WO2021228847A1 - Verfahren und testanordnung zum prüfen eines funkempfängers - Google Patents

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WO2021228847A1
WO2021228847A1 PCT/EP2021/062466 EP2021062466W WO2021228847A1 WO 2021228847 A1 WO2021228847 A1 WO 2021228847A1 EP 2021062466 W EP2021062466 W EP 2021062466W WO 2021228847 A1 WO2021228847 A1 WO 2021228847A1
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antenna
angle
rotation
radio receiver
test
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PCT/EP2021/062466
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mahmud Naseef
Oussama SASSI
Original Assignee
Volkswagen Ag
Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Volkswagen Ag, Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg filed Critical Volkswagen Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318—Received signal strength
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/0082—Monitoring; Testing using service channels; using auxiliary channels
    • H04B17/0085—Monitoring; Testing using service channels; using auxiliary channels using test signal generators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers
    • H04B17/21—Monitoring; Testing of receivers for calibration; for correcting measurements

Definitions

  • the invention relates to a method and a test arrangement for testing a radio receiver.
  • the invention also relates to a calibration method for calibrating a test arrangement for testing a radio receiver.
  • Modern vehicles in particular motor vehicles, have a large number of radio systems that are based on different communication methods and use different frequencies.
  • the communication methods cover different areas of application, e.g. cellular services (2G, 3G, 4G, 5G, ...), WLAN, Bluetooth, NFC, broadcast systems (DVB-T / T2, ATSC 3.0), navigation systems (GPS, Galileo, etc.) ), Radio (AM, FM, DAB etc.) and security systems (eCall, C-V2X. 802.11p etc.).
  • sensitivity measurements can be carried out, in particular in the form of total isotropy sensitivity measurements. It is common here to arrange the vehicle with the radio receiver to be checked on a turntable and to rotate the vehicle on the turntable during the measurement so that the measurements can be carried out as a function of the angle.
  • EP 3 182 619 A1 discloses a device for measuring the radio communication power by radio (OTA) in a motor vehicle application of a test object (DUT) which is arranged on or in a vehicle.
  • the device comprises a chamber in which an internal volume is defined, such as an EMC chamber or a semi-echoic chamber. Furthermore, a rotatable platform is provided for supporting the vehicle, which, together with at least one chamber antenna, encloses the interior volume.
  • a communication system test instrument is also provided for measuring the transmission between the device under test and the chamber antenna.
  • the chamber antenna is an array antenna comprising a horizontal linear array of antenna elements, the chamber antenna preferably delivering a plane wave in the near field in which the vehicle is located.
  • the array can furthermore comprise a plurality of horizontal linear arrays which lie one above the other in the vertical direction.
  • the array antenna may further comprise a reflector, the reflector being straight in the horizontal direction and arranged in the vertical direction in the form of a parabolic curve / arc, the horizontal linear array being arranged in the focal line of the reflector.
  • a device for measuring the antenna characteristics of a vehicle is known from DE 102018002 512 A1, with at least one high-frequency generator, at least one first antenna that is pretensioned and at least one second antenna that is not pretensioned, the activation and deactivation of the measuring signal of the high-frequency generator being remotely controllable.
  • the invention is based on the object of improving a method and a test arrangement for testing a radio receiver.
  • a method for testing a radio receiver wherein the radio receiver is arranged and rotated on a turntable, a test signal is generated and transmitted to an antenna of the radio receiver by means of at least one test antenna, and a transmission power at the at least one test antenna such it is specified that regardless of an angle of rotation of the radio receiver and / or the turntable relative to the at least one test antenna, a constant reception power of the test signal is achieved at the antenna of the radio receiver.
  • a test arrangement for testing a radio receiver comprising a turntable, set up to rotate at least the radio receiver; at least one test antenna, set up to generate and transmit a test signal to an antenna of the radio receiver; a control device, wherein the control device is set up to set a transmission power at the at least one test antenna such that a constant reception power of the test signal at the antenna of the radio receiver can be achieved regardless of an angle of rotation of the radio receiver and / or the turntable relative to the at least one test antenna .
  • the method and the test arrangement make it possible that the same received power is always received at the antenna of the radio receiver to be checked, regardless of the angle of rotation.
  • the radio receiver to be checked can be checked and tested for all angles of rotation under the same conditions, that is, with the reception of the same power.
  • This enables improved checking and characterization of the properties of the radio receiver.
  • a transmission power of a test signal that is generated and emitted by means of at least one test antenna is set, in particular determined and then controlled or regulated in such a way that a constant Receiving power of the test signal is achieved at the antenna of the radio receiver.
  • a transmission power is determined and established for each angle of rotation or each angle of rotation range of the turntable or antenna.
  • the method is carried out in particular in a test chamber which is designed as an anechoic chamber.
  • the test arrangement is therefore at least partially arranged in a test chamber or comprises this test chamber.
  • the received power of the test signal at the antenna is in particular a predetermined received power, the received power being determined in particular as a function of a specific scenario to be tested.
  • the received power is kept constant as a function of the frequency and / or as a function of the frequency range.
  • the transmission powers can differ from one another at different frequencies and / or frequency ranges even at the same angles of rotation.
  • the transmission power is or is therefore, in particular, determined as a function of the frequency or frequency range and angle of rotation.
  • a radio receiver is in particular part of a radio system.
  • a radio system is in particular a radio system that works according to a specific communication method or a specific communication protocol or standard.
  • a radio system works, for example, according to one of the following methods: Mobile radio in each case according to different methods / standards (2G, 3G, 4G, 5G, ...), WLAN, Bluetooth, NFC, broadcast systems in each case according to different methods / standards (DVB-T / T2 . ATSC 3.0), navigation systems each according to different procedures / standards (GPS, Galileo, etc.), radio according to different procedures / standards (AM, FM, DAß etc.) and security systems each according to different procedures / standards (eCall, C-V2X. 802.11p etc.) ).
  • a test antenna can be designed, for example, as a horn antenna or as an antenna array. It can be provided that more than one test antenna is used, a communication connection with the radio receiver in particular always being or being established with only one of the plurality of test antennas. In particular, three test antennas are provided, which are each arranged at an angular distance of 120 ° around the turntable. This can ensure that a stable communication connection can be established at every angle of rotation.
  • a base station emulator is provided by means of the at least one test antenna.
  • Such a base station emulator simulates in particular a base station, for example a cellular network (2G, 3G, 4G, 5G, ...) to a
  • the radio receiver is checked in particular in the active connection mode. This means, in particular, that with an existing communication connection, an uplink signal is monitored for a relevant packet error rate / bit error rate (PER / Bit Error Rate, BER) or an RSSI (Received Signal Strength Indicator) level.
  • PER packet error rate / bit error rate
  • RSSI Receiveived Signal Strength Indicator
  • the control device can be designed as a combination of hardware and software, for example as program code that is executed on a microcontroller or microprocessor.
  • a vehicle is in particular a motor vehicle.
  • the vehicle can also be another land vehicle or a watercraft, aircraft or rail vehicle with a plurality of radio systems.
  • a known angle-dependent radiation characteristic of the antenna of the radio receiver is taken into account when determining the transmission power.
  • the angle-dependent radiation characteristic can usually be taken from a data sheet for the antenna or obtained from the manufacturer of the antenna.
  • the radiation characteristics of the antenna can also be determined using standardized measurement methods.
  • the power, amplification and attenuation can also be used for the power, amplification and attenuation.
  • This embodiment makes it possible to calculate a transmission power directly with known antenna gains of the test antenna and the antenna.
