关于被测设备的温度行为研究被测设备的测量系统和方法与流程

本发明涉及关于被测设备(deviceundertest，dut)的温度行为研究被测设备的无线测量系统和方法。

背景技术：

通常，在暴露于不同的环境条件(诸如变化的温度)的无线通信应用的数量日益增加的时候，对用于关于被测设备的温度行为研究被测设备的无线测量系统和方法需求日益增长。

us2017/0016944a1涉及用于作为被测设备的天线的热测试的方法和装置。实施方式使得能够将具有天线的被测设备定位在电波暗室中并且在天线上操控rf(radiofrequency，射频)透明加热室。在这种背景下，系统可以在加热室中加热天线的同时将加热室中的温度升高到选定温度并获得天线性能信息。此外，可以确定温度对天线性能的影响。然而，由于所述装置的主要部分缺乏可移动性，并且由此引起的有限的可访问性(特别是关于被测设备的有限的可访问性)，所以热测试效率低下。

技术实现要素：

因此，目的在于提供一种以最有效的方式、尤其是通过避免有限的可访问性来关于被测设备的温度行为研究被测设备的无线测量系统和方法。

该目的由权利要求1的无线测量系统和权利要求15的无线测量方法的特征来解决。从属权利要求包含进一步的发展。

根据本发明的第一方面，提供了一种关于被测设备的温度行为研究被测设备的无线测量系统。无线测量系统包括附接到被测设备以定位被测设备的定位单元、至少一个天线、用于生成加热的或冷却的空气的温度生成单元、以及管道系统，管道系统包括连接到温度生成单元的至少一个管道，所述至少一个管道用于将由温度生成单元生成的加热的或冷却的空气传送到围绕被测设备的包封材料的至少一个开口中和/或用于虹吸加热的或冷却的空气。在这种背景下，定位单元和管道系统被配置成使被测设备相对于所述至少一个天线相对地移动和/或旋转。有利地，借助于所述相对的可移动性和/或可旋转性，避免了有限的可访问性，尤其是相对于被测设备或无线测量系统的主要部分的有限的可访问性。

根据第一方面的第一优选实现形式，无线测量系统还包括连接到至少一个天线的测量单元，所述测量单元用于相对于被测设备发送和/或接收至少一个测试信号以研究被测设备。有利地，无线测量系统允许发送和接收测量值。

根据第一方面的另一优选实现形式，该至少一个天线是单个天线、天线阵列、近场到远场变换装置、或无线探测器。有利地，无线测量系统允许研究传输到被测设备的和/或从被测设备接收到的各种类型的测试信号。

根据第一方面的另一优选实现方式，包封材料是射频中性材料。附加地或可替选地，包封材料相对于特定的测量方向部分地或完全地围绕被测设备。有利地，实施为射频中性材料的包封材料不影响关于射频信号的测量。换句话说，射频中性材料对于射频信号、尤其是对于射频波或射频波束是不可见的。

根据第一方面的另一优选实现方式，无线测量系统还包括连接到测量单元和/或温度生成单元的至少一个温度传感器，该温度传感器用于监控被测设备的区域中的环境温度。有利地，可以精确地设定被测设备被测试时所应该处于的期望温度。

根据第一方面的另一优选实现形式，无线测量系统还包括气压调节单元，所述气压调节单元用于关于管道系统的至少一个管道产生较高的或较低的气压。有利地，可以加快或减缓关于被测设备的温度变化。

根据第一方面的另一优选实现方式，管道系统包括至少两个管道，其中借助于气压调节单元，至少一个第一管道提供较高的气压，并且至少一个第二管道提供较低的气压，从而关于被测设备产生特定的或循环的空气流。另外，关于被测设备产生的特定的空气流可以优选地是用户定义的空气流。有利地，可以以最准确的方式关于被测设备的温度行为研究该被测设备。

根据第一方面的另一优选的实现形式，所述包封材料的所述至少一个开口被配置成关于被测设备平衡气压。附加地或可替选地，包封材料包括至少一个附加的切口或凹槽，该附加的切口或凹槽被配置成关于被测设备平衡气压。有利地，避免了由气压变化引起的关于包封材料的疲劳。

