CN116366172A - 无线性能的测试装置、***、方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种无线性能的测试装置、***、方法、设备及存储介质，其中测试装置包括：测试天线；扫描机构，扫描机构用于控制测试天线到达多个预设的测试点；以及安装于扫描机构上的至少一个万向关节，万向关节适于安装测试天线，万向关节用于对于每个测试点，控制测试天线指向目标位置，或/和，控制测试天线转动以到达预设极化方向。

Description

无线性能的测试装置、***、方法、设备及存储介质

本申请是母案申请号为202010988460.5，申请日为2020年9月18日，发明名称为无线性能的测试装置、***、方法、设备及存储介质的分案申请。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线性能的测试装置、***、方法、设备及存储介质。

背景技术

随着通信技术的发展，各种无线设备逐渐成为人们工作和生活中必不可少的工具。目前的无线性能测试方法大多是参考CTIA(美国无线通信和互联网协会)规范中提出的移动通信设备OTA性能测试方法。该方法要求被测设备置于测试***的中心，通过测试天线对被测设备的三维天线性能进行测试。

发明内容

本公开描述了一种无线性能的测试装置、***、方法、设备及存储介质。

根据本公开的实施例的第一方面，提供一种无线性能的测试装置，包括：测试天线；扫描机构，用于控制测试天线到达多个预设的测试点；以及安装于扫描机构上的至少一个万向关节，万向关节适于安装测试天线，万向关节用于对于每个测试点，控制测试天线指向目标位置，或/和，控制测试天线转动以到达预设极化方向。

根据本公开的实施例的第二方面，提供一种无线性能的测试***，包括：用于控制被测件转动的转台；以及前述无线性能的测试装置。

根据本公开的实施例的第三方面，提供一种无线性能的测试方法，包括：控制测试天线到达多个预设的测试点；对于每个测试点，控制测试天线指向目标位置并且到达预设极化方向；获得所有测试点的测试值，根据测试值获得测试结果。

根据本公开的实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：处理器；存储器，用于存储可由处理器执行的计算机程序；其中，处理器执行计算机程序时实现前述的无线性能的测试方法。

根据本公开的实施例的第五方面，提供一种非暂时性计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现前述的无线性能的测试方法。

本公开的实施例在被测件的相位中心偏离测试***中心的情况下，通过控制测试天线的指向方向和极化方向，可以准确获得被测件的无线性能的测试结果。

附图说明

图1是本公开根据一个实施例示出的无线性能的测试装置的示意图。

图2是本公开根据一个实施例示出的无线性能的测试装置的示意图。

图3是本公开根据一个实施例示出的无线性能的测试装置的示意图。

图4是本公开根据一个实施例示出的无线性能的测试***的示意图。

图5是本公开根据一个实施例示出的无线性能的测试方法的流程图。

图6是本公开根据一个实施例示出的无线性能的测试方法的流程图。

图7是本公开根据一个实施例示出的无线性能的测试***的示意图。

图8本公开根据一个实施例示出的电子设备的结构框图。

具体实施方式

以下参照附图描述本公开的实施例。应当理解，附图不是必须为等比例的。描述的实施例是示例性的，而非旨在限制本公开，可以以相同方式或类似方式与实施例的特征组合或替代这些特征。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本公开中，测试对象是无线设备，无线设备指可以进行无线通信的设备，例如可以为电脑、手机、平板、可穿戴智能设备、无线路由器等小型设备，或基站、大型天线、车辆、飞机等大型设备。无线设备的性能指无线设备的天线的无线信号传输能力，包括发射性能或/和接收性能。可以理解的是，对于大型设备而言，一个设备可能具有多个通信模块，根据测试需要，可能分别对各个模块进行测试以获得相应的无线性能。

本公开的一方面实施例为无线性能的测试装置，包括：测试天线；扫描机构，用于控制测试天线到达多个预设的测试点；以及安装于扫描机构上的至少一个万向关节，万向关节适于安装测试天线，万向关节用于对于每个测试点，控制测试天线指向目标位置，或/和，控制测试天线转动以到达预设极化方向。

可选地，扫描机构为以下任一种：

导轨，万向关节可以沿着导轨运动；

旋转臂，旋转臂适于带动万向关节围绕预设旋转轴旋转；

机械臂，万向关节安装于机械臂的末端。

可选地，测试装置还包括移动组件，用于控制扫描机构的移动，作为一种示例，移动组件可以为承载所述扫描机构的可移动平台，用于在测试时将扫描机构移动至所需位置，或/和，在测试过程中控制扫描机构围绕被测件转动。

