一种LoRa终端设备射频性能测试及频率校准方法及系统与流程

本发明涉及lora测试，具体涉及一种lora终端设备射频性能测试及频率校准方法及系统。

背景技术：

1、lora终端设备主要由电子电路板、电池、天线及外壳组成。lora终端设备射频性能参数主要由电子电路板上lora射频电路设计、内置天线设计及安装、外壳安装等决定，射频电路板在不组装外壳时可以使用载具、频谱仪及信号发生器等设备通过传导方式测试其射频性能。但是多数lora终端设备带有外壳，且天线内置设计，设备组装过程中，需要进行、各种线材焊接、电池焊接、天线焊接或天线同轴线连接等，再经过螺丝组装或超声波焊接等工艺过程，过程中容易对lora设备射频性能造成影响，比如天线连接器松动、超声波焊接导致射频电路损坏等都会给lora设备的射频性能带来下降或无法通讯情况产生。

2、对比文件cn109194414b，发明名称：一种lora射频模组参数的测试系统，提出了一种可以进行lora射频模组参数测试的测试系统，包括电流检测模块、射频检测模块和小系统电路，该方法通过传导方式测试，需要借助开发专用的夹具对模组进行固定连接，同时需要使用功率分配器、同轴线等配件进行测试环境搭建，该方法环境搭建繁琐，待测产品类型受限，只适用于模组或不带天线、外壳、电池等产品测试，且该测试系统无法完成多频段的lora射频模组参数测试，无法进行频率测试及校准。

3、因此，本发明提出了一种lora终端设备射频性能测试及频率校准方法及系统，通过短距离无线通信，测试设备发射tssi以及接收rssi参数的方式，用于进行lora终端设备性能测试，并在发生频偏时及时校准。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中测试系统耗时长，易受环境影响，并且容易产生误判的问题，本发明提出了一种lora终端设备射频性能测试及频率校准方法及系统，实现了lora终端设备射频性能测试及中心频率校准的作用，该方法包括：

2、s1：将标准的lora终端设备，即认为合格的lora终端设备天线距离1.0m的位置，固定方向，进行测试，通过多次通讯交互测试，获取标准的lora终端设备在该测试系统中的发射tssi参数和接收rssi参数，根据参数范围给出测试指标范围，其中标准lora终端设备是认为性能满足要求的标准样品，并以此为测试基准；

3、s2：将待测lora终端设备上电后进入测试模式，按照测试配置参数进行配置，使其进入接收状态，并等待射频检测设备与其通讯；

4、s3：射频检测设备通过mcu的spi接口控制lora芯片，使lora芯片按照测试要求配置参数进行配置，并与待测lora终端设备通讯交互；

5、s4：通过待测lora终端设备的发射tssi及接收rssi参数与基准值对比，判断待测lora终端设备的发射和接收射频性能；

6、s5：获取待测终端设备与射频检测设备之间的频偏值，进行频偏校准。

7、该方法实现了lora终端设备射频性能测试及中心频率校准的主要功能，脱离了传统测试需要的专用射频测试仪器及测试屏蔽室，节约了测试成本，简化了测试步骤。

8、作为优选的，步骤s5将两设备间频偏值与通讯中心频率做运算处理，获取待测终端设备的晶振频偏值，并进行存储补偿，重复校准过程，直到频偏值符合要求，即完成频偏校准，本方法使用的频偏校准方法可以使得频偏值近于0。

9、作为优选的，频偏校准通过信号识别及算法处理，可以获取射频检测设备与待测设备的频偏值，并由频偏值获取误差，待测设备将误差补偿到时钟误差中，后续频率设置根据补偿过的时钟进行配置即实现了频偏校准，当频偏值为为±df时，待测设备频率误差为err＝±df/f0。

10、作为优选的，lora终端设备射频性能测试及频率校准方法为近距离使用天线接收信号，通过获取发射、接收参数结合射频链路得出射频性能，避免了通过远距离通信造成的测试数据误差问题，同时大大节约了测试时间，提高测试效率。

11、本发明还提出了一种lora终端设备射频性能测试及频率校准系统，包括：

12、上位机：用于对射频检测设备发出指令，进行控制，并显示测试结果；

13、射频检测设备：包括mcu系统电路，mcu系统电路通过rs232电路与上位机连接；

14、还包括电源管理电路，外接有电源，为检测设备进行供电。

15、还包括sx1276lora芯片，芯片连接有tcxo电路，还通过相应频率的匹配电路与lora天线连接，并通过天线与待测lora终端设备进行无线连接，用于对待测设备的发射频率和接收频率进行检测。

