用于无线测量辐射图的测量设备、系统和方法
【专利摘要】本发明公开了用于无线测量辐射图的测量设备、系统和方法。本发明的测量设备包括测量单元、通信单元和控制单元。该测量单元适于无线接收由被测设备发送的测量信号。该控制单元适于从所接收的测量信号推导出至少一个测量结果、尤其是信号电平。该通信单元适于仅将该至少一个测量结果无线传输至中央测量单元，该中央测量单元不是测量设备的一部分。
【专利说明】
用于无线测量辐射图的测量设备、系统和方法
技术领域
[0001]本发明涉及用于测量被测设备(尤其是移动电话)的辐射图的测量设备、测量系统和测量方法。
【背景技术】
[0002]为了测量移动电话的辐射图，到目前为止复杂的测量设置是必要的。在屏蔽的试验室内，一条或多条天线围绕被测设备布置。在被测设备正在辐射的时候，该一条或多条天线相对于被测设备移动，使得可以从所有的方向进行测量。各测量天线连接至测量设备，该测量设备测量所接收的信号并处理这些信号。天线利用电缆连接来连接至测量设备。这产生了来自电缆连接的散射，必须抑制或防止该散射，以便不影响测量。这通过使用吸收材料来完成。因此，由于测量室和延伸的屏蔽的必要性而需要非常复杂的设置，同时由于测量天线的必要运动而需要长的测量时间。
[0003]文献US 2011/0084887 Al示出了利用围绕被测设备布置的球形测量天线的测量设置。在无需将测量天线相对于被测设备移动的情况下，可以在短的测量时间内进行针对所有角度的测量。然而在该文献中示出的测量设置也是有缺点的，原因是由于各测量天线的电缆连接而需要用于吸收和屏蔽的巨大努力。
[0004]因此，本发明的一个目的是提供允许非常快速地测量大量测量角度、同时仅需要低的硬件花费的测量设备、测量系统和测量方法。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一个方面，测量设备包括测量单元、通信单元和控制单元。该测量单元适于无线接收由被测设备发送的测量信号。该控制单元适于从所接收的测量信号推导出至少一个测量结果、尤其是信号电平。该通信单元适于仅将至少一个测量结果无线传输至中央测量单元，该中央测量单元不是测量设备的一部分。通过围绕该被测设备布置多个这种测量设备，由此能够同步执行针对所有测量角度的测量。由于无线传输测量结果，因而到各个测量设备的有线连接不是必要的。由此，延伸的吸收和屏蔽措施不是必要的。
[0006]有利地，该测量设备适于仅无线连接至任何另外的单元。由此，可以进一步降低对延伸的屏蔽的需求。
[0007]优选地，该测量设备包括电源单元，该电源单元适于仅无线接收电力。该测量设备适于专门由无线接收的能量供电。由此能够省略电力传输电缆，从而进一步减少散射。这允许非常精确的测量结果，同时降低吸收需求。
[0008]优选地，该电源单元包括适于存储无线接收的电力的能量存储单元。该电源单元适于专门由存储在能量存储单元中的能量向测量设备供电。由此能够在不执行测量时向测量设备传输电力。在实际地执行测量时，没有必要继续向被测设备传输电力。由此可以实现进一步提高测量结果质量。
[0009]优选地，该电源单元包括适于接收无线接收的电力的电力接收单元。该电力接收单元是RF天线或太阳能电池或磁谐振器。该电力接收单元适于仅从环境光、环境RF辐射或环境磁场接收环境电力。从温度差采集能量也是可行的。这将使用珀尔帖(Peltier)元件来实现。可替选地，电力接收单元适于仅从中央电力单元接收无线传输的电力。由此也能够采集环境能量，而不必提供额外的电力。这显著地减小了硬件花费。可替选地，对于功耗较大的测量设备，由中央电力单元提供电力允许非常高效的测量设备。
[0010]优选地，测量单元包括在电路板上的至少一个条线状测量天线。该条线状测量天线适于接收测量信号。由此非常低成本且低硬件花费的测量设置是可行的。
[0011]优选地，测量单元包括在另一电路板上的另一条线状测量天线。测量天线和另一测量天线布置成接收正交极化的测量信号。由此能够测量针对关于两个不同极化平面的单个测量角度的两个不同的测量信号。由于用于第二极化的第二测量过程不是必要的，因而这进一步提高了测量速度。