根据第一方面的另一优选实现形式，所述包封材料的所述至少一个开口包括用于连接管道系统的至少一个管道的耐热连接区域。附加地或可替选地，包封材料的部分地或完全地围绕该包封材料的至少一个开口的区域是耐热的。有利地，包封材料不会因温差而受损。

根据第一方面的另一优选实现形式，定位单元包括管道系统。有利地，所需的空间被减小到最小。

根据第一方面的另一优选实现形式，管道系统的至少一个管道实施为单个管状体。有利地，所述单个管状体被配置成传送并虹吸空气。

根据第一方面的另一优选实现形式，包封材料实施为不完全射频中性材料。有利地，发送到被测设备的或从被测设备接收的测试信号、尤其是以射频波或射频波束的形式的测试信号可以以特定方式被反射或形成。

根据第一方面的另一优选实现形式，不完全射频中性材料包括金属，其中金属部分相对于不完全射频中性材料在40％和60％之间。有利地，可以关于发送到被测设备的或从被测设备接收的测试信号调节反射的程度。

根据第一方面的另一优选实现形式，借助于温度生成单元，该至少一个管道被配置成关于被测设备和/或无线测量系统虹吸冷凝物。附加地或可替选地，无线测量系统、尤其是无线测量系统的定位单元还包括用于关于被测设备和/或无线测量系统虹吸冷凝物的至少一个附加的管状体。有利地，避免了由于冷凝物引起的错误测量。

根据本发明的第二方面，提供了一种关于被测设备的温度行为研究被测设备的无线测量方法。无线测量方法包括以下步骤：借助于附接到被测设备的定位单元来定位被测设备；借助于连接到至少一个天线的测量单元来相对于被测设备发送和/或接收至少一个测试信号以研究被测设备；利用包括至少一个开口的包封材料部分地或完全地围绕被测设备；借助于连接到测量单元的温度生成单元生成加热的或冷却的空气；以及借助于包括连接到温度生成单元的至少一个管道的管道系统将由温度生成单元生成的加热的或冷却的空气传送到射频中性材料的至少一个开口中和/或借助于包括连接到温度生成单元的至少一个管道的管道系统虹吸加热的或冷却的空气。在这种背景下，借助于定位单元和/或管道系统，被测设备相对于该至少一个天线相对地移动和/或旋转。有利地，借助于所述的相对的可移动性和/或可旋转性，避免了有限的可访问性，尤其是相对于被测设备或无线测量系统的主要部分的有限的可访问性。

根据第二方面的第一优选实现形式，所述至少一个天线是单个天线、天线阵列、近场到远场变换设备、或无线探测器。有利地，无线测量系统允许研究传送到被测设备和/或从被测设备接收的各种类型的测试信号。

根据第二方面的另一优选实现形式，包封材料是射频中性材料。附加地或可替选地，包封材料相对于特定的测量方向部分地或完全地围绕被测设备。有利地，实施为射频中性材料的包封材料不影响关于射频信号的测量。换句话说，射频中性材料对于射频信号、尤其是对于射频波或射频波束是不可见的。

根据第二方面的另一优选实现形式，连接到测量单元和/或温度生成单元的至少一个温度传感器用于监控被测设备的区域中的环境温度。有利地，可以精确地设定被测设备被测试时所应该处于的期望温度。

根据第二方面的另一优选实现形式，气压调节单元用于关于管道系统的至少一个管道产生较高的或较低的气压。有利地，可以加快或减缓关于被测设备的温度变化。

根据第二方面的另一优选实现形式，管道系统包括至少两个管道，其中借助于气压调节单元，至少一个第一管道提供较高的气压，并且至少一个第二管道提供较低的气压，从而关于被测设备产生特定的或循环的空气流。另外，关于被测设备产生的特定的空气流可以优选地是用户定义的空气流。有利地，可以以最准确的方式关于被测设备的温度行为研究被测设备。

根据第二方面的另一优选的实现形式，包封材料的至少一个开口被配置成关于被测设备平衡气压。附加地或可替选地，包封材料包括至少一个附加的切口或凹槽，该附加的切口或凹槽被配置成关于被测设备平衡气压。有利地，避免了由气压变化引起的关于包封材料的疲劳。