  • the (in particular angle-of-rotation-dependent) free space attenuation is determined as a function of the angle-of-rotation and position-dependent distance of the antenna from the test antenna, from which, given the known radiation characteristics of the antenna and constant received power Pr, the transmit power to be used at the test antenna can be calculated in each case for a considered angle of rotation.
  • the radiation characteristic of the antenna is considered here in particular as a function of the (rotation) angle, that is, for an observed angle of rotation, an attenuation value corresponding to the angle of rotation and derived from the radiation characteristic is used for the antenna.
  • the distance between the test antenna and antenna can be determined from an antenna position of the antenna on the turntable and an angle of rotation of the turntable in relation to the at least one test antenna.
  • the free space attenuation can in particular also be dependent on the frequency or frequency range.
  • At least one angle-of-rotation-dependent compensation power value as a function of a Rotation angle-dependent free space attenuation and a rotation angle-dependent radiation characteristic of the antenna is determined and used. This makes it possible to define a basic transmission power which, depending on the current angle of rotation, is compensated or corrected with the aid of the compensation power value that is dependent on the angle of rotation.
  • the compensation power value is, in particular, also dependent on the frequency or frequency range.
  • a rotation angle of the turntable and / or the antenna is determined by means of at least one angle sensor.
  • the determination of the transmission power and / or the at least one angle-of-rotation-dependent compensation power value can be improved, since the current angle of rotation and an angle of rotation speed can be measured directly and used to determine the free space attenuation and an attenuation that is dependent on the angle of rotation from the radiation characteristics of the antenna.
  • the reception power of the test signal at the antenna can thereby be adjusted in an improved manner and kept constant.
  • the at least one angle sensor can be designed according to various principles and, for example, work according to electrical, magnetic and / or optical operating principles.
  • rotary encoders or incremental encoders can be used which operate on the basis of sliding contacts, photoelectric scanning and / or magnetic scanning.
  • the use of a gear encoder is also possible.
  • the angle sensor can be arranged both on the turntable and in other positions of the test arrangement.
  • the at least one angle sensor comprises at least one laser sensor, reflector elements arranged at regular rotational angle intervals being detected by means of the at least one laser sensor to determine a rotation angle of the turntable and / or the antenna.
  • the reflector elements can be arranged, for example, at regular angular intervals on a circumference of the turntable, with the reflector elements pointing outwards, for example.
  • the laser sensor is arranged stationary next to the turntable so that it can detect the passing reflector elements when the turntable rotates and a rotation angle and / or a rotation angle change and / or rotation angle speed can be derived from the recorded sensor data.
  • the at least one angle sensor comprises at least one further laser sensor, wherein for determining an angle of rotation by means of the at least one further laser sensor, a reflector element arranged at a marked angle of rotation is detected.
  • an excellent angle of rotation for example an angle of rotation which is defined as 0 ° in the context of checking the radio receiver
  • this can improve accuracy when detecting and determining the angle of rotation of the turntable and / or the antenna.
  • a test signal with a specified transmission power is generated for calibration before the test and is emitted by means of the at least one test antenna, with a received power being measured as a function of the angle of rotation at an antenna position of the antenna of the radio receiver to be tested on a turntable, and with the Transmission power for testing the radio receiver is set as a function of the received power measured as a function of the angle of rotation.
  • the calibration has the advantage that a distance between the at least one test antenna and the antenna that varies with an antenna position on the turntable when the turntable rotates does not have to be determined for free space attenuation, since the calibration already takes into account the free space attenuation for each angle of rotation. This allows retooling and measuring times to be reduced.
  • a calibration method for calibrating a test arrangement for testing a radio receiver is also provided, a test signal with a specified transmission power being generated and emitted by means of at least one test antenna A received power is measured as a function of the rotary table as a function of the angle of rotation, and a transmission power which is dependent on the angle of rotation is established for testing the radio receiver as a function of the received power measured as a function of the angle of rotation.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the test arrangement for testing a radio receiver
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a radiation characteristic of an antenna
  • FIG. 3 shows a schematic illustration to clarify the mode of operation of a laser sensor used as an angle sensor
  • FIG. 4 shows a schematic flow diagram of an embodiment of the method for testing a radio receiver.
  • the radio receiver 51 is arranged in a motor vehicle 50 and has an antenna 52.
  • the test arrangement 1 comprises a turntable 2, three test antennas 3-x and a control device 4. In principle, only one test antenna 3-x or more than one test antenna 3-x can also be used.
  • the turntable 2 is set up to rotate at least the radio receiver 51.
  • the turntable 2 is controlled by the control device 4.
  • the motor vehicle 50 is arranged on the turntable and the radio receiver 51, in particular the antenna 52 of the radio receiver 51, is rotated together with the motor vehicle 50 during testing.
  • the test antennas 3-x are arranged around the turntable 2 at a distance of 120 ° in each case.
  • the test antennas 3-x are used to simulate base stations, the base stations establishing and maintaining a communication link via the antenna 52 with the radio receiver 51. For this purpose, a corresponding test signal is generated and provided. It is provided here that the communication link is only ever established between one of the test antennas 3-x and the radio receiver 51. It can be provided here that the test antenna 3-x used in each case changes with the angle of rotation of the turntable 2.
  • the control device 4 sets a transmission power at the at least one test antenna 3-x in such a way that regardless of an angle of rotation of the radio receiver 51 and / or the turntable 2 relative to the at least one test antenna 3-x, a constant reception power of the test signal at the antenna 52 of the radio receiver 51 is achieved.
  • a broadband test device 5 for example the wideband radio communication tester of the type R&S CMW500 from Rohde & Schwarz, Germany, and a broadband amplifier 6, for example of the type R&S BBA150 from Rohde & Schwarz, Germany, can be used to generate and provide the test signal .
  • These are controlled by the control device 4 so that a transmission power can be controlled or regulated as a function of the angle accordingly and a reception power at the antenna 52 of the radio receiver 51 can thereby be kept constant.
  • the test arrangement 1 further comprises an attenuator 7 and a combiner 8 (also referred to as a switch).
  • the broadband test device 5 or the broadband amplifier 6 comprise or form the control device 4.
  • the control device 4 determines the transmission power at the test antenna (s) 3-x in such a way that regardless of an angle of rotation of the radio receiver 51 or the antenna 52 and / or the turntable 2 relative to the test antenna (s) 3-x a constant received power of the test signal at the antenna 52 of the radio receiver 51 is achieved.
  • the respectively determined transmission power on the broadband test device 5 is set accordingly for each angle of rotation or angle of rotation range.
  • An exemplary radiation characteristic 20 is shown in FIG. 2.
  • the antenna 52 has different attenuations for each angle of rotation or angle of rotation range, so that a signal with constant power at the antenna position is attenuated to a different extent by the antenna 52 depending on the angle of rotation, which leads to a received power of the signal that is dependent on the angle of rotation.
  • a rotation angle-dependent damping is usually also dependent on a frequency or a frequency range, which is illustrated in FIG. 2 by the solid and dashed lines, which each represent different frequencies or frequency ranges.
  • the antenna characteristic 20 is taken into account accordingly in order to determine the respective transmission power as a function of a current angle of rotation (and an observed frequency).
  • the emission characteristic 20 is or is stored in a memory of the control device 4.
  • a value for the attenuation is then retrieved from the stored radiation characteristic 20 and the transmission power is determined accordingly to to compensate for the damping.