[0012]优选地，测量设备的所有另外的单元安装在至少一个电路板的表面上。由此特别低成本的硬件设置是可行的。
[0013]进一步优选地，通信单元包括传输天线，该传输天线用于将至少一个测量结果作为RF信号传输到中央测量单元。可替选地，通信单元包括LED，该LED用于将至少一个测量结果作为可见光信号或红外光信号或紫外光信号传输到中央测量单元。由此结构的高灵活性是可行的。
[0014]根据本发明的另一个方面，一种测量系统包括多个前面所述的测量设备、中央测量单元和被测设备安装件，该被测设备安装件适于固定被测设备。测量设备围绕被测设备安装件布置。多个测量设备的通信单元适于将测量结果传输到中央测量单元，而中央测量单元适于从多个测量设备接收测量结果。由此非常低成本且低硬件花费的测量设置是可行的。
[0015]优选地，测量设备以圆形图案或球形图案围绕被测设备安装件布置。测量设备适于各自生成并传输针对关于被测设备的单个位置的测量结果。测量设备布置成使得针对多个位置的测量结果由中央测量单元获得。由此在球形布置的情况下，能够执行对于单个被测设备的所有测量，而无需移动被测设备或测量设备。在圆形布置的情况下，仅需旋转被测设备。这使得测量时间非常短。
[00? 6]优选地，测量系统包括适于向测量设备无线传输电力的中央电力单元。该中央电力单元包括灯，该灯用于向测量设备传输可见光或红外光或紫外光形式的电力。可替选地，中央电力单元包括RF天线，该RF天线用于向测量设备传输RF辐射形式的电力。在另一替选方式中，中央电力单元包括磁谐振器，该磁谐振器用于向测量设备传输磁场形式的电力。由此能够非常灵活地构造测量系统并将硬件花费保持到最小。
[0017]根据本发明的另一个方面，测量方法服务于从围绕被测设备的多个角度推导出多个测量结果的目的。该方法包括:被测设备发送测量信号，以围绕被测设备的图案布置的多个测量设备接收测量信号，从由多个测量设备所接收的各测量信号推导出至少一个测量结果，以及将测量结果无线传输到中央测量单元。由此能够在一个测量过程中测量对于被测设备的所有测量角度，而不必移动被测设备或相应的测量设备。而且，由于通过无线传输测量结果而无需从测量设备到中央测量单元的电缆连接，因而可以实现非常低的硬件花费。由此无需延伸的吸收和屏蔽。
[0018]优选地，专门无线地为测量设备供电。由此，还可以省略电力传输电缆，这使得吸收和屏蔽需求非常低。
[0019]优选地，在完整的测量过程期间不改变被测设备和测量设备的位置和取向。由此能够进一步减少测量时间。
【附图说明】
[0020]现在参照附图仅通过示例方式进一步阐述本发明的示例性实施方式，附图中:
[0021]图1示出了本发明的测量系统的实施方式的概观图；
[0022]图2示出了本发明的测量设备的第一实施方式的框图；
[0023]图3示出了本发明的测量系统的实施方式的一个方面的细节框图；
[0024]图4示出了本发明的测量系统的实施方式的另一个方面的细节框图；
[0025]图5示出了本发明的测量设备的第二实施方式；
[0026]图6示出了本发明的测量设备的第三实施方式；以及
[0027]图7以流程图示出了本发明的测量方法的实施方式。
【具体实施方式】
[0028]首先，依照图1展示本发明的测量系统的实施方式的总体设置和结构。依照图2描述本发明的测量设备的实施方式的详细的结构和功能。使用图3和图4详细描述本发明的测量系统的实施方式的另外的方面。依照图5和图6示出本发明的测量设备的可替选的实施方式。最后，关于图7，详细描述本发明的测量方法的实施方式的功能。不同附图中的类似的实体和附图标记已经部分省略。
[0029]现在将详细参考本发明的优选实施方式，这些优选实施方式的示例示出在附图中。然而，可以对本发明的以下实施方式进行各种修改，并且本发明的范围不受以下实施方式限制。
[0030]第一实施方式
[0031]在图1中，示出了本发明的测量系统2的实施方式。测量系统2包括被测设备安装件18，其用于固定被测设备I。围绕被测设备安装件18，布置多个测量设备10-17。在该示例中，测量设备10-17以圆形图案围绕被测设备安装件18布置。可替选地，这些测量设备可以以圆柱形图案或球形图案布置。允许同步测量所有必要的测量角度的任何图案都是可行的。