根据第二方面的另一优选实现形式，包封材料的至少一个开口包括用于连接管道系统的至少一个管道的耐热连接区域。附加地或可替选地，包封材料的部分地或完全地围绕该包封材料的至少一个开口的区域是耐热的。有利地，包封材料不会因温差而受损。

根据第二方面的另一优选实现形式，定位单元包括管道系统。有利地，所需的空间被减小到最小。

根据第二方面的另一优选实现形式，管道系统的至少一个管道实施为单个管状体。有利地，所述单个管状体被配置成传送并虹吸空气。

根据第二方面的另一优选实现形式，包封材料实施为不完全射频中性材料。有利地，发送到被测设备的或从被测设备接收的测试信号、尤其是以射频波或射频波束的形式的测试信号，可以以特定方式被反射或形成。

根据第二方面的另一优选实现形式，不完全射频中性材料包括金属，其中金属部分相对于不完全射频中性材料在40％和60％之间。有利地，可以关于发送到被测设备的或从被测设备接收的测试信号调节反射的程度。

根据第二方面的另一优选实现形式，借助于温度生成单元，该至少一个管道被配置成关于被测设备虹吸冷凝物。附加地或替代地，定位单元还包括用于关于被测设备虹吸冷凝物的至少一个附加的管状体。有利地，避免了由于冷凝物引起的错误测量。

附图说明

现在参考附图仅通过示例进一步说明本发明的示例性实施方式，而不是限制性的。在附图中：

图1示出本发明的第一方面的示例性实施方式；

图2示出本发明的第一方面的另一个示例性实施方式；

图3示出本发明的第一方面的另一个示例性实施方式；

图4示出本发明的第一方面的另一个示例性实施方式；

图5示出本发明的第一方面的另一个示例性实施方式；

图6示出本发明的第一方面的另一个示例性实施方式；

图7示出定位单元的更详细的示例性实施方式；

图8示出本发明的第一方面的另一个示例性实施方式；

图9示出定位单元的转台的示例性实施方式的仰视图；

图10示出包封材料的示例性实施方式的侧视图；

图11示出包封材料的另一示例性实施方式的侧视图；

图12示出无线探测器形式的天线的示例性实施方式；以及

图13示出本发明的第二方面的示例性实施方式的流程图。

具体实施方式

图1示出了用于关于被测设备11的温度行为研究被测设备11的无线测量系统的示例性实施方式。本发明不限于该实施方式，并且仅为了示例的目的而说明以下的所有特征。

所述无线测量系统包括附接到被测设备11的用于定位被测设备11的定位单元，其中定位单元包括可围绕轴17旋转的平面16。附加地或可替选地，轴17可允许高度调节或倾斜或其组合。

此外，无线测量系统包括优选地可移动的、可旋转的、可倾斜的、可枢转的或其任何组合的天线12。所述天线12连接到测量单元13，用于相对于被测设备11发送和/或接收至少一个测试信号以研究被测设备。

此外，尤其是为了关于被测设备11的温度行为研究被测设备11，无线测量系统包括被配置成生成加热的或冷却的空气的温度生成单元14。借助连接到所述温度生成单元14并包括第一管道15a和第二管道15b的管道系统，被测设备11可被加热或冷却。此外，为了保持关于被测设备11的期望温度，被测设备11被包封材料19围绕。

在该示例性情况下，所述第一管道15a将由温度生成单元14生成的加热的或冷却的空气传送到包封材料19的第一开口中，而已经通过被测设备11的空气借助于连接到包封材料19的第二开口的第二管道15b被虹吸。

除此之外，为了监控被测设备11的区域中的环境温度，无线测量系统示例性地包括连接到测量单元13的两个温度传感器18a、18b。附加地或者可替选地，所述温度传感器18a和温度传感器18b可以优选地连接到温度生成单元14。

有利地，包括平面16和轴17的定位单元以及包括管道15a和管道15b的管道系统被配置成使被测设备11相对于天线12相对地移动和/或旋转。在这种情况下，如果定位单元包括管道系统则更有利。

