快、应用最广的技术，无线通信主要利用电磁波能够在自由空间中传播的特性。因此，天线作为发送和接收无线通信信息载体——电磁波的核心部件，其性能好坏直接决定了无线终端实现通讯的能力。因此天线射频性能低下不仅会导致终端信号弱、通信连接易掉线、通信质量差等不好的用户体验，而且终端信号不稳定会增加终端和基站建立连接的次数，使单个基站覆盖终端个数的能力下降，严重消耗通信网络资源。射频性能缺陷的终端使用数量过多将会把本来已经负载过重的通信网络变得更加拥挤。同时，随着第四代移动通信系统（4G）的标准（LTE，Long Term Evolution）的实现，无线通信技术为了满足高数据率和高系统容量方面的需求，实现支持上下行MIMO（Multiple Input Multiple Output）应用。MIMO的能否达到实际性能，终端天线性能将起到至关重要的作用。

为了确保天线射频性能，控制射频性能缺陷的不良终端流入市场，北美移动通信网络协会（CITA）推出了OTA（Over The Air）测量标准，对天线性能测试制定了严格的规定。目前OTA已经被学术界和工业界广泛接受，成为无线终端天线研发、入网认证及质量控制的主要标准测试。因此，为了保证产品质量，无线通信终端在生产过程中同样需要检验其射频性能。相较于研发及认证的高精度测试，无线终端产线测试具有其独特性：首先，为了确保产线效率，产线测试要求远高于认证测试的速度，一般认为小于20秒完成一个产品的测试是能够接受的范围；其次，由于一条产线可能需要多个测试系统同时工作提高产品抽样率，单次对系统采购量相对较大，因此需要降低单个系统的购置成本；第三，要求系统高度集成，操作简便，并且需要尽量不改变现有产线的基础上整合测量系统。第四，在满足上述条件的基础上，尽可能实现高精度及小体积等要求。

目前在产线上广泛采用的射频性能检测技术的是天线耦合测试。测试使用耦合板与综合测试仪相连，手机置于耦合板固定位置上，通过信令模式与综合测试仪空口连接。在生产前期根据几只样机或金机的测试结果，给出合适的耦合补偿值并确定功率标准，然后对手机的最大功率进行测试。高于制定的功率标准表示产品符合生产要求，低于标准则表明终端射频性能缺陷，可能原因包括：（1）天线匹配电路虚焊和缺件等；（2）天线与簧片连接问题；（3）天线周围电子/结构件有问题；（4）天线没有装配或装配不好；（5）天线本身品质问题。

综上所述，耦合测试法虽然被广泛采用，但自身缺陷相当明显：第一，由于测试过程采用信令模式，被测无线终端与综测仪建立连接需要较长时间，是测试过程中最主要的耗时步骤；第二，由于耦合板是开放系统，测试会受到一定程度的环境干扰，同时被测无线终端测试数据在耦合条件下对位置非常敏感，这导致耦合测试的精度可能高达±6dB（认证标准误差为±2dB），导致出现认证测试机性能远优于市场上的同种产品，使得产线测试的检验效果非常有限；第三，天线的耦合测试只能是对产品的一致性测试，而无法对产品的性能作定量分析，其根据最大功率测出的结果只具有比较意义，不能进行其他项目的测试，即使测试其结果也没有实际意义；第四，虽然耦合板造价低廉，但由于需要综测仪搭配使用完成测量，综测仪价格昂贵，占整个测试系统成本的95%以上，极大增加了产线射频检测系统的购置成本。