  • the free space attenuation and the radiation characteristic are particularly dependent on the angle of rotation. Provision can be made, for example, that angle-of-rotation-dependent values for the clearance attenuation and the radiation characteristic 20 are stored in a table in a memory of the control device 4 and / or are approximated and estimated by means of a function.
  • the test arrangement 1 comprises the angle sensors 9-x.
  • the angle sensor 9-1 comprises a laser sensor 10, wherein reflector elements 11 arranged at regular rotational angle intervals are detected by means of the laser sensor 10 to determine a rotation angle of the turntable 2 and / or the antenna 52.
  • the laser sensor 10 is arranged in the vicinity of the turntable 2.
  • a beam path 12 of a laser radiation source of the laser sensor 10 is arranged in such a way that the laser radiation emitted by the laser radiation source is reflected back to the laser sensor 10 as it passes a reflector element 11 and is detected by a light sensor of the laser sensor 10, for example a photodiode.
  • the laser radiation is not reflected back onto the light sensor.
  • a signal can be generated from which the angle of rotation, given a known initial angle of rotation, and an angular speed of rotation can be determined.
  • FIG. 3 An example of the mode of operation of the laser sensor 10 is shown schematically in FIG. 3.
  • the reflector elements 11 are here arranged at an angular distance of 60 ° from one another (only two of them are shown and provided with a reference number).
  • the reflector elements 11 enter the beam path 12 of the laser sensor 10 at regular intervals and are detected by the latter. This takes place for the two reflector elements 11 shown at times t1 and t2.
  • a time interval can be determined from the times t1, t2 and the angle spacing of 60 °, in which an angle change of 1 ° occurs:
  • Time interval per degree (t2 - 11) / 60 °
  • angularly resolved transmission powers or angularly resolved compensation power values with a resolution of 1 ° are known, the respective value must be changed within the specified time so that the received power at the antenna can be kept constant.
  • the angle sensor 9-2 comprises a further laser sensor 13 (FIG. 1), with a reflector element 15 arranged at a marked rotation angle 14 being detected to determine a rotation angle by means of the further laser sensor 13.
  • the angle of rotation can be calibrated every time the reflector element 15 is detected by means of the further laser sensor 13.
  • the mode of operation of the further laser sensor 13 is the same as that already described above for the laser sensor 10, with the difference that only one reflector element 15 is detected.
  • the designated rotation angle 14 is defined, for example, as a rotation angle of 0 °, so that a value for the specified rotation angle is reset to 0 ° every time the reflector element 15 is detected.
  • a test of the radio receiver 51 is started if, after starting a rotation of the turntable 2, the reflector element 15 at the specified angle of rotation 14 has been detected for the first (or second, etc.) time by means of the further laser sensor 13.
  • the subsequent angles of rotation are then estimated and used to determine the transmission power.
  • This can take place both with the motor vehicle 50 already arranged on the turntable 2 or with the radio receiver 51 and antenna 52 arranged on the turntable 2 and, alternatively, without the motor vehicle 50 and radio receiver 51. In each case, however, the calibration is carried out with reference to the (intended) antenna position 53.
  • a combined value for antenna gain Gt of antenna 52 and free space attenuation FSPL can be determined for each angle of rotation. Provision can also be made for the calibration to be carried out as part of a calibration method carried out separately from the method.
  • FIG. 4 shows a schematic flow diagram of an embodiment of the method for testing a radio receiver.
  • a radio receiver in particular as part of a motor vehicle, is arranged on a turntable.
  • the turntable is rotated together with the radio receiver arranged on it, an angle of rotation being determined by means of an angle sensor and therefore known or estimated at any time.
  • a test signal is generated and transmitted to the antenna of the radio receiver by means of at least one test antenna.
  • the test signal is selected depending on a test to be carried out on the radio receiver (e.g. Total Isotropy Sensitivity Measurement).
  • method steps 103 to 104 are carried out.
  • a current angle of rotation is queried by the angle sensor.
  • a transmission power of the test signal at the test antenna is established and / or a compensation power value is determined and established as a function of the interrogated angle of rotation.
  • the radio receiver is checked using the established transmission power or the determined and established compensation power value.
  • a check is made as to whether all angles of rotation have already been run through (possibly several times). If this is not the case, method steps 103 to 106 are repeated for further (subsequent) angles of rotation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines Funkempfängers (51), wobei der Funkempfänger (51) auf einem Drehtisch (2) angeordnet und gedreht wird, wobei ein Testsignal erzeugt und mittels mindestens einer Testantenne (3-x) an eine Antenne (52) des Funkempfängers übermittelt wird, und wobei eine Sendeleistung an der mindestens einen Testantenne (3-x) derart festgelegt wird, dass unabhängig von einem Drehwinkel des Funkempfängers (51) und/oder des Drehtisches (2) relativ zur mindestens einen Testantenne (3-x) eine konstante Empfangsleistung des Testsignals an der Antenne (52) des Funkempfängers (51) erzielt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Testanordnung (1) zum Prüfen eines Funkempfängers (51) und ein Kalibrierungsverfahren zum Kalibrieren einer Testanordnung (1).

Description

Beschreibung
Verfahren und Testanordnung zum Prüfen eines Funkempfängers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Testanordnung zum Prüfen eines Funkempfängers. Ferner betrifft die Erfindung ein Kalibrierungsverfahren zum Kalibrieren einer Testanordnung zum Prüfen eines Funkempfängers.
Moderne Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, weisen eine Vielzahl von Funksystemen auf, die auf verschiedenen Kommunikationsverfahren basieren und verschiedene Frequenzen nutzen. Die Kommunikationsverfahren decken hierbei verschiedene Anwendungsgebiete ab, z.B. Mobilfunkdienste (2G, 3G, 4G, 5G,...), WLAN, Bluetooth, NFC, Broadcastsysteme (DVB- T/T2. ATSC 3.0), Navigationssysteme (GPS, Galileo, etc.), Radio (AM, FM, DAB etc.) und Sicherheitssysteme (eCall, C-V2X. 802.11p etc.).
Vor einer Anwendung beim Kunden müssen die Funksysteme getestet werden. Im Hinblick auf einen Funkempfänger als Teil eines Funksystems können hierbei beispielsweise Empfindlichkeitsmessungen (engl. Sensitivity) durchgeführt werden, insbesondere in Form von Total Isotropie Sensitivity Measurements. Hierbei ist es üblich, das Fahrzeug mit dem zu überprüfenden Funkempfänger auf einem Drehtisch anzuordnen und das Fahrzeug während der Messung auf dem Drehtisch zu drehen, sodass die Messungen winkelabhängig durchgeführt werden können.
Aus der EP 3 182 619 A1 ist eine Vorrichtung zum Messen der Funkkommunikationsleistung über Funk (OTA) in einer Kraftfahrzeuganwendung eines Prüflings (DUT) bekannt, der an oder in einem Fahrzeug angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst eine Kammer, in der ein inneres Volumen definiert ist, wie eine EMV-Kammer oder eine halbechoische Kammer. Ferner ist eine drehbare Plattform zum Abstützen des Fahrzeugs vorgesehen, die zusammen mit mindestens einer Kammerantenne das Innenvolumen umschließt. Ferner ist ein Kommunikationssystem- Testinstrument zum Messen der Übertragung zwischen dem Prüfling und der Kammerantenne vorgesehen. Die Kammerantenne ist eine Gruppenantenne, die eine horizontale lineare Gruppe von Antennenelementen umfasst, wobei die Kammerantenne vorzugsweise eine ebene Welle im Nahfeld liefert, in dem sich das Fahrzeug befindet. Das Array kann ferner mehrere horizontale lineare Arrays umfassen, die in vertikaler Richtung übereinander liegen. Die Gruppenantenne kann ferner einen Reflektor umfassen, wobei der Reflektor in horizontaler Richtung gerade ist und in vertikaler Richtung in Form einer parabolischen Kurve / eines Bogens angeordnet ist, wobei die horizontale lineare Gruppe in der Brennlinie des Reflektors angeordnet ist.
