专利名称：通过近场测试系统测试近场通信设备的方法
技术领域：
本发明涉及一种近场通讯设备的测试方法，尤其涉及一种才是高 近场天线发射的磁场强度和调制波形测试精度的测试方法。
背景技术：
近场通讯(NearField Communication,简称NFC)是一种在无线射 频识别技术和互联技术的基础上，相互融合演变而来的新技术，是一种短 距离无线通信技术标准。NFC能够实现非接触式读卡器、非接触式智能卡 和点对点通讯等功能，其工作频率为13.56MHz，工作距离最大为10cm。
目前可以通过在设备上集成NFC芯片来实现卡模拟、阅读器模拟和 点对点通讯等多种功能，这种集成有NFC芯片的设备称为NFC设备。
在NFC设备的研发和生产中，除了要对设备的常规功能和性能 进行测试外，还要对其NFC射频接口特性进行测试，如，当NFC 设备作为初始方或目标方时，在各种通讯才莫式和速率下的调制波形 测试、发射的磁场强度测试等。
目前国际标准ECMA 356对NFC射频*接口的测试装置和测试 方法进行了定义，^旦该方法采用的测试装置是平tf对称装置、而》文 在测试装置两侧的被测设备(简称DUT)与4交准线圈却因DUT的 NFC天线尺寸与才交准线圏尺寸不一样而l吏测试装置两边具有不平 -斷性，,人而影响到测试姊青度。另外，该标准中对调制波形的测^式方 法是先用测试仪器在时域测量获得相关参数，然后编写程序对时域的参数进行FFT，从而求得调制波形在频域参数值，显然该方法过 于复杂且影响到测试精度。
因此，需要一种NFC设备的测试方法在不增加测试系统复杂性 的前提下来提高对磁场强度和调制波形的测试精度。
发明内容
考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于， 提供一种通过近场测试系统测试近场通信i殳备的方法，近场测试系 统包括被测设备、测试仪器、测试装置和校准线圏，其中，测试装 置包括第一4企测线圏、第二冲企测线圈、磁场生成天线、和平4軒补偿 电路，其特4正在于，测^式方法包4舌以下步艰《
步骤S102，通过调整平衡补偿电路上的电位计使测试装置输出 端两侧的电3各处于平#^犬态；
步艰《S104 ，；改置净皮测i殳备和才交准线圈，通过石兹场生成天线向祐: 测设备发送特定的请求信号以接收被测设备生成的应答指令，在数 据传输过程中测量并记录第一》兹场强度值Hl和第一调制波形参数
集^;
步-骤S106, ^^兹场生成天线沿水平中心4由4争动180°,重复4丸4亍 步骤S104，在数据传输过程中测量并记录第二磁场强度值H2和第
二调制波形参数集万；以及
步骤S108，根据记录的第一磁场强度值H1和第一调制波形参 数集^以及第二磁场强度值H2和第二调制波形参数集& ,计算平
均^磁场强度值H和平均调制波形参数集^ 。
6在步骤S102之前还可以包括以下步骤将探针和校准线圈连 *接至测试4义器的射频输入端。探针可以为高阻抗探针，并且测试仪器可在频域对信号进行测 试、且支持近场通信的系列标准。步-骤S102可以包纟舌佳J兹场生成天线产生一个频率为13.56 MHz射频信号；通过探针测量测试装置的输出端电压；以及才艮据输 出端电压，通过调整电位计，使测得的电压比短路第一检测线圈或 第二才全测线圈后测得的电压至少〗氐40 dB。步务聚S104可以包括DUT的NFC天线、第一4企测线圏、 -磁场 生成天线、第二4全测线圏和4交准线圏彼此平4亍，且中心共线；以及 可以指定的速率发送请求信号，其中，发送请求信号的频率为13.56 MHz，信号的强度在使DUT正常工作的范围内。通过校准线圈在相对于》兹场生成天线与一皮测设备的近场通信天 线对称的位置处测量，以获得第一磁场强度值Hl和第二磁场强度 值H2。通过探针在测量仪器的输出端处测量第 一调制波形参数集z' 和第二调制波形参数集耳。在步骤S106中，可以冲艮据/>式H= ( Hl+H2 ) /2来计算平均》兹 场强度值H。在步骤S106中，可以才艮据7〉式义=(《+义2 ) /2来计算平均调 制波形参数集^ 。在步骤S106之后，可以比较平均磁场强度与预望的磁场强度， 以及比较平均调制波形参数集与预期的调制波形参数集，并根据比 较结果判断被测设备是否通过测试。通过上述技术方案，可以提高对磁场强度和调制波形的测试精 度，而不会使系统更加复杂。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部 分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发 明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附 图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图用来^是供对本发明的进一步理解，并且构成i兌明书的一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的 限制。