射頻測試方法及系統與流程
2023-04-25 14:36:46 1
本發明屬於測試技術領域，尤其涉及射頻測試方法及系統。
背景技術：
隨著移動通訊設施的普及，個人接入上網方案越來越呈現出多元化網絡接入特點。為了適應這一變化，無線網絡終端接入產品市場呈現空前的繁榮。
當前產品的無線功能測試有五類最重要的測試項目，幾乎成為每一種無線通訊產品的必備無線功能測試項，包括：頻偏、頻譜模板(Spectrum Mask)、發射功率、誤差向量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)、接收靈敏度。以上五項測試均不需要被測設備(Device Under Test，DUT)與測試設備實際組網，一般通過頂針治具和射頻線與測試儀器相連，用計算機抓取測試儀器反饋數據。在實際生產測試中，由於車間所生產產品繁多，可能在同一個車間內有數十個無線產品同時在做無線測試；特別地、由於為了追求生產快捷，部分無線區域網(Wireless Fidelity，Wifi)產品集中測試1、6、11三個信道，所以生產車間中該頻段的無線工程測試串擾和幹擾是一個比較嚴重的問題。通常：車間使用金屬屏蔽箱可以有效隔離環境中DUT彼此的射頻幹擾，但是傳統的金屬屏蔽箱測試效率低，且傳統的金屬屏蔽箱的成本高。
技術實現要素：
本發明實施例的目的在於提供一種射頻測試方法及系統，旨在解決目前射頻測試效率低且成本高的問題。
本發明實施例是這樣實現的，一種射頻測試方法，包括：
被測設備輸出信號到衰減器；
衰減器接收所述被測設備的信號並衰減信號，並將衰減後的信號輸出到測試儀器；
測試儀器接收所述衰減後的信號，並將接收到的衰減信號轉換為數位訊號進行記錄並輸出到開發板；
開發板接收所述測試儀器輸出的數位訊號並將接收到的數位訊號進行處理後輸出到測試電腦；
測試電腦計算所述開發板處理後的數據，得到測試參數。
本發明實施例的另一目的在於提供一種射頻測試系統，包括：
被測設備，用於輸出信號到衰減器；
衰減器，用於接收所述被測設備的信號並衰減信號，並將衰減後的信號輸出到測試儀器；
測試儀器，用於接收所述衰減後的發射信號，並將接收到的衰減信號轉換為數位訊號進行記錄並輸出到開發板；
開發板，用於接收所述測試儀器輸出的數位訊號並將接收到的數位訊號進行處理後輸出到測試電腦；
測試電腦，用於計算所述開發板處理後的數據，得到測試參數。
在本發明實施例中，通過開發板接收測試儀器輸出的信號並將信號進行處理，實現在無屏蔽強幹擾的強環境下被測設備的精確定位和測試，且測試效率高。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的射頻測試方法的流程圖；
圖2是本發明實施例提供的射頻測試方法開發板處理數據的流程圖；
圖3是本發明實施例提供的射頻測試方法開發板處理信號示意圖；
圖4是本發明實施例提供的射頻測試方法的發射過程流程圖；
圖5是本發明實施例提供的射頻測試系統的接收過程流程圖；
圖6是本發明實施例提供的射頻測試系統的結構框圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本發明，並不用於限定本發明。
如圖1所示，是本發明實施例提供的射頻測試方法的流程圖。
在S101中，被測設備輸出信號到衰減器。
所述被測設備包括：帶有無線功能的ZigBee產品、藍牙產品、數字用戶線路(X Digital Subscriber Line，XDSL)產品(X表示任意字符或字符串)、帶有無線區域網功能的電力線通信(Wireless Power Line Communication，WPLC)產品、接入點(Acess Point，AP)產品、路由產品、調製解調產品、光纖產品、交換機設備以及無線智能產品等。
