5G毫米波终端测试装置论文和设计-刘明伯

全文摘要

本实用新型涉及一种5G毫米波终端测试装置，所述装置包括：屏蔽箱体，用于屏蔽屏蔽箱体内外的电磁波；屏蔽箱体的内壁覆盖有吸波材料，用于吸收电磁波以在所述屏蔽箱体内部形成基本没有电磁波反射的环境；具有不同方向的多个测试天线，设置在所述屏蔽箱体的内壁，所述多个测试天线用于接收或发送5G毫米波信号；转台，设置于所述屏蔽箱体的内壁，所述转台能够在所述屏蔽箱体中以任意方向进行360°转动；固定件，设置在所述转台上，用于将待测5G毫米波终端固定在所述转台上。本实用新型提出的5G毫米波终端测试装置具有设计简单、体积小、成本低的特点，且操作简便易于进行测试。

主设计要求

1.一种5G毫米波终端测试装置，其特征在于，所述装置包括：屏蔽箱体，用于屏蔽所述屏蔽箱体内外的电磁波；所述屏蔽箱体的内壁覆盖有吸波材料，用于吸收电磁波以在所述屏蔽箱体内部形成基本没有电磁波反射的环境；具有不同方向的多个测试天线，设置在所述屏蔽箱体的内壁，所述多个测试天线用于接收或发送5G毫米波信号；转台，设置于所述屏蔽箱体的内壁，所述转台能够在所述屏蔽箱体中以任意方向进行360°转动；固定件，设置在所述转台上，用于将待测5G毫米波终端固定在所述转台上。

设计方案

1.一种5G毫米波终端测试装置，其特征在于，所述装置包括：

屏蔽箱体，用于屏蔽所述屏蔽箱体内外的电磁波；

所述屏蔽箱体的内壁覆盖有吸波材料，用于吸收电磁波以在所述屏蔽箱体内部形成基本没有电磁波反射的环境；

具有不同方向的多个测试天线，设置在所述屏蔽箱体的内壁，所述多个测试天线用于接收或发送5G毫米波信号；

转台，设置于所述屏蔽箱体的内壁，所述转台能够在所述屏蔽箱体中以任意方向进行360°转动；

固定件，设置在所述转台上，用于将待测5G毫米波终端固定在所述转台上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转台上还设置有定位模块，用于对每个测试天线的中心点与转台的中心点进行定位，从而确定每个测试天线的中心点与转台的中心点的相对位置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转台包括：

方向调节部件，用于根据输入的方向控制信号将转台调整到目标方向。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转台包括：

驱动部件，用于驱动所述转台转动。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述转台还包括：

速度调节部件，连接于所述驱动部件，用于根据输入的速度控制信号调整所述转台的转动速度。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定件由泡沫材料制成，所述吸波材料为吸波泡棉。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽箱体为长方体，所述屏蔽箱体的长度大于110cm。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转台与每个测试天线之间的距离满足如下条件：

R>2*D^{2<\/sup>\/λ，其中，R表示所述转台与测试天线之间的距离，D表示所述待测5G毫米波终端的天线的直径，λ表示5G毫米波信号的波长。}

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及无线终端测试领域，尤其涉及一种5G毫米波终端测试装置。

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。为了确保无线终端的天线射频性能，需要对无线终端的天线进行测试。相关技术通常采用微波暗室(AnechoicChamber)进行射频性能测量，然而，微波暗室体积庞大、造价昂贵，设计复杂、对人员操作能力要求高。

实用新型内容

技术问题

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是，微波暗室体积庞大、造价昂贵，设计复杂、对人员操作能力要求高。

解决方案

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种5G毫米波终端测试装置，所述装置包括：

屏蔽箱体，用于屏蔽所述屏蔽箱体内外的电磁波；

所述屏蔽箱体的内壁覆盖有吸波材料，用于吸收电磁波以在所述屏蔽箱体内部形成基本没有电磁波反射的环境；

具有不同方向的多个测试天线，设置在所述屏蔽箱体的内壁，所述多个测试天线用于接收或发送5G毫米波信号；

转台，设置于所述屏蔽箱体的内壁，所述转台能够在所述屏蔽箱体中以任意方向进行360°转动；

固定件，设置在所述转台上，用于将待测5G毫米波终端固定在所述转台上。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述转台上还设置有定位模块，用于对每个测试天线的中心点与转台的中心点进行定位，从而确定每个测试天线的中心点与转台的中心点的相对位置。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述转台包括：