在附图中图l是示出了根据本发明的通过近场测试系统测试NFC设备的 方法的流^E图；图2是示出了根据本发明实施例的测试装置的原理图；图3是示出了根据本发明实施例的近场测试系统中DUT、测试 装置和4交准线圏的布置图；以及图4是示出了根据本发明实施例的近场测试方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此 处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本 发明。图l是示出了根据本发明的通过近场测试系统测试NFC设备的 方法的流程图。参照图1，提供了一种通过近场测试系统测试近场通信设备的 方法，近场测试系统包括^皮测设备、测试仪器、测试装置和4交准线 圈，其中，测试装置包4舌第一^r测线圏、第二才企测线圈、；兹场生成 天线、和平4軒补偿电^各，其特征在于，测试方法包括以下步艰《步骤S102，通过调整平4軒补偿电^各上的电位计使测试装置输出 端两侧的电3各处于平纟軒4大态；步骤S104,;故置^皮测设备和校准线圈，通过石兹场生成天线向被 测设备发送特定的请求信号以接收被测设备生成的应答指令，在数 据传输过程中测量并记录第一f兹场强度^直Hl和第一调制波形参凄t集^;步骤S106，将磁场生成天线沿水平中心轴转动180°,重复执行 步骤S104,在数据传输过程中测量并记录第二磁场强度值H2和第二调制波形参数集^;以及步骤S108,根据记录的第一磁场强度值H1和第一调制波形参 数集^以及第二磁场强度值H2和第二调制波形参数集^ ，计算平 均磁场强度值H和平均调制波形参数集义。在步骤S102之前还可以包括以下步骤将探针和校准线圈连 接至测试仪器的射频输入端。#1针可以为高阻抗纟笨针，并且测试仪器可在频域对信号进4亍测 试、且支持近场通信的系列标准。步骤S102可以包括使》兹场生成天线产生一个频率为13.56 MHz射频信号；通过探针测量测试装置的输出端电压；以及根据输 出端电压，通过调整电位计，使测得的电压比短路第一检测线圈或 第二检测线圈后测得的电压至少低40 dB 。步骤S104可以包括DUT的NFC天线、第一检测线圏、^磁场 生成天线、第二检测线圈和校准线圈彼此平行，且中心共线；以及 可以指定的速率发送请求信号，其中，发送请求信号的频率为13.56 MHz,信号的强度在使DUT正常工作的范围内。通过校准线圏在相对于磁场生成天线与被测设备的近场通信天 线对称的位置处测量，以获得第一磁场强度值HI和第二A兹场强度 值H2。通过探针在测量仪器的输出端处测量第 一调制波形参数集z' 和第二调制波形参数集^ 。在步骤S106中，可以根据公式H= ( Hl+H2 ) /2来计算平均磁 场强度值H。在步骤S106中，可以根据公式义=(A + A ) /2来计算平均调 制波形参数集Z 。在步骤S106之后，可以比4交平均》兹场强度与预望的》兹场强度， 以及比较平均调制波形参数集与预期的调制波形参数集，并根据比 较结果判断被测设备是否通过测试。图2是示出了根据本发明实施例的近场测试系统的示意图。图 3是示出了根据本发明实施例的近场测试系统中DUT、测试装置、 和校准线圈的布置图。图4是示出了才艮据本发明实施例的近场测试 方法的流^艮图。参照图2至图4，描述近场测试方法的示例性实施例。参照图4，本实施例提供了一个NFC设备作为目标方，在被动 通讯模式、速率为106kbit/s时的负载调制波形测试方法。测试仪器 选用频谱分析仪、要求支持ISO 14443-2 TypeA/TypeB 、 ISO 15693 和ISO 18092标准规定的调制解调、编石马方式。具体包4舌步骤S1，搭建测试环境。将测试仪器上一路RF输入连接校准 线圈、 一路RF输入连接高阻抗的探针。步骤S2,在没有放置DUT和校准线圏的情况下校准测试装置。 控制》兹场生成天线产生一个频率为13.56MHz、未调制的射频信号， 用探针测量输出端的电压，记为Ul,调节电位计Pl直到电压Ul 比短3各一侧感应线圈后测得的电压至少j氐40dB。步骤S3，放置DUT和校准线圈，使DUT的NFC天线、磁场 生成天线、检测线圈a、检测线圏b和校准线圈相互平行、且中心 共线；控制》兹场生成天线给DUT发送一个4企测请求指令 SENS一REQ，以获得冲企测应答指令SENS—RES。其中，所发射信号 的频率为13.56MHz，速率为106kbit/s, 4言号的强度为DUT感测到 的不兹场强度H。注H控制为Hmin Hmax之间的任意1直。
步骤S4，测量》兹场强度和调制波形参凄t。由4交准线圏在与净皮测设备对称的位置测量磁场强度，记下当前的场强值H1。用探针在输出端测量负载调制波形中的上边带fc+fs处的振幅j直Xll和下边带fc-fs处的才展幅^直X12。
步-骤S5， ^^兹场生成天线沿7JC平中心轴專争动180°。 *控制》兹场生成天线给DUT发送一个4金测请求指令SENS—REQ,以获得;险测应答指令SENS一RES。信号的强度、速率等要求同步骤S3。
步骤S6，测量》兹场强度和调制波形参H由冲交准线圏在与DUT的NFC天线相对/磁场生成天线对称的位置测量;兹场强度，记下当前的场强值H2;用探针在输出端测量负载调制波形中的上边带fc+fs处的振幅X21和下边带fc-fs处的4展幅值X22。