Aus der DE 102018002 512 A1 ist eine Vorrichtung zur Vermessung der Antennencharakteristik eines Fahrzeuges bekannt, mit mindestens einem Hochfrequenzgenerator, mindestens einer ersten vorspannungsbedingten Antenne und mindestens einer zweiten nicht vorspannungsbedingten Antenne, wobei die Aktivierung und Deaktivierung des Messsignals des Hochfrequenzgenerators fernsteuerbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Testanordnung zum Prüfen eines Funkempfängers zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Insbesondere wird ein Verfahren zum Prüfen eines Funkempfängers zur Verfügung gestellt, wobei der Funkempfänger auf einem Drehtisch angeordnet und gedreht wird, wobei ein Testsignal erzeugt und mittels mindestens einer Testantenne an eine Antenne des Funkempfängers übermittelt wird, und wobei eine Sendeleistung an der mindestens einen Testantenne derart festgelegt wird, dass unabhängig von einem Drehwinkel des Funkempfängers und/oder des Drehtisches relativ zur mindestens einen Testantenne eine konstante Empfangsleistung des Testsignals an der Antenne des Funkempfängers erzielt wird.
Ferner wird insbesondere eine Testanordnung zum Prüfen eines Funkempfängers geschaffen, umfassend einen Drehtisch, eingerichtet zum Drehen zumindest des Funkempfängers; mindestens eine Testantenne, eingerichtet zum Erzeugen und Übermitteln eines Testsignals an eine Antenne des Funkempfängers; eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Sendeleistung an der mindestens einen Testantenne derart festzulegen, dass unabhängig von einem Drehwinkel des Funkempfängers und/oder des Drehtisches relativ zur mindestens einen Testantenne eine konstante Empfangsleistung des Testsignals an der Antenne des Funkempfängers erzielt werden kann. Das Verfahren und die Testanordnung ermöglichen es, dass drehwinkelunabhängig stets die gleiche Empfangsleistung an der Antenne des zu überprüfenden Funkempfängers empfangen wird. Hierdurch kann der zu überprüfende Funkempfänger für alle Drehwinkel unter gleichen Bedingungen, das heißt unter Empfang der gleichen Leistung, überprüft und getestet werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Überprüfung und Charakterisierung der Eigenschaften des Funkempfängers. Hierzu wird eine Sendeleistung eines erzeugten und mittels mindestens einer Testantenne abgestrahlten Testsignals derart festgelegt, insbesondere bestimmt und anschließend gesteuert bzw. geregelt, dass unabhängig von einem Drehwinkel des Funkempfängers (bzw. der Antenne) und/oder des Drehtisches relativ zur mindestens einen Testantenne eine konstante Empfangsleistung des Testsignals an der Antenne des Funkempfängers erzielt wird. Insbesondere wird hierbei für jeden Drehwinkel oder jeden Drehwinkelbereich des Drehtisches bzw. der Antenne eine Sendeleistung bestimmt und festgelegt.
Das Verfahren wird insbesondere in einer Testkammer ausgeführt, die als reflexionsarmer Raum (engl anechoic chamber) ausgestaltet ist. Die Testanordnung ist daher zumindest teilweise in einer Testkammer angeordnet oder umfasst diese Testkammer.
Die Empfangsleistung des Testsignals an der Antenne ist insbesondere eine vorgegebene Empfangsleistung, wobei die Empfangsleistung insbesondere in Abhängigkeit eines konkret zu testenden Szenarios festgelegt wird.
Es kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass die Empfangsleistung frequenzabhängig und/oder frequenzbereichsabhängig konstant gehalten wird. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, auch die Sendeleistung frequenzabhängig und/oder frequenzbereichsabhängig festzulegen. Insbesondere können sich die Sendeleistungen bei unterschiedlichen Frequenzen und/oder Frequenzbereichen auch bei gleichen Drehwinkeln voneinander unterscheiden. Die Sendeleistung wird bzw. ist daher insbesondere frequenzabhängig bzw. frequenzbereichsabhängig und drehwinkelabhängig festgelegt.
Ein Funkempfänger ist insbesondere Teil eines Funksystems. Ein Funksystem ist insbesondere ein Funksystem, das nach einem bestimmten Kommunikationsverfahren bzw. einem bestimmten Kommunikationsprotokoll oder -Standard arbeitet. Ein Funksystem arbeitet beispielsweise nach einem der folgenden Verfahren: Mobilfunk jeweils nach unterschiedlichen Verfahren/Standards (2G, 3G, 4G, 5G,...), WLAN, Bluetooth, NFC, Broadcastsysteme jeweils nach unterschiedlichen Verfahren/Standards (DVB-T/T2. ATSC 3.0), Navigationssysteme jeweils nach unterschiedlichen Verfahren/Standards (GPS, Galileo, etc.), Radio jeweils nach unterschiedlichen Verfahren/Standards (AM, FM, DAß etc.) und Sicherheitssysteme jeweils nach unterschiedlichen Verfahren/Standards (eCall, C-V2X. 802.11p etc.).
Eine Testantenne kann beispielsweise als Hornantenne oder als Antennenarray ausgebildet sein. Es kann vorgesehen sein, dass mehr als eine Testantenne verwendet wird, wobei eine Kommunikationsverbindung mit dem Funkempfänger insbesondere stets nur mit einer der mehreren Testantennen ausgebildet wird bzw. ausgebildet ist. Insbesondere sind drei Testantennen vorgesehen, die in einem Winkelabstand von jeweils 120° um den Drehtisch herum angeordnet sind. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bei jedem Drehwinkel eine stabile Kommunikationsverbindung ausgebildet werden kann.
Mittels der mindestens einen Testantenne wird insbesondere ein Basisstationsemulator bereitgestellt. Ein solcher Basisstationsemulator simuliert insbesondere eine Basisstation, beispielsweise eines Mobilfunknetzes (2G, 3G, 4G, 5G, ...), um eine
Kommunikationsverbindung zwischen der Testantenne und dem Funksystem herzustellen und aufrechtzuerhalten.
Das Prüfen des Funkempfängers wird insbesondere im aktiven Verbindungsmodus (engl active connection mode) durchgeführt. Das bedeutet insbesondere, dass bei bestehender Kommunikationsverbindung ein Uplink-Signal auf eine relevante Paketfehlerrate/Bitfehlerrate (Packet Error Rate, PER/Bit Error Rate, BER) oder einen RSSI (Received Signal Strength Indicator) Level überwacht wird.
Die Steuereinrichtung kann als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird.