如图1所示，根据测试装置的一个实施例，测试装置包括弧形导轨100，弧形导轨100上安装有2个万向关节200，万向关节200上安装有测试天线300。弧形轨道100通过控制万向关节200沿着轨道作弧形运动，从而实现测试天线300作相应的弧形运动并到达多个预设的测试点，测试天线300的弧形运动的轨迹即球面扫描测试的扫描轨迹。测试天线300到达每个测试点时，万向关节200控制测试天线300指向目标位置，或/和，控制测试天线300转动以到达预设极化方向。需要说明的是，本实施例的测试装置具有2个测试天线，可以同时在两个预设的测试点进行采样，例如可以将2个测试天线的位置设置为满足相邻采样点间隔的角度。本实施例中弧形导轨为二分之一圆弧形，测试天线在弧形导轨上移动一次，可在二分之一圆弧上进行多个测试点的采样，结合承载被测件的转台以一定的角度间隔转动或弧形导轨自身的移动，重复多次采样，就可以获得被测件的上半个球面的扫描测试值。弧形导轨的形状不限于本实施例所示例的二分之一圆弧，例如还可以为四分之一圆弧。

在此对前述“目标位置”以及“预设极化方向”作出说明。

本公开中所述的测试天线指向目标位置，可以理解为测试天线以一个固定的辐射方向(通常为最大增益方向或接近最大增益方向)指向目标位置。在一些相关技术中，天线的最大辐射方向与天线端口的法线方向一致。目标位置指的是被测件的天线的相位中心，天线的相位中心即天线的等效辐射中心。可以理解的是，一个被测件可能存在多个需要测试的天线，因而具有多个相应的相位中心。相关技术中，OTA(Over The Air)测试要求将相位中心置于测试***的中心(即测试区域的中心或测试转轴中心)，对被测件以此中心进行三维的无线性能测试，测试过程中，测试天线以固定的辐射方向对准此中心，以获取较大的传输能量。而当被测件由于体积大、重量大、不便移动等原因，其相位中心未置于测试***中心时，测试天线在不同的测试点以不同的辐射方向指向相位中心，而测试天线在不同的辐射方向具有不同的增益，这就导致了测试误差。尤其当相位中心偏移测试***的中心较远时，或在测试天线波束宽度较窄的情况下，测试天线在某些测试点可能以旁瓣甚至零点指向相位中心，进一步增加了测试的不确定性。需要说明的是，相关技术中，通常将天线的几何中心确定为其相位中心，即确定为前述目标位置。但对于一些天线而言，其实际的相位中心与几何中心位置相差较大，在这种情况下，可以将其视在相位中心确定为目标位置。视在相位中心是一个参考点，在参考点处天线的主瓣在一定范围内其辐射场的相位保持相对恒定。本公开的测试装置可以解决上述问题，当被测件的目标位置未置于测试***中心时，通过万向关节控制测试天线指向目标位置，准确获取被测件的辐射能量，其测试结果能够准确地反映被测件的天线性能。

相关技术中，OTA的测试规范要求在单次测试中，各个测试点的极化方向保持一致，以确保测试的精度。本公开的测试装置通过万向关节调整测试天线的极化方向，以保证测试天线在各个测试点的极化方向一致。

如图2所示，根据测试装置的一个实施例，测试装置包括旋转臂100，旋转臂100上安装有1个万向关节200，万向关节200上安装有测试天线300。旋转臂100适于通过旋转关节101带动万向关节200围绕预设旋转轴L旋转，从而实现测试天线300作相应的弧形运动并到达多个预设的测试点，测试天线300的弧形运动的轨迹即球面扫描测试的扫描轨迹。测试天线300到达每个测试点时，万向关节200控制测试天线300指向目标位置，或/和，控制测试天线300转动以到达预设极化方向。

如图3所示，根据测试装置的一个实施例，测试装置包括机械臂100，机械臂100的末端安装有1个万向关节200，万向关节200上安装有测试天线300。机械臂100带动万向关节200运动从而实现测试天线300按照预设的扫描轨迹到达多个预设的测试点。测试天线300到达每个测试点时，万向关节200控制测试天线300指向目标位置，或/和，控制测试天线300转动以到达预设极化方向。

