使用无线测试信号测试射频无线信号收发器的系统和方法
【专利说明】使用无线测试信号测试射频无线信号收发器的系统和方法
【背景技术】
[0001] 本发明涉及测试射频（RF)无线信号收发器，尤其是涉及在无需用于传输RF测试 信号的RF信号缆线的情况下测试此类装置。
[0002] 许多现今的电子装置将无线技术用于连接和通信这两种目的。因为无线装置发射 和接收电磁能量，并因为两个或更多个无线装置可能因其信号频率和功率谱密度而干扰彼 此的操作，所以这些装置及其无线技术必须遵循各种无线技术标准规范。
[0003] 当设计此类装置时，工程师需要特别小心以确保此类装置将符合或超过其所含的 基于无线技术规定的标准的规范中的每一项。此外，当随后大量制造这些装置时，对它们进 行测试以确保制造缺陷不会导致操作不当，包括其遵循所含的基于无线技术标准的规范。
[0004] 为了在这些装置的制造和组装后对其进行测试，目前的无线装置测试系统（"测试 器"）采用用于分析从每个装置接收到的信号的子系统。此类子系统通常至少包括向量信号 发生器（VSG)和向量信号分析器（VSA)，VSG用于提供待发射至装置的源信号，VSA用于分 析由装置产生的信号。由VSG产生测试信号以及由VSA执行的信号分析通常为可编程的， 以便使得每一者可用于测试多种装置是否遵循具有不同频率范围、带宽和信号调制特性的 多种无线技术标准。
[0005] 受测装置（DUT)的校准和性能确认测试通常使用导电信号路径诸如RF缆线来进 行，而不是使用DUT与测试器借以经由电磁辐射而通信的无线信号路径。因此，在测试器与 DUT之间的信号经由导电信号路径传输，而非通过环境空间辐射。使用此类导电信号路径有 助于确保测量的可重复性和一致性，并消除作为信号传输（发射和接收）中的因素的DUT 的定位和取向。
[0006] 就多输入多输出（MM))DUT而言，必须以某种形式为DUT的每个输入/输出连接 提供信号路径。例如，对于旨在使用三个天线操作的MM0装置，必须为测试提供三条导电 信号路径，例如，缆线和连接。
[0007] 然而，由于需要物理连接和断开DUT与测试器之间的缆线，所以使用导电信号路 径的步骤显著地影响测试每个DUT所需的时间。而且，就M頂0 DUT而言，在开始测试和终止 测试时均必须执行多次这样的连接和断开动作。而且，由于在测试期间传输的信号不像在 通常预期用途中的那样经由环境空间辐射，并且在此类测试期间未使用DUT的天线组件， 所以此类测试并未模拟真实世界的操作，并且测试结果并未反映任何可归因于天线的任何 性能特性。
[0008] 作为替代方案，可使用经由电磁辐射而非经由缆线的电传导所传输的测试信号进 行测试。这将具有不需要连接和断开测试缆线的有益效果，从而缩短与此类连接和断开有 关的测试时间。然而，由于源自其他地方和散布于环境空间的其他电磁信号，所以辐射信号 和接收器天线存在的"信道"（即，借以辐射和接收测试信号的环境空间）固有地易于发生 信号干扰和错误。此类信号将由DUT天线接收并可因信号反射而包括来自每个干扰信号源 的多路径信号。因此，与使用用于每个天线连接的各个导电信号路径（例如，缆线）相比， "信道"的"条件"将通常不佳。
[0009] -种防止或至少显著地减小来自此类外来信号的干扰的方法是使用屏蔽外壳来 隔离DUT和测试器的辐射信号接口。然而，此类外壳通常未能产生与之相当的测量准确性 和可重复性。这对于比最小消声室更小的外壳而言尤其如此。此外，此类外壳往往对DUT 的定位和取向敏感，以及对此类外壳内所产生的多路径信号的相长和相消干扰敏感。
[0010] 因此，期望具有用于测试无线信号收发器特别是无线MM0信号收发器的系统和 方法，其中可使用辐射的电磁测试信号，从而模拟真实世界系统操作以及避免连接和断开 测试缆线原本所需的测试时间，同时通过避免由于外部产生的信号和多路径信号效应所致 的干扰信号而维持测试可重复性和准确性。