16、待测lora终端设备：包括与射频检测设备通信的lora天线，以及相应的lora电路，天线与检测设备的天线可以进行短距离通信，进行数据交换输入检测设备内。

17、作为优选的，射频性能测试及频率校准系统的lora芯片时钟采用tcxo设计，保证了射频检测设备具有较小频偏值，由于检测设备的时钟较为精确，因此可实现频偏校准精度在±1ppm内。

18、作为优选的，匹配电路通过开关选择，实现了433mhz，470mhz-510mhz，902mhz-928mhz多频段工作支持，满足不同法规需求频段的终端产品测试。

19、作为优选的，lora参数调制带宽bw配置为500khz，校准系统的频偏校准范围为±125khz，属于较大的频偏校准范围。

20、作为优选的，射频检测设备使用标准样机，按照设定的lora参数配置达到测试要求后进行多次测试，获取发射tssi及接收rssi数值范围，获取的数据可以用于进行待测设备的检测。

21、本发明的有益效果是：本发明主要实现lora终端设备射频性能测试及中心频率校准，其中射频性能包括发射机链路测试、接收机链路测试。解决了lora终端设备组装完成后射频性能无法测试或测试成本高、测试误差大、不便于工厂化的问题，同时解决了产品由于频偏问题导致无法通讯或通讯距离近的问题，达到了增加测试精确度、简化测试流程的有益效果。

技术特征：

1.一种lora终端设备射频性能测试及频率校准方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种lora终端设备射频性能测试及频率校准方法，其特征在于，所述步骤s5将两设备间频偏值与通讯中心频率做运算处理，获取待测终端设备的晶振频偏值，并进行存储补偿，重复校准过程，直到频偏值符合要求，即完成频偏校准。

3.根据权利要求1或2所述的一种lora终端设备射频性能测试及频率校准方法，其特征在于，所述频偏校准通过信号识别及算法处理，获取射频检测设备与待测设备的频偏值，并由频偏值获取误差，待测设备再将误差补偿到时钟误差中，后续频率设置根据补偿过的时钟进行配置即实现了频偏校准。

4.根据权利要求1所述的一种lora终端设备射频性能测试及频率校准方法，其特征在于，所述lora终端设备射频性能测试及频率校准方法为近距离使用天线接收信号，通过获取发射、接收参数结合射频链路得出射频性能。

5.一种lora终端设备射频性能测试及频率校准系统，适用于权利要求1至4所提任一种lora终端设备射频性能测试及频率校准方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种lora终端设备射频性能测试及频率校准系统，其特征在于，所述射频性能测试及频率校准系统的lora芯片时钟采用tcxo设计，保证了射频检测设备低频偏值。

7.根据权利要求5所述的一种lora终端设备射频性能测试及频率校准系统，其特征在于，所述匹配电路通过开关选择，实现了433mhz，470mhz-510mhz，902mhz-928mhz多频段工作支持。

8.根据权利要求5所述的一种lora终端设备射频性能测试及频率校准系统，其特征在于，所述lora参数调制带宽bw配置为500khz，校准系统的频偏校准范围为±125khz。

9.根据权利要求5所述的一种lora终端设备射频性能测试及频率校准系统，其特征在于，所述射频检测设备使用标准样机，按照设定的lora参数配置达到测试要求后进行多次测试，获取发射tssi及接收rssi数值范围。

技术总结
本发明提出了一种LoRa终端设备射频性能测试及频率校准方法及系统，解决了现有LoRa终端设备组装完成后射频性能无法测试或测试成本高、测试误差大、不便于工厂化的问题，解决了产品由于频偏问题导致无法通讯或通讯距离近的问题，通过测试系统的多次交互测试，获取标准的LoRa终端设备在该测试系统中的发射TSSI参数和接收RSSI参数，根据参数范围给出测试指标范围并将其作为基准，将频偏值与通讯中心频率做运算处理，获取待测终端设备的晶振频偏值，并进行存储补偿，重复校准过程，直到频偏值符合要求完成频偏校准，使得该发明达到了增加测试精确度、简化测试流程的有益效果。

技术研发人员：成锋,孙香涛,廖先仪,方强,詹逍逸,王仁驰
受保护的技术使用者：浙江利尔达物联网技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22