相较于导轨和旋转臂，机械臂能够提供更灵活的扫描方式。但机械臂亦存在应用限制。相关技术中，工作空间是机械臂末端所能到达的范围，包括两类：可达工作空间，即机械臂末端至少从一个方向可以到达的空间区域；灵巧工作空间，即机械臂末端能够从任意方向到达的空间区域。机械臂可以控制测试天线到达其工作空间的范围内的多个测试点，但对于自由度较少的机械臂而言，其灵巧工作空间的范围较小，在某些测试点可能无法调整测试天线的指向角度和极化方向。在机械臂末端增设万向关节可以扩展其灵巧工作空间的范围。对于自由度较多的机械臂而言，其灵巧工作空间的范围相对较大，但对于复杂的扫描轨迹或较大的被测件，仍然可能由于关节限位等原因存在应用局限，增设万向关节可以增加机械臂的冗余自由度。

本公开的一方面实施例为无线性能的测试***，包括用于控制被测件转动的转台，以及前述的测试装置。

可选地，根据测试***的一个实施例，还包括电波暗室。电波暗室为测试提供测试环境，具体而言，可以为全波暗室、EMC暗室、或者设置有吸波屏风的场地等。

可选地，根据测试***的一个实施例，还包括测试仪表。测试仪表用于产生测试信号发送至测试天线，或/和接收来自无线设备的信号以获得测试数据。

如图4所示，根据测试***的一个实施例，测试***包括：测试天线300，弧形导轨100，万向关节200，转台400，电波暗室500，以及与测试天线300相连的测试仪表(图中未示出)。

本公开的一方面实施例为无线性能的测试方法，如图5所示，根据测试方法的一个实施例，包括如下步骤：

步骤S11，控制测试天线到达多个预设的测试点；

步骤S12，对于每个测试点，控制测试天线指向目标位置并且到达预设极化方向；

步骤S13，获得所有测试点的测试值，根据测试值获得测试结果。

可选地，根据测试方法的一个实施例，预设的测试点位于一个虚拟球面上。

可选地，根据测试方法的一个实施例，目标位置为被测件的相位中心。

可选地，根据测试方法的一个实施例，如图6所示，所述测试方法为球面扫描测试，包括如下步骤：

步骤S21，控制测试天线以固定的圆弧形运动轨迹到达多个预设的测试点；

步骤S22，对于每个测试点，控制测试天线指向目标位置并且到达预设极化方向，获得测试点的测试值；

步骤S23，被测件转动预设角度，获得更新的目标位置，并重复以上步骤直至获得所有测试点的测试值，根据测试值获得测试结果。

下面结合如图4所示的测试***对本公开的测试方法作出示例性说明。

参考图4，以测试***的中心为坐标原点，以与转台400所在平面平行的平面为XY平面，以垂直于所述XY平面且朝向地面上方的轴为Z轴正向，建立测试坐标系。弧形轨道100固定设置。转台400的旋转中心位于测试***的原点。被测件600为车辆，被测件600具有4个待测天线，其相位中心即目标位置分别为A，B，C，D，目标位置在测试坐标系中的位置已知。其中，目标位置A位于测试坐标系的原点，其余三个目标位置偏离测试坐标系的原点。

对于目标位置A的测试步骤为：

步骤S201，弧形导轨100控制测试天线300沿着轨道作固定的二分之一圆弧运动，所述圆弧以测试坐标系的原点为圆心，其圆弧形运动轨迹上包括多个预设采样间隔角度(例如为15°)的测试点301；

步骤S202，在每个测试点301，通过万向关节200控制测试天线300指向目标位置A并到达预设极化方向，并获得每个测试点301的测试值；需要说明的是，由于目标位置A位于测试***的原点，当测试天线300在任一测试点301调整好指向方向及极化方向后，在其他测试点301不需再作调整；

步骤S203，转台400在测试坐标系的XY平面转动一个预设角度，重复步骤S201和步骤S202，获得转台400在此旋转角度的每个测试点301的测试值，转台再转动一个预设角度，重复步骤S201和步骤S202，直至获得转台400在所有旋转角度下所有测试点的测试值，根据测试值获得测试结果。需要说明的是，本实施例中，目标位置A位于测试***的原点，因此转台400转动后，目标位置A在测试坐标系中的坐标未发生改变。本实施例中，预设的测试点位于一个虚拟的半球面上，即，对被测件执行上半球面的扫描测试，获得对应方向的无线性能。本公开中，可选地，可在被测件的近场范围执行此测试，将测试值经近场-远场变换计算得到天线的远场性能作为测试结果。

参考图7，对于目标位置B的测试步骤为：

步骤S211，弧形导轨100控制测试天线300沿着轨道作固定的二分之一圆弧运动，所述圆弧以测试坐标系的原点为圆心，其圆弧运动轨迹上包括多个预设采样间隔角度(例如为15°)的测试点301；