[0032]此外，测量系统2还包括中央单元3，该中央单元3包括中央测量单元4和中央电力单元5ο可选地，中央测量单元4和中央电力单元5通过有线接口或无线接口连接。中央电力单元5向测量设备10-17无线传输电力。在该示例中，中央电力单元5利用RF天线传输RF信号形式的电力。各个测量设备10-17分别包括电源单元，该电源单元用于接收无线传输的电力并向各自的测量设备10-17供电。参照图2给出各个测量设备10-17的构造的细节。
[0033]此外，中央测量单元4无线接收各个测量设备10-17的测量结果。在该示例中，测量结果作为RF信号被无线传输，并且由中央测量单元4使用RF天线来接收。
[0034]由于各个测量设备10-17不需要任何到中央单元3或任何其它单元的有线连接，因而不需要用于防止来自这种有线连接的场散射的延伸的吸收和屏蔽措施。如果来自任何周围物体的散射是可以忽略的，则甚至不需要屏蔽的电波暗室。
[0035]第二实施方式
[0036]在图2中，示出了本发明的测量设备10的第一实施方式。图1的所有的测量设备10-17是相同构造的。
[0037]测量设备10包括控制单元20、电源单元21、测量单元22和通信单元23。电源单元21包括能量存储单元24、电力处理单元21a和电力接收单元21b。能量存储单元24仅是可选组件。在能量存储单元24存在的情况下，该能量存储单元24连接到控制单元20并连接到电力处理单元21a。电力接收单元2 Ib连接到电力处理单元2 la。测量单元22包括测量天线22b和测量处理单元22a。测量处理单元22a连接到控制单元20并连接到测量天线22b。通信单元23包括数据传输单元23a，该数据传输单元23a连接到控制单元20和传输天线23b。
[0038]通过使用电源单元21，测量设备10接收无线传输的电力。电力接收单元21b(例如RF天线、或磁谐振器、或太阳能电池、或珀尔帖元件)接收无线传输的电力(环境电力或故意传输的电力)，并将该电力传递至电力处理单元21a。电力处理单元21a将无线接收的电力转换成可用形式，并可选地将可用形式的电力存储在能量存储单元24中(在这种单元存在的情况下)。可替选地，如果这种单元不存在，则电力处理单元2Ia直接通过到控制单元20的连接向测量设备10供电。
[0039]如果能量存储单元24存在，则没有必要在执行测量期间接收无线电力。于是可行的是，在执行测量之前向能量存储单元24充电，然后在测量期间避免接收更多的电力。从而可以达到测量精度的提尚。
[0040]在执行测量时，测量天线22b从如图1所示的被测设备I接收测量信号。将所接收的测量信号传递至测量处理单元22a，测量处理单元22a从所接收的测量信号推导出测量结果。将这些测量结果传递至控制单元20，控制单元20将这些测量结果传递至数据传输单元23a，数据传输单元23a使用传输天线23b传输这些测量结果。代替如在此所描述的传输天线23b，可替选地，使用可见光信号或红外光信号或紫外光信号的传输以及例如用于产生这些信号的LED也是可行的。
[0041 ]第三实施方式
[0042]在图3中，示出了图1的测量系统2的细节。这里，更详细地描述了中央测量单元4。中央测量单元4包括控制单元30和数据接收单元31，数据接收单元31连接到控制单元30。此夕卜，中央测量单元4包括数据接收天线32，该数据接收天线32适于从图1和图2的测量设备10-17接收无线传输的测量结果。中央测量单元4还包括数据存储单元34，该数据存储单元34连接到控制单元30。另外，中央测量单元4包括显示单元33，该显示单元33也连接到控制单元30。所接收的测量结果由控制单元30处理并且由数据存储单元34存储。
[0043]显示单元适于显示所接收的测量结果。
[0044]可替选地，在测量设备10-17以可见光通信方式或者紫外光或红外光通信方式传输测量结果的情况下，还可以集成用于可见光通信或者紫外光或红外光通信的接收器来代替天线32。此外，控制单元30包括可选的接口6，该接口6用于将控制单元30连接到如图1和图4所示的中央电力单元5。
[0045]第四实施方式