方向调节部件，用于根据输入的方向控制信号将转台调整到目标方向。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述转台包括：

驱动部件，用于驱动所述转台转动。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述转台还包括：

速度调节部件，连接于所述驱动部件，用于根据输入的速度控制信号调整所述转台的转动速度。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述固定件由泡沫材料制成，所述吸波材料为吸波泡棉。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述屏蔽箱体为长方体，所述屏蔽箱体的长度大于110cm。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述转台与每个测试天线之间的距离满足如下条件：

R>2*D^{2<\/sup>\/λ，其中，R表示所述转台与测试天线之间的距离，D表示所述待测5G毫米波终端的天线的直径，λ表示5G毫米波信号的波长。}

有益效果

本实用新型提出的5G毫米波终端测试装置，可以实现5G毫米波终端的天线射频性能测试，并且，相较于相关技术采用微波暗室进行天线射频性能测试，本实用新型提出的5G毫米波终端测试装置具有设计简单、体积小、成本低的特点，且操作简便易于进行测试。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。

图1示出了根据本实用新型一实施方式的5G毫米波终端测试装置的示意图。

图2示出了根据本实用新型一实施方式的5G毫米波终端测试装置的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

请参阅图1，图1示出了根据本实用新型一实施方式的5G毫米波终端测试装置的示意图。

如图1所示，所述装置包括：

屏蔽箱体10，用于屏蔽所述屏蔽箱体10内外的电磁波；

所述屏蔽箱体10的内壁覆盖有吸波材料20，用于吸收电磁波以在所述屏蔽箱体内部形成基本没有电磁波反射的环境；

具有不同方向的多个测试天线30，设置在所述屏蔽箱体10的内壁，所述多个测试天线30用于接收或发送5G毫米波(millimeter wave)信号；

转台40，设置于所述屏蔽箱体10的内壁，所述转台能够在所述屏蔽箱体 10中以任意方向进行360°转动；

固定件(未示出)，设置在所述转台40上，用于将待测5G毫米波终端(DUT， DeviceUnder Test)固定在所述转台上。

其中，可以将待测5G毫米波终端按照预设方向固定在转台上，以针对该预设方向进行测试，也可以将待测5G毫米波终端以任意方向固定在转台上，通过转动转台，来得到所需要的目标方向。

本实用新型所述的待测5G毫米波终端是指采用了第五代移动通信技术的终端。终端又称之为用户设备(user equipment，UE)、移动台(mobile station， MS)、移动终端(mobile terminal，MT)等，是一种向用户提供语音和\/或数据连通性的设备，例如，具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。目前，一些终端的举例为：手机(mobile phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internetdevice，MID)、可穿戴设备，虚拟现实(virtual reality，VR)设备、增强现实(augmentedreality，AR)设备、工业控制 (industrial control)中的无线终端、无人驾驶(selfdriving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、车联网中的无线终端等。

本实用新型通过在屏蔽箱体10的内壁设置吸波材料20，可以避免在对5G 毫米波终端的天线的测试过程中引入多径效应而导致测试结果不准确。

本实用新型所述的5G毫米波终端测试装置中的多个测试天线30，每一个测试天线30都具有较强的定向性，这样，本实用新型的装置可以测量固定方向的5G毫米波终端的天线辐射波束，另外，本实用新型通过设置具有不同方向的多个测试天线30，可以保证5G毫米波终端各个方向上的辐射波束都能够被测量到，从而增加了天线射频性能测试的准确性。多个测试天线30 的设置位置和方向可以根据测试需要来设置，本实用新型对此不作限制。

其中，所述5G毫米波终端可以用于接收或发出5G毫米波信号

其中，天线的方向可以指天线辐射场的场强方向，一般是最大辐射方向。

其中，所述吸波材料吸收电磁波以在所述屏蔽箱体内部形成基本没有电磁波反射的环境，可以指在所述屏蔽箱体内部形成完全没有电磁波反射的环境，或在被测要求范围内的(近似于没有)的电磁波反射的环境。

本实用新型通过将转台40设置为能够在屏蔽箱体10中以任意方向进行 360°转动，可以根据需要确定5G毫米波终端的需要测试的方向，并且，可以满足每个方向的测试，从而增加了测试的准确性。