優選地，在同一個測試車間內，不同的被測設備使用不同的頻段校準方案。例如：某時間段某車間所生產A被測設備測試校準1、6、11三個信道，則同時間同車間所生產的B被測設備測試校準2、7、12三個信道，同時同車間所生產的C被測設備則測試校準3、8、13三個信道。
若是北美或者以色列等國家或地區的縮小頻域版則使用其他不重複信道加以測試校準。
所述縮小頻域版是指：我國wifi標準的信道和頻域比北美或者以色列等國家的wifi標準的信道和頻域要多，因此北美或者以色列等國家或地區的wifi標準的信道和頻域稱為縮小頻域版。
在S102中，衰減器接收所述DUT的信號並衰減信號，並將衰減後的信號輸出到測試儀器。
優選地，所述衰減器為10dB或20dB衰減器，用於保護測試儀器。
在S103中，測試儀器接收所述衰減後的信號，並將接收到的衰減信號轉換為數位訊號進行記錄並輸出到開發板。
優選地，在車間生產產品的測試頻段統一規劃之後，測試儀器會接收所有的無線信號，測試儀器接收到的衰減信號為模擬信號，測試儀器將模擬信號轉換為數位訊號加以記錄，所記錄數據通過測試儀器不經壓縮輸出到基於現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)和ARM Cortex-A9高性能的四核心嵌入式開發板。
在S104中，開發板接收所述測試儀器輸出的數位訊號並將接收到的數位訊號進行處理後輸出到測試電腦。
如圖2所示，所述開發板接收所述測試儀器輸出的數位訊號並將接收到的數位訊號進行處理後輸出到測試電腦包括：
在S201中，開發板接收所述測試儀器輸出的數位訊號。
在S202中，開發板對所述接收到的數位訊號進行保真採樣。
開發板對所述接收到的數位訊號進行保真採樣包括：
開發板採用36通道32比特(bit)採樣產測試裝備對接收到的數位訊號進行保真採樣。
在S202中，開發板對採樣後的數位訊號進行濾波處理。
所述開發板將接收到的數位訊號進行濾波處理包括：
低通濾波過濾高頻雜波；
高通濾波過濾低頻傳導。
經過低通濾波與高通濾波後得到帶通濾波，將非本產品線的信號數據通過頻率域的不同加以區分捨棄，確保後續數據處理僅針對本產品線的產品數據進行分析。
優選地，雖然環境幹擾噪聲近似於白噪聲，但是為了保證測試校準精度，不可在濾波之前增加白噪聲衰減算法。
低通濾波與高通濾波均為軟體實現，通過合理設置參數，濾波器的衰減可以固定，並將所述濾波器的衰減與射頻連接線的線損合併。
在S203中，所述開發板對所述濾波處理後的數位訊號進行消除同頻幹擾。
經過濾波處理的數位訊號僅包含當前產品線需要測試校準的產品信號，但是同一產品線依照產能可能達到1-32臺產品同時在鄰近工位測試，為了進一步提高測試校準精度，區分同一條生產線上相鄰同型號產品的信號，對被測設備精確定位，對已經濾波過的信號需要進一步區分，即對所述濾波處理後的數位訊號要進行消除同頻幹擾。
優選地，使用多次迭代消除同頻幹擾的算法來消除同型號被測設備間同頻信號幹擾。
具體地，抗幹擾向量迭代遞歸算法為：
其中μ是決定收斂性和自適應速度的補償因子，p[k]、d[k]為濾波初始化全零向量，a[k]為所期望信號，r[k]為濾波投影，c是功率因數，c為正整數可以使算法相對更容易用C語言實現，通常c＝1即可，只有在少數覆蓋小區的極大功率AP上會取值c＝2來優化算法。
經過上述第一次迭代計算，一般仍有20％左右的背景幹擾，其幹擾特性近似於橙色噪聲，因此需要第二次迭代消除背景幹擾。對上述第一次迭代算法進行二次迭代後可得：
經過二次迭代可以無失真地還原被測設備DUT原有信號特徵，進行EVM、MASK、頻偏等測試分析。