另外，关于所述天线12，应当注意的是，天线12可以是单个天线、天线阵列、近场到远场变换设备、或无线探测器。在这种情况下，将根据图12来示例性地说明无线探测器。

此外，关于所述包封材料19，应当注意的是，在根据图1的示例性情况下，包封材料19是完全围绕被测设备11的射频中性材料。可替选地，包封材料可以不完全围绕被测设备11。另外，可替选地，包封材料19可以实施为不完全射频中性材料。另外，在不完全射频中性材料的情况下，不完全射频中性材料可以优选包括金属，其中特别是金属部分相对于不完全射频中性材料在40％和60％之间。

而且，关于包封材料19的所述第一开口和所述第二开口，应当注意的是，这些开口中的至少一者包括用于连接管道系统的管道15a和管道15b中相应的一者的耐热连接区域。附加地或可替选地，包封材料19的部分地或完全地围绕所述开口中的至少一者的区域是耐热的。

此外，关于管道15a和管道15b中的至少一者，应当注意的是，所述管道15a、管道15b中的至少一者或每一者还被配置成尤其借助于温度生成单元14相对于被测设备11和/或无线测量系统虹吸冷凝物。

现在，参照图2，示出了无线测量系统的另一个示例性实施方式，其基于根据图1的测量系统，不同之处在于还存在连接到测量单元13的第二天线12b。

在该示例性情况下，天线12a尤其用作测量天线，且因此等同于根据图1的用于借助于测试信号来研究被测设备11的天线12，而所述第二天线12b优选地用作链路天线，该链路天线尤其用于关于被测设备发送和/或接收控制信息，尤其是关于第二天线12b和被测设备11之间的链路的控制信息。

另外，关于所述第二天线12b，应当注意的是，天线12b可以是单个天线、天线阵列、近场到远场变换设备、或无线探测器。在这种情况下，将根据图12示例性地说明无线探测器。此外，第二天线12b可以优选地是可移动的、可旋转的、可倾斜的、可枢转的或其任意组合。

现在，参照图3，示出了无线测量系统的另一示例性实施方式，其基于根据图1的测量系统，不同之处在于无线测量系统还包括气压调节单元41，所述气压调节单元41用于关于管道系统的管道15a和管道15b中的至少一者产生较高的或较低的气压。

在这种情况下，借助气压调节单元41，优选地，第一管道15a提供较高的气压，且第二管道15b提供较低的气压，从而关于被测设备11产生特定的或循环的空气流。有利地，所述特定的空气流可以优选地是用户定义的空气流。

除此之外，所述气压调节单元41可以优选地连接到测量单元13和/或温度生成单元14，以便由测量单元13和温度生成单元14中的至少一者进行控制。

此外，图4示出了基于根据图1的无线测量系统的另一示例性实施方式，不同之处在于管道系统的第一管道15a和第二管道15b被实施作为单个管道或管状体15。

在这种情况下，所述单个管道或管状体15被配置成关于被包封材料19围绕的被测设备11传送并虹吸空气。另外，所述单个管道15或管状体可以优选地进一步被配置成关于被测设备11和/或无线测量系统虹吸冷凝物。

除此之外，包封材料19包括压力阀、优选为至少一个压力阀20，其被配置成关于被测设备11平衡气压。有利地，借助于所述至少一个压力阀或压力阀20可以分别加速加热或冷却，这是因为例如借助于管道15将加热的空气传送到包封材料19中导致气压升高，并且因此导致压力阀20的打开，这导致空气的流出，尤其是已经在包封材料19内的较冷的空气的流出。因此，包封材料19内的温度可以更迅速地分别升高或降低。

附加地或可替选地，包封材料19的与管道15连接的开口或包封材料19的至少一个开口可以优选地被配置成关于被测设备11平衡气压。进一步附加地或可替选地，包封材料19可以优选地包括被配置成关于被测设备11平衡气压的至少一个附加的切口或凹槽。

现在，参照图5，示出了无线测量系统的另一个示例性实施方式，其基于根据图4的测量系统，不同之处在于无线测量系统还包括根据图3的用于关于管道系统的单个管道15或管状体产生较高的或较低的气压的气压调节单元41。