Ein Fahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug. Prinzipiell kann das Fahrzeug jedoch auch ein anderes Landfahrzeug oder ein Wasser-, Luft- oder Schienenfahrzeug mit einer Mehrzahl von Funksystemen sein.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Festlegen der Sendeleistung eine bekannte winkelabhängige Abstrahlcharakteristik der Antenne des Funkempfängers berücksichtigt wird. Die winkelabhängige Abstrahlcharakteristik kann üblicherweise einem Datenblatt der Antenne entnommen werden oder vom Hersteller der Antenne erhalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Abstrahlcharakteristik der Antenne auch mittels standardisierter Messverfahren bestimmt werden. Durch das Berücksichtigen der winkelabhängigen Abstrahlcharakteristik kann eine drehwinkelabhängige Dämpfung der Antenne kompensiert werden, indem die Sendeleistung entsprechend für die einzelnen Drehwinkel festgelegt wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sendeleistung an der mindestens einen Testantenne für jeden Drehwinkel derart festgelegt wird, dass gilt:
Pr = Pt + Gt - FSPL + (Gr + Abstrahlcharakteristik der Antenne) = konstant, mit
Pr [dBm] der an der Antenne des Funkempfängers empfangenen Empfangsleistung,
Pt [dBm] der ausgesandten Sendeleistung der mindestens einen Testantenne,
Gt [dB] der Antennenverstärkung der mindestens einen Testantenne,
FSPL [dB] der Freiraumdämpfung und Gr [dB] der Antennenverstärkung der Antenne.
Prinzipiell können auch andere, äquivalente Einheiten für die Leistungen, Verstärkungen und Dämpfungen verwendet werden. Diese Ausführungsform ermöglicht es, bei bekannten Antennenverstärkungen der Testantenne und der Antenne eine Sendeleistung direkt zu berechnen. Hierzu wird insbesondere die (insbesondere drehwinkelabhängige) Freiraumdämpfung in Abhängigkeit eines drehwinkel- und positionsabhängigen Abstands der Antenne von der Testantenne bestimmt, woraus sich bei bekannter Abstrahlcharakteristik der Antenne und konstanter Empfangsleistung Pr die jeweils für einen betrachteten Drehwinkel zu verwendende Sendeleistung an der Testantenne berechnen lässt. Die Abstrahlcharakteristik der Antenne wird hierbei insbesondere (dreh)winkelabhängig betrachtet, das heißt für einen betrachteten Drehwinkel wird jeweils ein mit dem Drehwinkel korrespondierender und aus der Abstrahlcharakteristik abgeleiteter Dämpfungswert für die Antenne verwendet. Der Abstand zwischen Testantenne und Antenne kann aus einer Antennenposition der Antenne auf dem Drehtisch und einem Drehwinkel des Drehtisches in Bezug auf die mindestens eine Testantenne bestimmt werden. Die Freiraumdämpfung kann hierbei insbesondere auch frequenz- bzw. frequenzbereichsabhängig sein.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Festlegen der Sendeleistung mindestens ein drehwinkelabhängiger Kompensationsleistungswert in Abhängigkeit einer drehwinkelabhängigen Freiraumdämpfung und einer drehwinkelabhängigen Abstrahlcharakteristik der Antenne bestimmt und verwendet wird. Hierdurch ist es möglich, eine Grundsendeleistung festzulegen, die je nach aktuellem Drehwinkel mit Hilfe des drehwinkelabhängigen Kompensationsleistungswert kompensiert bzw. korrigiert wird. Der Kompensationsleistungswert ist insbesondere auch frequenz- bzw. frequenzbereichsabhängig.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Festlegen der Sendeleistung und/oder des mindestens einen drehwinkelabhängigen Kompensationsleistungswertes ein Drehwinkel des Drehtisches und/oder der Antenne mittels mindestens eines Winkelsensors bestimmt wird. Hierdurch kann das Festlegen der Sendeleistung und/oder des mindestens einen drehwinkelabhängigen Kompensationsleistungswertes verbessert erfolgen, da der aktuelle Drehwinkel und eine Drehwinkelgeschwindigkeit direkt gemessen werden können und zum Bestimmen der Freiraumdämpfung und einer drehwinkelabhängigen Dämpfung aus der Abstrahlcharakteristik der Antenne verwendet werden können. Die Empfangsleistung des Testsignals an der Antenne kann hierdurch verbessert eingestellt und konstant gehalten werden. Der mindestens eine Winkelsensor kann nach verschiedenen Prinzipien ausgestaltet sein und beispielsweise nach elektrischen, magnetischen und/oder optischen Wirkprinzipien arbeiten. Beispielsweise können Drehgeber oder Inkrementalgeber verwendet werden, die auf Grundlage von Schleifkontakten, einer photoelektrischen Abtastung und/oder einer magnetischen Abtastung arbeiten. Auch die Verwendung eines Zahnradgebers ist möglich. Der Winkelsensor kann sowohl am Drehtisch als auch an anderen Positionen der Testanordnung angeordnet sein.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der mindestens eine Winkelsensor mindestens einen Lasersensor umfasst, wobei zum Bestimmen eines Drehwinkels des Drehtisches und/oder der Antenne mittels des mindestens einen Lasersensors in regelmäßigen Drehwinkelabständen angeordnete Reflektorelemente erfasst werden. Hierbei können die Reflektorelemente beispielsweise in regelmäßigen Drehwinkelabständen an einem Umfang des Drehtischs angeordnet sein, wobei die Reflektorelemente beispielsweise nach außen weisen. Ortsfest neben dem Drehtisch ist der Lasersensor angeordnet, sodass dieser bei Drehung des Drehtisches die vorbeilaufenden Reflektorelemente erfassen kann und aus erfassten Sensordaten ein Drehwinkel und/oder eine Drehwinkeländerung und/oder Drehwinkelgeschwindigkeit abgeleitet werden kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der mindestens eine Winkelsensor mindestens einen weiteren Lasersensor umfasst, wobei zum Bestimmen eines Drehwinkels mittels des mindestens einen weiteren Lasersensors ein an einem ausgezeichneten Drehwinkel angeordnetes Reflektorelement erfasst wird. Hierdurch kann ein ausgezeichneter Drehwinkel (z.B. ein Drehwinkel, der im Rahmen des Überprüfens des Funkempfängers als 0° definiert wird) erfasst werden. Im Zusammenwirken mit den anderen Winkelsensoren kann hierdurch eine Genauigkeit beim Erfassen und Bestimmen des Drehwinkels des Drehtisches und/oder der Antenne verbessert werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass vor dem Prüfen zum Kalibieren ein Testsignal mit einer festgelegten Sendeleistung erzeugt und mittels der mindestens einen Testantenne abgestrahlt wird, wobei an einer Antennenposition der Antenne des zu prüfenden Funkempfängers auf einem Drehtisch drehwinkelabhängig eine Empfangsleistung gemessen wird, und wobei die Sendeleistung für das Prüfen des Funkempfängers in Abhängigkeit der drehwinkelabhängig gemessenen Empfangsleistung festgelegt wird. Hierdurch kann die Testanordnung kalibriert werden. Hierbei lassen sich insbesondere bereits eine Antennenverstärkung der Testantenne und eine Freiraumdämpfung bestimmen und berücksichtigen. Anschließend muss zum Festlegen nur noch die Antennenverstärkung und die Abstrahlcharakteristik der Antenne bestimmt und berücksichtigt werden, um die beim Prüfen zu verwendende Sendeleistung zu bestimmen und festzulegen. Insbesondere hat die Kalibrierung den Vorteil, dass ein mit einer Antennenposition auf dem Drehtisch bei Drehung des Drehtisches variierender Abstand zwischen der mindestens einen Testantenne und der Antenne für eine Freiraumdämpfung nicht bestimmt werden muss, da das Kalibrieren die Freiraumdämpfung für jeden Drehwinkel bereits berücksichtigt. Hierdurch können Umrüst- und Messzeiten verringert werden.
