[发明专利]一种毫米波总辐射功率和接收灵敏度测试装置及方法

权利要求书

1.一种毫米波总辐射功率和接收灵敏度测试装置，包括电磁屏蔽单元(1)、谐振控制单元(2)和处理器(7)，所述电磁屏蔽单元(1)隔离环境电磁噪声并形成封闭的测试腔(11)，电磁屏蔽单元(1)设有电磁信号输入和输出接口；所述谐振控制单元(2)包括有搅拌器(21)和旋转控制器，所述处理器(7)与旋转控制器连接以控制搅拌器(21)运转；

其特征在于：所述电磁屏蔽单元内设置有发射天线(31)和接收天线(41)，接收天线(41)位于电磁屏蔽单元(1)空腔内的测试区域内，发射天线(31)位于电磁屏蔽单元(1)空腔内的测试区域外；

还包括有用于总辐射功率和接收灵敏度测试用的通信模拟器(5)和通信天线(51)，通信模拟器(5)位于所述电磁屏蔽单元(1)外并与所述处理器(7)连接，通信天线(51)位于所述电磁屏蔽单元(1)的测试腔(11)内且位于测试区域外，通信模拟器(5)与通信天线(51)通信线缆连接；

还包括有用于接收信号并传输给所述处理器(7)的信号检测单元(4)，信号检测单元(4)位于所述电磁屏蔽单元(1)外并与所述接收天线(41)连接通信；

还包括有与所述处理器(7)连接的信号发生单元(3)，信号发生单元(3)位于所述电磁屏蔽单元(1)外并与所述发射天线(31)连接通信。

2.根据权利要求1所述的一种毫米波总辐射功率和接收灵敏度测试装置，其特征在于：所述电磁屏蔽单元为屏蔽室或可实现屏蔽电磁功能的法拉第笼，内部铺设高效电磁波反射平面。

3.根据权利要求1所述的一种毫米波总辐射功率和接收灵敏度测试装置，其特征在于：所述谐振控制单元包含至少一套搅拌器和旋转控制器，搅拌器用于将测试腔内的电磁波进行充分搅拌，使测试腔满足一定不确定度要求的统计均匀、各向同性且随机极化的电磁环境。

4.一种通过权利要求3所述的毫米波总辐射功率和接收灵敏度测试装置测被测设备的方法，其特征在于：包含以下步骤：

S1：进行测试腔内空腔校准，在测试区域的边沿和内部，选取多个参考点进行以下测量；

处理器控制信号发生单元发射信号，处理器控制谐振控制单元以样本总数N进行搅拌测试腔内电磁信号，信号检测单元通过接收天线在其中一个参考点接收信号，得出空场地功率传递因数G_ref,t；

其中，

N为搅拌的样本总数量；

F为频率样本总数量；

f为频率样本；

n为模式搅拌样本；

S₂₁(f,n)为频率f在搅拌器位置为n时，信号发射单元到信号检测单元4之间的功率损耗值；

e_mismatc,meas为信号测量单元在测量区域的接收天线阻抗失配参数；

e_mismatc,ref为信号发生单元在测试腔体内发射天线的阻抗失配参数；

S_11r是接收天线驻波；

S_11t是发射天线驻波；

η_meas为接收天线辐射效率；

η_ref为发射天线的辐射效率；

进一步，移动信号测量单元的接收天线的位置，依次测出所有参考点的功率传递因数G_ref,t；

计算所有参考点功率传递因数G_ref,t的标准差，如果其值在要求精度范围内，则该模型成立；否则，调整样本总数N，使得空场地功率传递因数G_ref,t的标准差值在要求范围内；

在处理器内建立功率传递因数G_ref,t的标准差值在要求范围内状态下谐振控制单元搅拌方式、旋转速度数据模型；

S2：场地确认，进行测试腔内测试前校准：将被测设备放置在测试腔内的测试区域内，处理器控制信号发生单元发射信号，按照S1步骤中建立的谐振控制单元搅拌方式、旋转速度数据模型，处理器控制谐振控制单元搅拌，接收天线接收信号，计算出功率传递因数G_ref；

其中，

N为搅拌的样本总数量；

F为频率样本总数量；

f为频率样本；

n为模式搅拌样本；

S₂₁(f,n)为频率f在搅拌器位置为n时，信号发射单元到信号检测单元之间的功率损耗值；

e_mismatc,meas为信号测量单元在测量区域的接收天线阻抗失配参数；

e_mismatc,ref为信号发生单元在测试腔体内发射天线的阻抗失配参数；

η_meas为接收天线辐射效率；

η_ref为发射天线的辐射效率；

S3：由通信模拟器(5)与被测设备(6)建立稳定通信链接，关闭信号发生单元(3)，发射天线(31)输入端接入阻抗；

按如下两种方式之一进行测试：

第一种总辐射功率测试：通信模拟器(5)与被测设备(6)建立稳定通信，被测设备(6)发射信号，通信模拟器(5)接收信号，处理器(7)控制谐振控制单元(2)按照S1步骤中建立的谐振控制单元(2)搅拌方式、旋转速度数据模型进行搅拌，信号检测单元(4)测量电磁检测数据并发送至处理器(7)，处理器(7)根据信号检测单元(4)发回的检测数据进行均值计算，计算出被测设备(6)的最大发射功率P_TRP；

其中，

N为搅拌器的样本总数量；

n为模式搅拌样本；

P_n为模式搅拌n位置时，信号测量单元(4)的输出结果值；

G_ref为放入被测件后执行步骤2中计算出的功率传递因数；

e_mismatc,meas为信号测量单元(4)在测量区域内接收天线(41)的阻抗失配参数；

η_meas为接收天线(41)辐射效率；

G_cable为接收天线到信号检测单元(4)之间的功率损耗；

S_11r是接收天线驻波；

第二种接收灵敏度测试：通信模拟器(5)与被测设备(6)建立稳定通信，设置通信模拟器进行误码率或吞吐量测量；通信模拟器(5)发射信号，处理器(7)控制谐振控制单元(2)按照S1步骤中建立的谐振控制单元(2)搅拌方式、旋转速度数据模型进行搅拌，被测设备(6)接收信号，信号检测单元(4)通过接收天线(41)测得被测设备(6)电磁检测数据并发送至处理器(7)；处理器根据信号检测单元(4)发回的检测数据逐渐减小通信模拟器(5)的发射功率，直至误码率低于目标值或吞吐量高于目标值；处理器(7)计算得出测量结果灵敏度P_TIS。

其中，

N为搅拌器的样本总数量；

n为模式搅拌样本；

P_BSS(n)为搅拌器位置为n时通信模拟器(5)的输出功率；

G_ref为放入被测件后执行步骤S2中计算出的功率传递因数；

e_mismatc,meas为信号测量单元(4)在测量区域内接收天线的阻抗失配参数；

η_meas为接收天线辐射效率；

G_cable为接收天线到信号检测单元(4)之间射频线缆的功率损耗；

S_11r是接收天线驻波。