此外，图6示出了基于根据图5的无线测量系统的另一示例性实施方式，不同之处在于无线测量系统、特别是包括平面16和轴17的定位单元还包括附加的管状体、优选至少一个附加的管状体42，用于关于被测设备11和/或无线测量系统虹吸冷凝物。有利地，所述至少一个附加的管状体可以优选地布置在被测设备11下方的区域中作为附加的管状体42。进一步有利地，所述至少一个附加的管状体可以优选地同心地布置在定位单元的轴17内作为管状体42。

在图7中，更详细地示出了定位单元的实施方式。在这种背景下，定位单元包括附接到轴17的第一端的第一平面16，其中轴17包括螺纹31，用于借助于附接到轴17的第二端的马达32上下移动平面16。如可以看到的那样，借助于马达32旋转轴17用于第一平面16的高度调整，并且因此也用于被测设备11的高度调整。

此外，被测设备11附接到以可倾斜的方式附接到第一平面16的第二平面33。为了倾斜被测设备11，并因此使第二平面33相对于第一平面16倾斜，定位单元包括致动器34，该致动器使第二平面33相对于第一平面16倾斜。

除此之外，图7示出了在被测设备11以倾斜状态向下移动(其导致螺旋轨迹35)的情况下，被测设备11的示例性移动轨迹35。

现在，参照图8，示出了无线测量系统的另一示例性实施方式，其中定位系统尤其包括管道系统。

在该示例性情况下，定位单元包括固定地联接到轴17的第一平面16a。除此之外，定位单元包括以可转动的方式联接到轴17的第二平面16b。被测设备附接到所述可转动的平面16b并被如上所述的包封材料围绕。

第一平面16a包括用于连接管道系统的第一管道15a和第二管道15b的两个通孔。管道系统的每个所述管道连接到如上所述温度生成单元14，以便分别将由温度生成单元14生成的加热的或冷却的空气分别传送到围绕被测设备11的包封材料19的容积中或从围绕被测设备11的包封材料19的容积虹吸出。

此外，第二平面16b实施为相对于第一平面16a的研磨环或研磨环的类型，以便将加热的或冷却的空气通入到围绕被测设备11的包封材料19的容积中或从围绕被测设备11的包封材料19的容积排出。

在这种背景下，图9中示出了以研磨环方式体现的第二平面16b的示例性实施方式的仰视图。

如可以看到的，第二平面16b的底部包括不贯穿平面16b的两个同心槽61a和61b。而第一圆形槽61a包括第一通孔62a，第二圆形槽61b包括第二通孔62b，用于穿过相应的加热的或冷却的空气流。

现在，参照图10，示出了如上所述的包封材料19的示例性实施方式的侧视图。尤其是对于管道系统的至少一个管道、例如上述管道15b不是管状柔性的情况，包封材料19包括贯穿围绕被测设备11的包封材料19的槽91，以便确保可移动性或可旋转性，尽管硬管延伸到由包封材料19围绕的容积内。

此外，图11示出了包括槽91的所述包封材料19的另一示例性实施方式。在这种情况下，所述槽91也贯穿包封材料19。由于管道15b尤其不是管状柔性的且优选地延伸到部分地或完全地由包封材料19围绕的容积中的事实，尽管示例性地为硬管15b，但贯穿包封材料19的所述槽91尤其允许移动和/或旋转被测设备11和包封材料19。

在根据图11的这个示例性实施方式中，为了通过减少热损失而保持关于被测设备11的期望温度，槽91还包括密封装置。在这种示例性情况下，密封装置实施为橡胶唇或橡胶唇的类型，该橡胶唇或橡胶唇的类型优选由硅制成。所述橡胶唇或所述橡胶唇的类型包括上唇51a和下唇51b，由于以上唇51a和下唇51b形式且围绕管道15b的密封装置的高柔性，管道15b可以容易地在所述上唇51a和下唇51b之间移动。

此外，参照图12，分别示出了天线12或天线12a的示例性实施方式，其中天线12或天线12a体现成无线探测器1的形式。附加地或者可替选地，上述天线12b也可以根据图12来体现。