Es wird ferner insbesondere auch ein Kalibrierungsverfahren zum Kalibrieren einer Testanordnung zum Prüfen eines Funkempfängers zur Verfügung gestellt, wobei ein Testsignal mit einer festgelegten Sendeleistung erzeugt und mittels mindestens einer Testantenne abgestrahlt wird, wobei an einer Antennenposition einer Antenne des mittels der Testanordnung zu prüfenden Funkempfängers auf einem Drehtisch drehwinkelabhängig eine Empfangsleistung gemessen wird, und wobei eine drehwinkelabhängige Sendeleistung für das Prüfen des Funkempfängers in Abhängigkeit der drehwinkelabhängig gemessenen Empfangsleistung festgelegt wird.
Weitere Merkmale zur Ausgestaltung der Testanordnung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Verfahrens. Die Vorteile der Testanordnung sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Verfahrens. Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Testanordnung zum Prüfen eines Funkempfängers;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Abstrahlcharakteristik einer Antenne;
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Funktionsweise eines als Winkelsensor verwendeten Lasersensors;
Fig. 4 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Prüfen eines Funkempfängers.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Testanordnung 1 zum Prüfen eines Funkempfängers 51 gezeigt. Der Funkempfänger 51 ist in einem Kraftfahrzeug 50 angeordnet und weist eine Antenne 52 auf.
Die Testanordnung 1 umfasst einen Drehtisch 2, drei Testantennen 3-x und eine Steuereinrichtung 4. Prinzipiell können auch nur eine Testantenne 3-x oder mehr als eine Testantenne 3-x verwendet werden.
Der Drehtisch 2 ist dazu eingerichtet, zumindest den Funkempfänger 51 zu drehen. Der Drehtisch 2 wird von der Steuereinrichtung 4 gesteuert. Im gezeigten Beispiel ist das Kraftfahrzeug 50 auf dem Drehtisch angeordnet und der Funkempfänger 51, insbesondere die Antenne 52 des Funkempfängers 51, wird beim Prüfen zusammen mit dem Kraftfahrzeug 50 gedreht.
Die Testantennen 3-x sind in einem Abstand von jeweils 120° um den Drehtisch 2 angeordnet. Insbesondere werden die Testantennen 3-x dazu verwendet, Basisstationen zu simulieren, wobei die Basisstationen eine Kommunikationsverbindung über die Antenne 52 mit dem Funkempfänger 51 aufbauen und unterhalten. Hierzu wird ein entsprechendes Testsignal erzeugt und bereitgestellt. Es ist hierbei vorgesehen, dass die Kommunikationsverbindung immer nur zwischen einer der Testantennen 3-x und dem Funkempfänger 51 ausgebildet wird. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die jeweils verwendete Testantenne 3-x sich mit dem Drehwinkel des Drehtisches 2 ändert.
Die Steuereinrichtung 4 legt eine Sendeleistung an der mindestens einen Testantenne 3-x derart fest, dass unabhängig von einem Drehwinkel des Funkempfängers 51 und/oder des Drehtisches 2 relativ zur mindestens einen Testantenne 3-x eine konstante Empfangsleistung des Testsignals an der Antenne 52 des Funkempfängers 51 erzielt wird.
Zum Erzeugen und Bereitstellen des Testsignals können beispielsweise eine Breitbandtesteinrichtung 5, beispielsweise der Wideband Radio Communication Tester vom Typ R&S CMW500 der Firma Rohde & Schwarz, Deutschland, und ein Breitbandverstärker 6, beispielsweise vom Typ R&S BBA150 der Firma Rohde & Schwarz, Deutschland, verwendet werden. Diese werden von der Steuereinrichtung 4 gesteuert, sodass eine Sendeleistung entsprechend winkelabhängig gesteuert oder geregelt werden kann und hierdurch eine Empfangsleistung an der Antenne 52 des Funkempfängers 51 konstant gehalten werden kann.
Die Testanordnung 1 umfasst ferner ein Dämpfungsglied 7 und einen Combiner 8 (auch als Weiche bezeichnet).
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Breitbandtesteinrichtung 5 oder der Breitbandverstärker 6 die Steuereinrichtung 4 umfassen oder diese ausbilden.
Während des Prüfens des Funkempfängers 51 wird das Kraftfahrzeug 50 auf dem Drehtisch 2 gedreht, sodass ein Funkempfang bzw. die Antenne 52 von allen Seiten getestet und überprüft werden kann. Das Prüfen selbst umfasst hierbei an sich bekannte Verfahren, wie beispielsweise winkelabhängige Empfindlichkeitsmessungen, z.B. in Form eines Total Isotropie Sensitivity Measurements. Für jeden Drehwinkel bzw. jeden Drehwinkelbereich legt die Steuereinrichtung 4 hierbei die Sendeleistung an der oder den Testantennen 3-x derart fest, dass unabhängig von einem Drehwinkel des Funkempfängers 51 bzw. der Antenne 52 und/oder des Drehtisches 2 relativ zu der oder den Testantennen 3-x eine konstante Empfangsleistung des Testsignals an der Antenne 52 des Funkempfängers 51 erzielt wird. Hierzu wird die jeweils festgelegte Sendeleistung an der Breitbandtesteinrichtung 5 entsprechend für jeden Drehwinkel oder Drehwinkelbereich eingestellt.
Es kann vorgesehen sein, dass beim Festlegen der Sendeleistung eine bekannte winkelabhängige Abstrahlcharakteristik 20 (Fig. 2) der Antenne 52 des Funkempfängers 51 berücksichtigt wird. Eine beispielhafte Abstrahlcharakteristik 20 ist in Fig. 2 gezeigt. Für jeden Drehwinkel bzw. Drehwinkelbereich weist die Antenne 52 unterschiedliche Dämpfungen auf, sodass ein Signal mit konstanter Leistung an der Antennenposition drehwinkelabhängig unterschiedlich stark von der Antenne 52 gedämpft wird, was zu einer drehwinkelabhängigen Empfangsleistung des Signals führt. Darüber hinaus ist eine drehwinkelabhängige Dämpfung in der Regel zusätzlich noch von einer Frequenz bzw. einem Frequenzbereich abhängig, was in der Fig. 2 durch die durchgezogene und die gestrichelte Linie verdeutlicht wird, welche jeweils unterschiedliche Frequenzen bzw. Frequenzbereiche abbilden. Je nach Testszenario wird die Antennencharakteristik 20 entsprechend berücksichtigt, um in Abhängigkeit eines aktuellen Drehwinkels (und einer betrachteten Frequenz) die jeweilige Sendeleistung festzulegen. Es kann hierzu vorgesehen sein, dass die Abstrahlcharakteristik 20 in einen Speicher der Steuereinrichtung 4 hinterlegt ist oder hinterlegt wird. Auf Grundlage des aus dem aktuellen Drehwinkel und der jeweils aktuell verwendeten Testantenne 3-x sich ergebenen Drehwinkel, und gegebenenfalls in Abhängigkeit einer verwendeten Frequenz des Testsignals, wird aus der hinterlegten Abstrahlcharakteristik 20 dann ein Wert für die Dämpfung abgerufen und die Sendeleistung entsprechend festgelegt, um die Dämpfung zu kompensieren.