【发明内容】
[0011] 根据受权利要求书保护的本发明，提供了一种便于无线测试射频（RF)多输入多 输出（MHTO)信号收发器受测装置（DUT)的系统和方法。DUT在受控的电磁环境中操作时， 测试器将多个测试信号无线发射至DUT。根据来自DUT的反馈信号数据控制由测试器发射 的相应测试信号的信号相位。还可根据此类反馈信号数据控制相应测试信号的幅度，从而 使得能够对无线通信信道条件数k(H)进行动态优化。
[0012] 根据受权利要求书保护的本发明的一个实施例，便于无线测试射频（RF)多输入 多输出（MHTO)信号收发器受测装置（DUT)的系统包括结构、导电信号路径、多个天线阵列 和RF信号控制电路。结构限定内部区域和外部区域并被构造成允许将DUT放置在内部区 域内且与源自外部区域的电磁辐射基本上隔离。导电信号路径将耦合到DUT并在内部区域 与外部区域之间传输一个或多个电信号。多个天线阵列（其中的每一个包括多个天线元 件）至少部分地设置在内部区域内以辐射相应多个相位受控的RF测试信号。RF信号控制 电路耦合到导电信号路径和多个天线阵列，并通过以下方式响应于来自DUT的多个信号数 据，该信号数据与相应多个相位受控的RF测试信号有关且经由一个或多个电信号传输，以 及响应于多个RF测试信号：复制多个RF测试信号中的每一个以提供相应多个复制的RF测 试信号；以及根据多个信号数据控制相应多个复制的RF测试信号中的每一个的至少一部 分的相应相位以提供相应多个相位受控的RF测试信号。
[0013] 根据受权利要求书保护的本发明的另一个实施例，便于无线测试射频（RF)多输 入多输出（M頂0)信号收发器受测装置（DUT)的方法包括提供结构、导电信号路径和多个天 线阵列。结构限定内部区域和外部区域并被构造成允许将DUT放置在内部区域内且与源自 外部区域的电磁辐射基本上隔离。导电信号路径将耦合到DUT并在内部区域与外部区域之 间传输一个或多个电信号。多个天线阵列（其中的每一个包括多个天线元件）至少部分地 设置在内部区域内以辐射相应多个相位受控的RF测试信号。还包括通过以下方式响应于 来自DUT的多个信号数据，该信号数据与相应多个相位受控的RF测试信号有关且经由一个 或多个电信号传输，以及响应于多个RF测试信号：复制多个RF测试信号中的每一个以提供 相应多个复制的RF测试信号；以及根据多个信号数据控制相应多个复制的RF测试信号中 的每一个的至少一部分的相应相位以提供相应多个相位受控的RF测试信号。
【附图说明】
[0014]图1示出无线信号收发器的典型操作和可能的测试环境。
[0015] 图2示出使用导电测试信号路径的无线信号收发器的测试环境。
[0016] 图3示出使用导电信号路径的MM0无线信号收发器的测试环境和此类测试环境 的信道模型。
[0017] 图4示出使用辐射电磁信号的MM0无线信号收发器的测试环境和此类测试环境 的信道模型。
[0018] 图5示出根据示例性实施例的测试环境，其中可使用辐射电磁测试信号测试MM0 DUT〇
[0019] 图6示出测试环境，其中在屏蔽外壳内使用辐射电磁测试信号测试DUT。
[0020] 图7和图8示出测试环境的示例性实施例，其中在具有减弱的多路径信号效应的 屏蔽外壳中使用辐射电磁测试信号测试无线DUT。
[0021] 图9不出在图7和图8的测试环境中使用的根据不例性实施例的屏蔽外壳的物理 表不。
【具体实施方式】
[0022] 以下详细描述是结合附图的受权利要求书保护的本发明的示例性实施例。相对于 本发明的范围，此类描述旨在进行示例而非加以限制。对此类实施例加以足够详尽的描述， 使得本领域的普通技术人员能够实施该主题发明，并且应当理解，在不脱离本主题发明的 精神或范围之前提下，可以实施具有一些变化的其他实施例。
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