[0046]在图4中，示出了图1的本发明的测量系统2的另一个细节。这里，更详细地描述了中央电力单元5。中央电力单元5包括控制单元40，该控制单元40连接到电力传输单元41，该电力传输单元41再连接到电力传输天线42 ο在控制单元40的控制下，电力传输单元41生成电力传输信号，该电力传输信号由电力传输天线42传输并用来无线地向图1和图2的测量设备I O-17供电。可选地，控制单元40包括接口 6，该接口 6用于连接到如图1和图3所示的中央测量单元4。代替电力传输天线，灯或磁谐振器也可以用于传输电力。
[0047]对于图1中所示出的具有分开的中央测量单元和中央电力单元的结构，可替选的是这些组件也可以集成到单个设备中。这通过用于中央单元3的虚线和附图标记3来指示。
[0048]第五实施方式
[0049]在图5中，示出了本发明的测量设备10的另一个实施方式。另外这里重要的是要注意，图1的所有的测量设备10-17是相同的并且可以以在此所描述的方式来制造。在图5中，测量设备10包括测量天线22b，该测量天线22b包括电路板50上的导电表面51、导电表面52。除了测量天线22b，测量设备10的至少一些另外的组件、有利地所有另外的组件安装在电路板50上。这里，在电路板50的表面上，布置电力处理单元21a、电力接收单元21b、测量处理单元22a、数据处理单元23a和数据传输天线23b。由此，能够以非常少的工作量和材料花费构造测量设备10。而且实现了非常小的封装。
[0050]第六实施方式
[0051]在图6中，示出了测量设备10的另一个实施方式。另外这里重要的是要注意，所有的测量设备10-17可以以这种方式制造。图6的测量设备10示出了两条交叉极化的测量天线61、62，每条测量天线包括其自身的测量单元。然而在此未显示出这些测量单元。因此图6的设置将单个位置处的交叉极化的测量信号集成到一个测量单元10中。交叉极化的测量天线61、62安装在垂直的电路板60上。然而电路板60对于本发明不是必要的。使用这一结构，能够同时接收由被测设备发射的信号的两个不同的极化平面。
[0052]第七实施方式
[0053]在图7中，使用流程图示出了本发明的测量方法的实施方式。在第一步骤100中，将被测设备放置在被测设备安装件上。被测设备安装件还可以是操作者握住被测设备的手。在第二步骤101中，向测量设备无线传输电力。这可以是环境能量或由电源单元故意传输的电力。在第三步骤102中，各个测量设备接收电力。该接收到的电力向测量设备供电。在第四步骤103中，启动由被测设备进行的测量信号传输。在第五步骤104中，测量设备接收测量信号。在第六步骤105中，测量设备处理测量信号，产生测量结果。在第七步骤106中，测量设备将测量结果无线传输到中央单元。在第八步骤107中，中央单元接收测量结果。在最后的第九步骤108中，中央单元处理所接收的测量结果。可选地，中央单元可以显示测量结果。
[0054]本发明的实施方式可以通过硬件、软件或其任意组合来实现。本发明的各种实施方式可以通过一个或多个专用集成电路(applicat1n specific integrated circuit，ASIC)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、数字信号处理设备(digitalsignal processing device，DSPD)、可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现。
[0055]本发明的各种实施方式也可以以执行上述特征或操作的软件模块、进程、函数等形式来实现。软件代码可以存储在存储器单元中，从而该软件代码可以由处理器来执行。存储器单元可以位于处理器的内部或外部，并且可以通过各种已知方式与处理器通信。
[0056]本发明并不限于这些示例。示例性实施方式的特征可以以任何组合来使用。