Es kann vorgesehen sein, dass die Sendeleistung an der mindestens einen Testantenne 3-x für jeden Drehwinkel derart festgelegt wird, dass gilt:
Pr = Pt + Gt - FSPL + (Gr + Abstrahlcharakteristik der Antenne) = konstant, mit Pr [dBm] der an der Antenne des Funkempfängers empfangenen Empfangsleistung, Pt [dBm] der ausgesandten Sendeleistung der mindestens einen Testantenne 3-x, Gt [dB] der Antennenverstärkung der mindestens einen Testantenne 3-x, FSPL [dB] der Freiraumdämpfung und Gr [dB] der Antennenverstärkung der Antenne 52. Die Freiraumdämpfung und die Abstrahlcharakteristik sind hierbei insbesondere drehwinkelabhängig. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass drehwinkelabhängige Werte für die Freiraumdämpfung und die Abstrahlcharakteristik 20 in einer Tabelle in einem Speicher der Steuereinrichtung 4 hinterlegt sind und/oder mittels einer Funktion angenähert und geschätzt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass zum Festlegen der Sendeleistung mindestens ein drehwinkelabhängiger Kompensationsleistungswert in Abhängigkeit einer drehwinkelabhängigen Freiraumdämpfung und einer drehwinkelabhängigen Abstrahlcharakteristik 20 der Antenne 52 (Fig. 1) bestimmt und verwendet wird. Es kann vorgesehen sein, dass zum Festlegen der Sendeleistung und/oder des mindestens einen drehwinkelabhängigen Kompensationsleistungswertes ein Drehwinkel des Drehtisches 2 und/oder der Antenne 52 mittels Winkelsensoren 9-x (Fig. 1) bestimmt wird. Insbesondere umfasst die Testanordnung 1 die Wnkelsensoren 9-x.
Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Wnkelsensor 9-1 einen Lasersensor 10 umfasst, wobei zum Bestimmen eines Drehwinkels des Drehtisches 2 und/oder der Antenne 52 mittels des Lasersensors 10 in regelmäßigen Drehwinkelabständen angeordnete Reflektorelemente 11 erfasst werden. Im gezeigten Beispiel ist der Lasersensor 10 in der Nähe des Drehtisches 2 angeordnet. Ein Strahlengang 12 einer Laserstrahlungsquelle des Lasersensor 10 ist hierbei derart angeordnet, dass die von der Laserstrahlungsquelle emittierte Laserstrahlung beim Vorbeilaufen eines Reflektorelements 11 zum Lasersensor 10 zurückgeworfen wird und von einem Lichtsensor des Lasersensors 10, beispielsweise einer Photodiode, erfasst wird. Befindet sich bei anderen Drehwinkeln des Drehtisches 2 kein Reflektorelement 11 im Strahlengang 12, so wird die Laserstrahlung nicht auf den Lichtsensor zurückgeworfen. Durch die Anordnung der Reflektorelemente 11 in gleichen Wnkelabständen kann ein Signal erzeugt werden, aus dem sich der Drehwinkel bei bekanntem Anfangsdrehwinkel und eine Drehwinkelgeschwindigkeit bestimmen lassen.
Ein Beispiel zur Funktionsweise des Lasersensors 10 ist schematisch in der Fig. 3 gezeigt. Die Reflektorelemente 11 sind hierbei in einem Wnkelabstand von jeweils 60° zueinander angeordnet (nur zwei davon sind gezeigt und mit einem Bezugszeichen versehen). Bei konstanter Drehgeschwindigkeit des Drehtisches 2 treten die Reflektorelemente 11 in regelmäßigen Abständen in den Strahlengang 12 des Lasersensors 10 und werden von diesem erfasst. Dies erfolgt für die beiden gezeigten Reflektorelemente 11 zu den Zeitpunkten t1 und t2. Bei konstanter Drehwinkelgeschwindigkeit lässt sich aus den Zeitpunkten t1, t2 und dem Wnkelabstand von 60° ein Zeitintervall bestimmen, in der eine Wnkeländerung von 1° erfolgt:
Zeitintervall pro Grad = (t2 - 11) / 60°
Sind drehwinkelaufgelöste Sendeleistungen oder drehwinkelaufgelöste Kompensationsleistungswerte mit einer Auflösung von 1° bekannt, so muss der jeweilige Wert innerhalb der bestimmten Zeit geändert werden, damit die Empfangsleistung an der Antenne konstant gehalten werden kann. Mit t1 = 0 und t2 = 2 s ergibt sich beispielsweise ein Zeitintervall pro Grad von 0,033 s, sodass die Sendeleistung oder der Kompensationsleistungswert alle 0,033 s geändert werden muss, damit die Empfangsleistung an der Antenne des Funkempfängers konstant bleibt.
Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass der Winkelsensor 9-2 einen weiteren Lasersensor 13 (Fig. 1) umfasst, wobei zum Bestimmen eines Drehwinkels mittels des weiteren Lasersensors 13 ein an einem ausgezeichneten Drehwinkel 14 angeordnetes Reflektorelement 15 erfasst wird. Hierdurch kann der Drehwinkel jedes Mal kalibriert werden, wenn das Reflektorelement 15 mittels des weiteren Lasersensors 13 erfasst wird. Die Funktionsweise des weiteren Lasersensors 13 ist hierbei die gleiche wie bereits voranstehend für den Lasersensor 10 beschrieben, mit dem Unterschied, dass nur ein Reflektorelement 15 erfasst wird. Der ausgezeichnete Drehwinkel 14 ist beispielsweise als ein Drehwinkel von 0° definiert, sodass ein Wert für den bestimmten Drehwinkel jedes Mal, wenn das Reflektorelement 15 erfasst wird, auf 0° zurückgesetzt wird.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Prüfung des Funkempfängers 51 gestartet wird, wenn nach Starten einer Drehung des Drehtisches 2 das Reflektorelement 15 an dem ausgezeichneten Drehwinkel 14 das erste (oder zweite etc.) Mal mittels des weiteren Lasersensors 13 erfasst wurde. Ausgehend von einer geschätzten Drehwinkelgeschwindigkeit und dem Erfassen der äquidistanten Reflektorelemente 11 mittels des Lasersensors 10 werden im Anschluss die nachfolgenden Drehwinkel geschätzt und zum Festlegen der Sendeleistung verwendet.
Es kann vorgesehen sein, dass vor dem Prüfen zum Kalibieren ein Testsignal mit einer festgelegten Sendeleistung erzeugt und mittels der mindestens einen Testantenne 3-x abgestrahlt wird, wobei an einer Antennenposition 53 der Antenne 52 des zu prüfenden Funkempfängers 51 auf dem Drehtisch 2 drehwinkelabhängig eine Empfangsleistung gemessen wird, und wobei die Sendeleistung für das Prüfen des Funkempfängers 51 in Abhängigkeit der drehwinkelabhängig gemessenen Empfangsleistung festgelegt wird. Dies kann sowohl bei bereits auf dem Drehtisch 2 angeordnetem Kraftfahrzeug 50 bzw. auf dem Drehtisch 2 angeordnetem Funkempfänger 51 und Antenne 52 als auch alternativ ohne Kraftfahrzeug 50 und Funkempfänger 51 erfolgen. In jedem Fall wird das Kalibrieren jedoch mit Bezug auf die (vorgesehene) Antennenposition 53 durchgeführt. Im Beispiel der voranstehend beschriebenen Gleichung lässt sich hierdurch für jeden Drehwinkel ein zusammengefasster Wert für Antennenverstärkung Gt der Antenne 52 und die Freiraumdämpfung FSPL bestimmen. Es kann auch vorgesehen sein, das Kalibrieren im Rahmen eines separat von dem Verfahren ausgeführten Kalibrierungsverfahrens durchzuführen.
In Fig. 4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Prüfen eines Funkempfängers gezeigt.
In einem Verfahrensschritt 100 wird ein Funkempfänger, insbesondere als Teil eines Kraftfahrzeugs, auf einem Drehtisch angeordnet.