应该说明的是，可以通过相关技术实现转台40以任意方向进行360°转动，对其具体实现方式，本公开不做限定。

在一种可能的实施方式中，所述的5G毫米波信号的频率可以位于n257、 n258、n260等频段(具体请参考3GPP等组织对5G NR频段的划分)。

当然，在其他的实施方式中，5G毫米波信号的具体频率可以根据实际情况确定，只要是可用于5G的毫米波信号即可。

在一种可能的实施方式中，所述吸波材料10可以为吸波泡棉。当然，在其他的实施方式中，吸波材料10还可以为其他。

在一种可能的实施方式中，如图1所示，多个测试天线30可以设置在屏蔽箱体10的一侧(图中为左侧)，转台40可以设置在相对于多个测试天线30的屏蔽箱体10的另一侧(图中为右侧)。

当然，测试天线还可以设置在屏蔽箱体的其他位置。

通过将测试天线30设置在多个不同位置，可以丰富测试角度，节约寻找天线主瓣最大方向的转台姿态时间。

应该说明的是，测试天线30的尺寸可以根据实际情况确定，应该明白的是，不同厂家生产的测试天线30具有不同的尺寸，对此，本实用新型不做限定。

请参阅图2，图2示出了根据本实用新型一实施方式的5G毫米波终端测试装置的示意图。

在一种可能的实施方式中，如图2所示，测试天线30还可以设置在屏蔽箱体10的其他位置，例如，图2中的上侧。

对于5G毫米波终端来说，5G毫米波终端中的5G毫米波天线通常会和前端芯片集成在一起，在一种可能的实施方式中，可以将被测5G毫米波终端对应的前端芯片放置在转台40中心点(也即，将5G毫米波天线放置在转台 40的中心点)，这样，可以使得测试得到的测试结果更加准确。

在一种可能的实施方式中，所述前端芯片可以实现调制解调、滤波、放大等功能。

在一种可能的实施方式中，所述转台40与每个测试天线30之间的距离可以满足如下条件：

R>2*D^{2<\/sup>\/λ，其中，R表示所述转台与测试天线之间的距离，D表示所述待测5G毫米波终端的天线的直径，λ表示5G毫米波信号的波长。}

这样，在利用本实用新型提出的5G毫米波终端测试装置对5G毫米波终端进行测试时，可以满足远场条件，从而得到更加准确的测量结果。

在一个示例中，当所述待测5G毫米波终端的天线的直径为2cm的情况下，可以得到转台40与每个测试天线30之间的距离约为75cm。

在一种可能的实施方式中，所述屏蔽箱体可以为长方体，在所述待测5G 毫米波终端的天线的直径为2cm的情况下，所述屏蔽箱体的长度可以大于 110cm(例如可以为120cm)。

应该说明的是，屏蔽箱体10的宽度和高度可以根据转台的大小及实际需要确定，对此，本实用新型不做限定。

当然，在其他的实施方式中，屏蔽箱体10也可以是其他形状，例如，可以为正方体等。

在一种可能的实施方式中，所述转台40上还可以设置有定位模块(未示出)，用于对每个测试天线30的中心点与转台40的中心点进行定位，从而确定每个测试天线30的中心点与转台40的中心点的相对位置。该相对位置可作为上述转台与测试天线之间的距离R。

在一个示例中，定位模块可以采用传统的激光定位进行定位。

通过定位模块，本实用新型可以确定每个测试天线30与转台40的中心点之间的距离，从而判断每个测试天线30与转台40会否满足远场条件，在不满足远场条件的情况下，继续对转台40的位置进行调节，从而使得每个测试天线30与转台40之间满足远场条件。

在一种可能的实施方式中，所述转台可以包括：

方向调节部件(未示出)，用于根据输入的方向控制信号将转台40调整到目标方向。

在一个示例中，方向调节部件可以采用已知的程控方向调节部件实现。

在一种可能的实施方式中，所述方向控制信号可以被解析为方向参数，方向调节部件可以根据方向参数将转台40调整到目标方向。

在一种可能的实施方式中，所述转台40可以包括：

驱动部件(未示出)，用于驱动所述转台转动。

在一种可能的实施方式中，驱动部件可以包括电机，例如可以为伺服电机。

在一种可能的实施方式中，所述驱动部件可以被配置为按照预设速度自动旋转，以带动5G毫米波终端自动旋转，这样，可以测试5G毫米波终端不同方向的性能，并减少测试人员的操作。