提高迭代次數可以獲得更高的精度，但是由於運算量巨大，不但導致生產不可忍受的延時而且精度的提升沒有實際意義。
如圖3所示，是本發明實施例提供的射頻測試方法開發板處理信號示意圖，具體地：
圖3(a)是開發板接收到含有同頻幹擾信號示意圖；
圖3(b)是開發板第一次迭代濾波後的信號示意圖；
圖3(c)是開發板第二次迭代濾波後的信號示意圖；
圖3(d)是開發板復原DUT初始發送波形的信號示意圖。
其中圖3(a)-(d)中橫坐標表述信號頻率，縱坐標便是信號強度。
在S105中，測試電腦計算所述開發板處理後的數據，得到測試參數。
優選地，經過開發板處理後的數據通過以下算法計算被測設備初始發射功率：
GAA(i)＝SAA(i)，i＝0(DC)
GAA(i)＝2×SAA(i)，i＝1到
其中，GAA(i)代表單邊功率譜，SAA(i)代表雙邊功率譜，N代表雙邊功率譜的長度。由於一半的能量顯示在正頻率，另一半能量顯示在負頻率。因此，若需將雙邊頻譜轉換為單邊頻譜，需要捨棄數組的第二部分，並將第一部分的數值乘以2，以獲得原有被測設備發射功率。
同樣地，頻偏、頻譜模板、EVM等測試參數採用上述同樣的算法計算得到，所述得到的發射功率、頻偏、頻譜模板、EVM等測試參數完全復原了純正無幹擾的發射波特徵的數位訊號。
接收靈敏度通過香農定理測試方案在生產現場依照實際測量信噪比，使用測試儀器通過增加衰減的射頻線材發送數據包計算。另外地，S101中被測設備輸出信號到衰減器包括：
被測設備通過測試電腦的控制來發射信號到衰減器。
結合S102-S105即本發明實施例提供的射頻測試方法的發射過程，如圖4所示。
另外地，S101中被測設備輸出信號到衰減器包括：
測試電腦或測試儀器發射信號；
被測設備接收所述測試電腦或測試儀器發射的信號並輸出到衰減器。
結合S102-S105即本發明實施例提供的射頻測試方法的接收過程，如圖5所示。
對應於該發明實施例提供的一種射頻測試，圖6示出了本發明實施例提供的一種射頻測試系統的結構框圖，為了便於說明，僅示出了與本實施例相關的部分。
參照圖6，該系統包括：
被測設備61，用於輸出信號到衰減器；
衰減器62，用於接收所述被測設備的信號並衰減信號，並將衰減後的信號輸出到測試儀器；
測試儀器63，用於接收所述衰減後的發射信號，並將接收到的衰減信號轉換為數位訊號進行記錄並輸出到開發板；
開發板64，用於接收所述測試儀器輸出的數位訊號並將接收到的數位訊號進行處理後輸出到測試電腦；
測試電腦65，用於計算所述開發板處理後的數據，得到測試參數。
在同一測試車間內，不同的被測設備61的校準頻段不同。
所述開發板64包括：
開發板接收所述測試儀器輸出的數位訊號；
開發板對所述接收到的數位訊號進行保真採樣；
所述開發板對採樣後的數位訊號進行濾波處理；
所述開發板對所述濾波處理後的數位訊號進行消除同頻幹擾。
所述被測設備61包括：
被測設備通過測試電腦的控制來發射信號到衰減器。
所述被測設備61包括：
測試電腦或測試儀器發射信號；
被測設備接收所述測試電腦或測試儀器發射的信號並輸出到衰減器。
在本發明實施例中，不同的產品使用不同的頻段校準方案，通過引入開發板，並通過開發板消除環境幹擾，保證測試埠接收到唯一的測試信號，進而在無屏蔽強幹擾的環境下實現對被測設備的準確定位和測試。本發明實施例測試效率高，且由於測試空間不局限在屏蔽箱內，不但可以推廣高速高效的非接觸的耦合式測試方案，並且還可以節省大量的屏蔽箱隔離襯裡、密封條工裝固定夾具等維護設備和製造、維修和更換的工時。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。