步骤S212，在每个测试点301，通过万向关节200控制测试天线300指向目标位置B并到达预设极化方向，并获得每个测试点301的测试值；

步骤S213，转台400在测试坐标系的XY平面转动一个预设角度，获得更新的目标位置B，重复步骤S211和步骤S212，获得转台400在该旋转角度的每个测试点301的测试值，转台再转动一个预设角度，获得更新的目标位置B，重复步骤S211和步骤S212，直至获得转台400在所有旋转角度下所有测试点的测试值，根据测试值获得测试结果。需要说明的是，本实施例中，由于目标位置B偏离测试坐标系的原点，且弧形导轨100固定设置，因此，当转台400转动后，目标位置B在测试坐标系中的坐标发生了改变，在重复步骤S211和步骤S212前，需要先更新目标位置B的坐标值。

对于目标位置C和D的测试步骤与之类似，在此不再赘述。

需要说明的是，对于相位中心偏离测试***中心的测试而言，例如前述目标位置B，C和D的测试，各个测试点与目标位置的距离可能不同，根据测试值获得测试结果这一步骤中，作为一种示例，对于各个测试值，根据测试天线的极化方向和测试天线与目标位置的距离，进行测试天线增益和路径损耗的补偿计算后得到测试结果。

与前述无线性能的测试方法的实施例对应，本公开的另一方面实施例为一种电子设备，包括：处理器；存储器，用于存储可由处理器执行的计算机程序；其中，处理器执行计算机程序时实现前述的无线性能的测试方法，在此不再赘述。根据电子设备的一个实施例，图8示出了本实施例的结构框图。电子设备可以是计算机，移动电话，平板设备，消息收发设备等终端设备。电子设备可以包括存储器1001、处理器1002及存储在存储器1001上并可在处理器1002上执行的计算机程序。处理器1002执行计算机程序时实现上述实施例中提供的无线性能的测试方法。

可选地，本实施例的电子设备还包括：通信接口1003，用于存储器1001和处理器1002之间的通信。存储器1001可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。如果存储器1001、处理器1002和通信接口1003独立实现，则通信接口1003、存储器1001和处理器1002可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，简称为EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

可选的，在具体实现上，如果存储器1001、处理器1002及通信接口1003，集成在一块芯片上实现，则存储器1001、处理器1002及通信接口1003可以通过内部接口完成相互间的通信。

处理器1002可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。

与前述无线性能的测试方法的实施例对应，本公开的另一方面实施例为一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现前述的无线性能的测试方法，在此不再赘述。

以上描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施方式或示例中。在本公开中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

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的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的可选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本公开而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.无线性能的测试装置，其特征在于，包括：

测试天线；

扫描机构，所述测试天线安装在扫描机构上，所述扫描机构用于控制所述测试天线作弧形运动并到达多个预设的测试点，并且，在所述测试点调整所述测试天线的指向方向以指向目标位置，所述目标位置为被测件的相位中心。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述扫描机构还用于在所述测试点调整所述测试天线的极化方向以到达预设极化方向。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述扫描机构为机械臂。

4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述机械臂上设有至少一个万向关节，所述万向关节适于安装所述测试天线，所述万向关节安装于所述机械臂的末端。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述扫描机构上设有至少一个万向关节，所述万向关节适于安装所述测试天线。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述扫描机构为以下中的任一种：

导轨，所述万向关节适于沿着所述导轨运动；

旋转臂，所述旋转臂适于带动所述万向关节围绕预设旋转轴旋转。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括移动组件，用于控制所述扫描机构的移动。

8.无线性能的测试***，其特征在于，包括：

用于控制被测件转动的转台；以及

根据权利要求1-7中任一所述的测试装置。

9.根据权利要求8所述的测试***，其特征在于，还包括电波暗室。

10.无线性能的测试方法，其特征在于，包括：

控制测试天线到达多个预设的测试点；

对于每个所述测试点，控制测试天线指向目标位置并且到达预设极化方向，所述目标位置为被测件的相位中心；

获得所有测试点的测试值，根据所述测试值获得测试结果。

11.根据权利要求10所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法为球面扫描测试，包括：

控制测试天线以固定的圆弧形运动轨迹到达多个预设的测试点；

对于每个所述测试点，控制所述测试天线指向所述目标位置并且到达所述预设极化方向，获得所述测试点的测试值；

控制被测件转动预设角度，获得更新的所述目标位置，并重复以上步骤直至获得所有测试点的测试值，根据所述测试值获得测试结果。

12.电子设备，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，用于存储由处理器执行的计算机程序；

其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求10-11中任一所述的测试方法。

13.计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求10-11中任一所述的测试方法。

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