[0057]尽管已经详细描述了本发明及其优点，但应当理解，本文中可以进行各种改变、替代和变型，而不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种测量设备，所述测量设备包括测量单元、通信单元和控制单元， 其中，所述测量单元适于无线接收由被测设备发送的测量信号， 其中，所述控制单元适于从所接收的所述测量信号推导出至少一个测量结果、尤其是信号电平，以及 其中，所述通信单元适于仅将所述至少一个测量结果无线传输至中央测量单元，所述中央测量单元不是所述测量设备的一部分。2.根据权利要求1所述的测量设备， 其中，所述测量设备适于仅无线连接至任何另外的单元。3.根据权利要求1所述的测量设备， 还包括电源单元，所述电源单元适于仅无线接收能量， 其中，所述测量设备适于专门由无线接收的所述能量供电。4.根据权利要求3所述的测量设备， 其中，所述电源单元包括适于存储无线接收的电力的能量存储单元，以及 其中，所述电源单元适于专门由存储在所述能量存储单元中的能量向所述测量设备供电。5.根据权利要求3所述的测量设备， 其中，所述电源单元包括适于接收无线接收的电力的电力接收单元， 其中，所述电力接收单元是射频天线或太阳能电池或磁谐振器或珀尔帖元件，以及 其中，所述电力接收单元适于仅从环境光、环境射频辐射或环境磁场接收环境电力，或者 其中，所述电力接收单元适于仅从中央电力单元接收无线传输的电力。6.根据权利要求1所述的测量设备， 其中，所述测量单元包括在电路板上的至少一个平面测量天线， 其中，所述平面测量天线适于接收所述测量信号。7.根据权利要求6所述的测量设备， 其中，所述测量单元包括在另一电路板上的另一平面测量天线，以及 其中，所述平面测量天线和所述另一平面测量天线布置成接收正交极化的测量信号。8.根据权利要求6所述的测量设备， 其中，所述测量设备的至少一些另外的单元、优选地所有另外的单元安装在至少一个所述电路板的表面上。9.根据权利要求1所述的测量设备， 其中，所述通信单元包括传输天线，所述传输天线用于将所述至少一个测量结果作为射频信号传输到所述中央测量单元，或者 其中，所述通信单元包括发光二极管，所述发光二极管用于将所述至少一个测量结果作为可见光信号或红外光信号或紫外光信号传输到所述中央测量单元。10.—种测量系统，所述测量系统包括多个根据权利要求1所述的测量设备、中央测量单元和被测设备安装件，所述被测设备安装件适于固定被测设备， 其中，所述测量设备围绕所述被测设备安装件布置， 其中，多个所述测量设备的所述通信单元适于将所述测量结果传输到所述中央测量单元，以及 其中，所述中央测量单元适于从多个所述测量设备接收所述测量结果。11.根据权利要求10所述的测量系统， 其中，所述测量设备以圆形图案或球形图案或圆柱形图案围绕所述被测设备安装件布置， 其中，所述测量设备适于各自生成并传输针对关于所述被测设备的单个位置的测量结果，以及 其中，所述测量设备布置成使得针对多个位置的测量结果由所述中央测量单元获得。12.根据权利要求10所述的测量系统， 其中，所述测量系统包括适于向所述测量设备无线传输电力的中央电力单元，以及其中，所述中央电力单元包括灯，所述灯用于向所述测量设备传输可见光或红外光或紫外光形式的电力，或者 其中，所述中央电力单元包括射频天线，所述射频天线用于向所述测量设备传输射频辐射形式的电力，或者 其中，所述中央电力单元包括磁谐振器，所述磁谐振器用于向所述测量设备传输磁场形式的电力，或者 其中，所述中央电力单元包括加热器，所述加热器用于传输温度差形式的电力。13.—种用于从围绕被测设备的多个位置推导出多个测量结果的测量方法，所述方法包括: -所述被测设备发送测量信号， -多个测量设备接收所述测量信号，所述多个测量设备以围绕所述被测设备的图案布置， -从由所述多个测量设备所接收的各测量信号推导出至少一个测量结果、尤其是信号电平，以及 -将所述测量结果无线传输到中央测量单元。14.根据权利要求13所述的测量方法， 其中，专门无线地为所述测量设备供电。15.根据权利要求13所述的测量方法， 其中，在完整的测量过程期间不改变所述被测设备和所述测量设备的位置和取向。
【文档编号】G08C17/02GK105842547SQ201610069010
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】亚当·坦凯伦
【申请人】罗德施瓦兹两合股份有限公司