Im Verfahrensschritt 101 wird der Drehtisch zusammen mit dem darauf angeordneten Funkempfänger gedreht, wobei ein Drehwinkel mittels eines Winkelsensors bestimmt wird und daher jederzeit bekannt ist oder geschätzt werden kann.
In einem Verfahrensschritt 102 wird ein Testsignal erzeugt und mittels mindestens einer Testantenne an die Antenne des Funkempfängers übermittelt. Inhaltlich wird das Testsignal hierbei in Abhängigkeit von einer durchzuführenden Prüfung des Funkempfängers gewählt (z.B. Total Isotropie Sensitivity Measurement).
Im Rahmen des Verfahrensschritts 102 werden die Verfahrensschritte 103 bis 104 ausgeführt.
Im Verfahrensschritt 103 wird ein aktueller Drehwinkel von dem Winkelsensor abgefragt. Im Verfahrensschritt 104 wird in Abhängigkeit des abgefragten Drehwinkels eine Sendeleistung des Testsignals an der Testantenne festgelegt und/oder ein Kompensationsleistungswert bestimmt und festgelegt. Im Verfahrensschritt 105 wird das Überprüfen des Funkempfängers unter Benutzung der festgelegten Sendeleistung bzw. des bestimmten und festgelegten Kompensationsleistungswertes durchgeführt. Im Verfahrensschritt 106 wird überprüft, ob bereits alle Drehwinkel (ggf. mehrmals) durchlaufen wurden. Ist dies nicht der Fall, so werden die Verfahrensschritte 103 bis 106 für weitere (nachfolgende) Drehwinkel wiederholt.
Sind hingegen alle Drehwinkel (ggf. mehrmals) durchlaufen, so wird das Verfahren beendet und ein drehwinkelabhängiges Überprüfungsergebnis wird in einem Verfahrensschritt 107 bereitgestellt. Beim Prüfen des Funkempfängers wurde unabhängig vom Drehwinkel eine konstante Empfangsleistung an der Antenne erzielt, sodass der Funkempfänger für alle Richtungen unter gleichen Bedingungen getestet wurde. Bezugszeichenliste
Testanordnung
Drehtisch -x Testantenne
Steuereinrichtung
Breitbandtesteinrichtung
Breitbandverstärker
Dämpfungsglied
Combiner (Weiche) -x Winkelsensor 0 Lasersensor 1 Reflektorelement 2 Strahlengang 3 weiterer Lasersensor 4 ausgezeichneter Drehwinkel 5 Reflektorelement 0 A bstra h I ch a rakte ri sti k 0 Kraftfahrzeug 1 Funkempfänger 2 Antenne 3 Antennenposition
Zeitpunkt
Zeitpunkt 00-107 Verfahrensschritte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Prüfen eines Funkempfängers (51), wobei der Funkempfänger (51) auf einem Drehtisch (2) angeordnet und gedreht wird, wobei ein Testsignal erzeugt und mittels mindestens einer Testantenne (3-x) an eine Antenne (52) des Funkempfängers (51) übermittelt wird, und wobei eine Sendeleistung an der mindestens einen Testantenne (3-x) derart festgelegt wird, dass unabhängig von einem Drehwinkel des Funkempfängers (51) und/oder des Drehtisches (2) relativ zur mindestens einen Testantenne (3-x) eine konstante Empfangsleistung des Testsignals an der Antenne (52) des Funkempfängers (51) erzielt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Festlegen der Sendeleistung eine bekannte winkelabhängige Abstrahlcharakteristik (20) der Antenne (52) des Funkempfängers (51) berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung an der mindestens einen Testantenne (3-x) für jeden Drehwinkel derart festgelegt wird, dass gilt:
Pr = Pt + Gt - FSPL + (Gr + Abstrahlcharakteristik (20) der Antenne (52)) = konstant, mit
Pr [dBm] der an der Antenne (52) des Funkempfängers (51) empfangenen Empfangsleistung,
Pt [dBm] der ausgesandten Sendeleistung der mindestens einen Testantenne (3-x),
Gt [dB] der Antennenverstärkung der mindestens einen Testantenne (3-x),
FSPL [dB] der Freiraumdämpfung und
Gr [dB] der Antennenverstärkung der Antenne (52).
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Festlegen der Sendeleistung mindestens ein drehwinkelabhängiger Kompensationsleistungswert in Abhängigkeit einer drehwinkelabhängigen Freiraumdämpfung und einer drehwinkelabhängigen Abstrahlcharakteristik (20) der Antenne (52) bestimmt und verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Festlegen der Sendeleistung und/oder des mindestens einen drehwinkelabhängigen Kompensationsleistungswertes ein Drehwinkel des Drehtisches (2) und/oder der Antenne (52) mittels mindestens eines Winkelsensors (9-x) bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wnkelsensor (9-x) mindestens einen Lasersensor (10) umfasst, wobei zum Bestimmen eines Drehwinkels des Drehtisches (2) und/oder der Antenne (52) mittels des mindestens einen Lasersensors (10) in regelmäßigen Drehwinkelabständen angeordnete Reflektorelemente (11) erfasst werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wnkelsensor (9-x) mindestens einen weiteren Lasersensor (13) umfasst, wobei zum Bestimmen eines Drehwinkels mittels des mindestens einen weiteren Lasersensors (13) ein an einem ausgezeichneten Drehwinkel (14) angeordnetes Reflektorelement (15) erfasst wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Prüfen zum Kalibieren ein Testsignal mit einer festgelegten Sendeleistung erzeugt und mittels der mindestens einen Testantenne (3-x) abgestrahlt wird, wobei an einer Antennenposition (53) der Antenne (52) des zu prüfenden Funkempfängers (51) auf einem Drehtisch (2) drehwinkelabhängig eine Empfangsleistung gemessen wird, und wobei die Sendeleistung für das Prüfen des Funkempfängers (51) in Abhängigkeit der drehwinkelabhängig gemessenen Empfangsleistung festgelegt wird.
9. Testanordnung (1) zum Prüfen eines Funkempfängers (51), umfassend: einen Drehtisch (2), eingerichtet zum Drehen zumindest des Funkempfängers (51), mindestens eine Testantenne (3-x), eingerichtet zum Erzeugen und Übermitteln eines Testsignals an eine Antenne (52) des Funkempfängers (51), eine Steuereinrichtung (4), wobei die Steuereinrichtung (4) dazu eingerichtet ist, eine Sendeleistung an der mindestens einen Testantenne (3-x) derart festzulegen, dass unabhängig von einem Drehwinkel des Funkempfängers (51) und/oder des Drehtisches (2) relativ zur mindestens einen Testantenne (3-x) eine konstante Empfangsleistung des Testsignals an der Antenne (52) des Funkempfängers (51) erzielt werden kann.
10. Kalibrierungsverfahren zum Kalibrieren einer Testanordnung (1) zum Prüfen eines Funkempfängers (51), wobei ein Testsignal mit einer festgelegten Sendeleistung erzeugt und mittels mindestens einer Testantenne (3-x) abgestrahlt wird, wobei an einer Antennenposition (53) einer Antenne (52) des mittels der Testanordnung (1) zu prüfenden Funkempfängers (51) auf einem Drehtisch (2) drehwinkelabhängig eine Empfangsleistung gemessen wird, und wobei eine drehwinkelabhängige Sendeleistung für das Prüfen des Funkempfängers (51) in Abhängigkeit der drehwinkelabhängig gemessenen Empfangsleistung festgelegt wird.
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