在图12中，无线探测器1包括壳体25，壳体25包含基板28、有利的是印刷电路板。在基板28上，布置形成锥形槽线天线29的两个天线元件26、27。天线29连接到也布置在基板28上的模拟信号处理器24。此外，模拟信号处理器连接到用作接口23的连接器23。测量单元13可连接到接口23，该测量单元不是无线探测器1的一部分。天线29具有朝向基板28的右边缘的主辐射方向，如箭头所示。被测设备11适当地布置在这个方向上。

为了使来自无线探测器1的反射最小化，壳体25朝向天线29的主辐射方向逐渐变细。该逐渐变细减小了会产生反射的有效表面积。为了进一步减少这种反射，壳体25可以由电磁辐射吸收材料制成。壳体25也可以用这种材料覆盖或者可以用吸收性涂料涂覆。为了进一步减少反射，壳体25还包括用吸收性材料22覆盖的背板21。

无线探测器1适用于两种类型的测量。在第一种类型的测量中，从被测设备11发送的第一测量信号被天线29接收，并被传送给模拟信号处理器24。模拟信号处理器24降低第一测量信号的频率，得到了降频的第一测量信号。这例如是通过使用混频器对第一测量信号进行下变频来完成。另外，在这种情况下，模拟信号处理器可以包括用于对第一测量信号或降频的第一测量信号进行滤波的一个或多个滤波器、可以用于直接测量降频的第一测量信号的功率的功率传感器、用于放大第一测量信号或降频的第一测量信号的放大器以及用于在不同测量选项之间切换的射频开关。处理后的降频的测量信号随后被传送到连接器23，连接器23将该信号传送到例如用于进一步处理降频的测量信号的测量单元13。

可替选地，无线探测器1可以用于另一种类型的测量。在这种情况下，连接器23接收来自测量单元13的降频的第二测量信号。连接器23将降频的第二测量信号传送给模拟信号处理器24。模拟信号处理器24增大降频的第二测量信号的频率，得到第二测量信号。这例如是通过将降频的第二测量信号与另一本地振荡器信号混合来完成。第二测量信号然后由天线29发送到被测设备11。而且，在这种情况下，模拟信号处理器可以包括附加部件。模拟信号处理器可以包括用于对第二测量信号和/或降频的第二测量信号进行滤波的滤波器。而且，模拟信号处理器可以包括用于放大第二测量信号和/或降频的第二测量信号的放大器。此外，模拟信号处理器可以包括适用于在无线探测器1的不同操作模式之间进行切换的射频开关。

最后，图13示出了本发明方法的示例性实施方式的流程图。在第一步骤s100中，借助于附接到被测设备的定位单元来定位被测设备。根据第二步骤s101，借助于连接到至少一个天线的测量单元来相对于被测设备发送和/或接收至少一个测试信号，以便研究被测设备。然后，在第三步骤s102中，利用包括至少一个开口的包封材料部分地或完全地围绕被测设备。此外，在第四步骤s103中，借助于连接到测量单元的温度生成单元生成加热的或冷却的空气。最后，在第五步骤s104中，借助于包括连接到温度生成单元的至少一个管道的管道系统将由温度生成单元生成的加热的或冷却的空气传送到射频中性材料的至少一个开口中和/或借助于包括连接到温度生成单元的至少一个管道的管道系统虹吸加热的或冷却的空气，其中借助于定位单元和/或管道系统，被测设备相对于至少一个天线相对地移动和/或旋转。

虽然上面已经描述了本发明的各种实施方式，但是应该理解的是，它们仅仅是作为示例而不是限制。在不偏离本发明的精神或范围的情况下，可以根据本文的公开对所公开的实施方式进行各种变化。因此，本发明的广度和范围不应该受到任何上述实施方式的限制。相反，本发明的范围应该根据下面的权利要求及其等同物来限定。

尽管已经关于一个或多个实施方式说明和描述了本发明，但是在阅读和理解本说明书和附图之后，本领域技术人员将会想到等同的替代和修改。另外，虽然本发明的特定特征可能已经相对于几个实施方式中的一个被公开，但是对于任何给定的或特定的应用，这样的特征可以与其它实施方式中的一个或多个其它特征相结合。