步骤S7，计算平均磁场强度值和负载调制波形参数集，并与期望结果相比專交。石兹场强度^f直H=( H1+ H2)/2，负载调制波形上边带fc+fs处的l展幅4直X1=(X11+ X21)/2、下边带fc-fs处的l展幅l直X2=(X12+X22)/2，与期望值30/H1.2 (mV峰峰值)相比较，以判断测试是否通过。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的4呆护范围之内。
权利要求
1. 一种通过近场测试系统测试近场通信设备的方法，所述近场测试系统包括被测设备、测试仪器、测试装置和校准线圈，其中，所述测试装置包括磁场生成天线和平衡补偿电路，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤步骤S102，通过调整所述平衡补偿电路上的电位计使测试装置输出端两侧的电路处于平衡状态；步骤S104，放置所述被测设备和校准线圈，通过所述磁场生成天线向所述被测设备发送特定的请求信号以接收所述被测设备生成的应答指令，在数据传输过程中测量并记录第一磁场强度值H1和第一调制波形参数集步骤S106，将所述磁场生成天线沿水平中心轴转动180°，重复执行所述步骤S104，在数据传输过程中测量并记录第二磁场强度值H2和第二调制波形参数集以及步骤S108，根据记录的所述第一磁场强度值H1和所述第一调制波形参数集以及所述第二磁场强度值H2和所述第二调制波形参数集计算平均磁场强度值H和平均调制波形参数集<overscore>X</overscore>。
2. 根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤 S102之前还包括以下步骤将所述冲交准线圏和探针连接至所 述测试4义器。
3. 根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述探针为高 阻抗探针，并且所述测试仪器可在频域对信号进行测试、且支持近场通信的系列标准，所述测试装置还包4舌第 一才企测线圏和 第二4企测线圏。
4. 根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述步骤S102 包括〃使所述石兹场生成天线产生一个频率为13.56 MHz的射频 信号；通过所述探针测量所述测试装置的输出端电压；以及根据所述输出端电压，通过调整所述平衡补偿电路中的电 位计，使测得的电压比短3各所述第一4企测线圈或所述第二才全测 线圈后测4寻的电压至少〗氐40 dB。
5. 根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤 S104还包括所述被测设备的近场通信天线、所述第一才企测线圏、所述 ^磁场生成天线、所述第二^r测线圈、和所述校准线圈彼此平^f亍， 且中心共线；以及以指定速率发送所述特定的请求信号，其中，发送所述特定的请求信号的频率为13.56 MHz，所 述请求信号的强度在使所述被测设备正常工作的范围内。
6. 根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，通过所述才交准 线圈在相对于所述磁场生成天线与所述被测设备的近场通信 天线对称的位置处测量，以获得所述第一i兹场强度值Hl和所 述第二》兹场强度〗直H2。
7. 根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，通过所述^笨针 在所述测试装置的输出端处测量所述第 一调制波形参数集^ 和所述第二调制波形参数集耳。
8. 根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤 S106中，才艮据^>式H= ( Hl+H2 ) /2来计算所述平均^兹场强度 值H。
9. 才艮据4又利要求7所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤 S106中，根据公式义=(^+^ ) /2来计算所述平均调制波形 参数集Z 。
10. 根据权利要求8或9所述的测试方法，其特征在于，在所述步 骤S106之后，比较所述平均磁场强度与预期的》兹场强度，以 及比较所述平均负载调制波形与预期的负载调制波形，并根据 比较结果判断所述被测设备是否通过测试。
全文摘要
本发明提供一种测试近场通信设备的方法，包括步骤S102，通过调整电位计使测试装置输出端两侧的电路处于平衡状态；步骤S104，通过磁场生成天线向被测设备发送特定的请求信号以接收被测设备的应答指令，在数据传输过程中测量并记录第一磁场强度值H1和第一调制波形参数集X<sub>1</sub>；以及步骤S106，将磁场生成天线沿水平中心轴转动180°，重复执行步骤S104，测量并记录第二磁场强度值H2和第二调制波形参数集X<sub>2</sub>；步骤S108，根据记录的各个参数来计算平均磁场强度值和平均调制波形参数集。从而，可以提高对磁场强度和调制波形的测试精度，而不会使系统更加复杂。
文档编号G01R29/08GK101520492SQ20081008272
公开日2009年9月2日 申请日期2008年2月27日 优先权日2008年2月27日
发明者彭宏利, 寰 郭 申请人:中兴通讯股份有限公司