应该说明的是，配置驱动部件按照预设速度进行自动旋转可以采用已有技术实现，对此，本实用新型不做限定。

所述转台40可以设置在滑块上，通过滑动轨道实现平移，以调整转台与测试天线之间的距离。

在一种可能的实施方式中，所述转台40还可以包括：

速度调节部件(未示出)，连接于所述驱动部件，用于根据输入的速度控制信号调整所述转台的转动速度。

应该说明的是，所述速度调节部件可以采用相关技术中已有的程控工具实现，从而对驱动部件进行控制。

在一种可能的实施方式中，固定件可以包括夹具，通过夹具可以将5G毫米波终端固定在转台40上。

在一种可能的实施方式中，所述固定件可以由泡沫材料制成。

应该说明的是，本实用新型提出的5G毫米波终端测试装置中各个部件的材料都为对5G毫米波信号影响较小的材料，通过这样的设置，可以减小对测试的影响，从而提高测试结果的准确性。

通过本实用新型所述的5G毫米波终端测试装置，可以实现5G毫米波终端的天线射频性能的快速测试，并且，由于本实用新型所述的5G毫米波终端测试装置的设计简单、操作简便，可以极大地简化测试流程。

本实用新型所述的5G毫米波终端测试装置，可以应用在产线上，快速确认5G毫米波终端的天线性能的一致性。

例如，确认5G毫米波终端的天线性能一致性的流程可以包括：

在标准毫米波暗室中测试优化好性能满足要求的5G毫米波终端某一天线阵最大辐射上的相关射频指标(如EIRP、EVM…)，最大辐射为波束赋形电路要配置在主瓣最大增益状态，记录并锁定当前波束赋形控制电路的配置信息；

在上一电路配置(所述当前波束赋形控制电路的配置信息)下将5G毫米波终端放入5G毫米波终端测试装置内，通过调整转台40上5G毫米波终端的摆放姿态及相对位置，寻找测试天线能够接收到的最大输出情况下(波束赋形后，主瓣最大方向)的转台位置，在这个步骤中，需要保持与暗室测试下 5G毫米波终端中的参数配置(例如控制天线波束辐射方向的相关参数等)一致；

利用5G毫米波终端测试装置测试5G毫米波终端的天线相关射频指标，记录相关测试结果，并将该测试结果定义为测试标准参考值；

继续测试相同产品的其他5G毫米波终端，测试过程中需保持测试姿态及相关参数配置与前面步骤一致，记录测试结果；

将测试结果图形化处理，同测试标准参考值进行对比，剔除有问题的5G 毫米波终端(可以用不同测试值的样机放入标准暗室进行测量，根据相关标准，约束对应参考值区间，其中，相关标准指认证组织及3GPP等组织规定的OTA测试指标，用标准暗室测量的指标下限值放置到本案例中进行测试，所得测量值即标定为最低测量值)。

通过以上步骤可以快速确认5G毫米波终端天线性能的一致性，也可以测试其他模块及结构件(例如可以包括屏幕、后壳、键盘、听筒等等一系列影响辐射的硬件组件)装配一致性，从而避免了标准毫米波暗室中测试时间长，测试成本高等缺陷。

通过本实用新型提出的5G毫米波终端测试装置，可以使得研发人员可以快速测试定位分析问题。

其具体步骤包括：

在标准毫米波暗室测试5G毫米波终端某一固定配置参数下的相关射频参数指标，确认测试结果是否满足相关标准，若不满足，继续优化配置参数至测试指标满足要求；

将此终端放入5G毫米波终端测试装置中。终端配置参数同优化配置时的参数保持一致，测试相关射频指标(例如Power，evm等)，并同暗室中测试结果进行对比并记录，例如，同步对比最大主瓣增益下的相关指标(最大主瓣方向在标准暗室和5G毫米波终端测试装置中的测量值对比)。

研发人员以上述结果为参考基准，在5G毫米波终端测试装置中可以进行快速相关测试，对多台5G毫米波终端测试装置同步进行优化不同的配置参数，以达到于利用标准毫米波暗室分析定位问题等同的效果，缩短时间，节约成本。

可见，利用本实用新型提出的5G毫米波终端测试装置，可以快速准确对 5G毫米波测试终端进行测试，其效果等同于标准毫米波暗室，而相比较于利用暗室进行测试，利用本实用新型的5G毫米波终端测试装置进行天线射频性能测试更加简便，可以节约时间、成本。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

设计图

5G毫米波终端测试装置论文和设计

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主设计要求

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