使用無線測試信號測試射頻無線信號收發(fā)器的系統(tǒng)和方法
【專利說明】使用無線測試信號測試射頻無線信號收發(fā)器的系統(tǒng)和方法
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明涉及測試射頻（RF)無線信號收發(fā)器，尤其是涉及在無需用于傳輸RF測試 信號的RF信號纜線的情況下測試此類裝置。
[0002] 許多現(xiàn)今的電子裝置將無線技術(shù)用于連接和通信這兩種目的。因?yàn)闊o線裝置發(fā)射 和接收電磁能量，并因?yàn)閮蓚€或更多個無線裝置可能因其信號頻率和功率譜密度而干擾彼 此的操作，所以這些裝置及其無線技術(shù)必須遵循各種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
[0003] 當(dāng)設(shè)計(jì)此類裝置時(shí)，工程師需要特別小心以確保此類裝置將符合或超過其所含的 基于無線技術(shù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范中的每一項(xiàng)。此外，當(dāng)隨后大量制造這些裝置時(shí)，對它們進(jìn) 行測試以確保制造缺陷不會導(dǎo)致操作不當(dāng)，包括其遵循所含的基于無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。
[0004] 為了在這些裝置的制造和組裝后對其進(jìn)行測試，目前的無線裝置測試系統(tǒng)（"測試 器"）采用用于分析從每個裝置接收到的信號的子系統(tǒng)。此類子系統(tǒng)通常至少包括向量信號 發(fā)生器（VSG)和向量信號分析器（VSA)，VSG用于提供待發(fā)射至裝置的源信號，VSA用于分 析由裝置產(chǎn)生的信號。由VSG產(chǎn)生測試信號以及由VSA執(zhí)行的信號分析通常為可編程的， 以便使得每一者可用于測試多種裝置是否遵循具有不同頻率范圍、帶寬和信號調(diào)制特性的 多種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
[0005] 受測裝置（DUT)的校準(zhǔn)和性能確認(rèn)測試通常使用導(dǎo)電信號路徑諸如RF纜線來進(jìn) 行，而不是使用DUT與測試器借以經(jīng)由電磁輻射而通信的無線信號路徑。因此，在測試器與 DUT之間的信號經(jīng)由導(dǎo)電信號路徑傳輸，而非通過環(huán)境空間輻射。使用此類導(dǎo)電信號路徑有 助于確保測量的可重復(fù)性和一致性，并消除作為信號傳輸（發(fā)射和接收）中的因素的DUT 的定位和取向。
[0006] 就多輸入多輸出（MM))DUT而言，必須以某種形式為DUT的每個輸入/輸出連接 提供信號路徑。例如，對于旨在使用三個天線操作的MM0裝置，必須為測試提供三條導(dǎo)電 信號路徑，例如，纜線和連接。
[0007] 然而，由于需要物理連接和斷開DUT與測試器之間的纜線，所以使用導(dǎo)電信號路 徑的步驟顯著地影響測試每個DUT所需的時(shí)間。而且，就M頂0 DUT而言，在開始測試和終止 測試時(shí)均必須執(zhí)行多次這樣的連接和斷開動作。而且，由于在測試期間傳輸?shù)男盘柌幌裨?通常預(yù)期用途中的那樣經(jīng)由環(huán)境空間輻射，并且在此類測試期間未使用DUT的天線組件， 所以此類測試并未模擬真實(shí)世界的操作，并且測試結(jié)果并未反映任何可歸因于天線的任何 性能特性。
[0008] 作為替代方案，可使用經(jīng)由電磁輻射而非經(jīng)由纜線的電傳導(dǎo)所傳輸?shù)臏y試信號進(jìn) 行測試。這將具有不需要連接和斷開測試?yán)|線的有益效果，從而縮短與此類連接和斷開有 關(guān)的測試時(shí)間。然而，由于源自其他地方和散布于環(huán)境空間的其他電磁信號，所以輻射信號 和接收器天線存在的"信道"（即，借以輻射和接收測試信號的環(huán)境空間）固有地易于發(fā)生 信號干擾和錯誤。此類信號將由DUT天線接收并可因信號反射而包括來自每個干擾信號源 的多路徑信號。因此，與使用用于每個天線連接的各個導(dǎo)電信號路徑（例如，纜線）相比， "信道"的"條件"將通常不佳。
[0009] -種防止或至少顯著地減小來自此類外來信號的干擾的方法是使用屏蔽外殼來 隔離DUT和測試器的輻射信號接口。然而，此類外殼通常未能產(chǎn)生與之相當(dāng)?shù)臏y量準(zhǔn)確性 和可重復(fù)性。這對于比最小消聲室更小的外殼而言尤其如此。此外，此類外殼往往對DUT 的定位和取向敏感，以及對此類外殼內(nèi)所產(chǎn)生的多路徑信號的相長和相消干擾敏感。
[0010] 因此，期望具有用于測試無線信號收發(fā)器特別是無線MM0信號收發(fā)器的系統(tǒng)和 方法，其中可使用輻射的電磁測試信號，從而模擬真實(shí)世界系統(tǒng)操作以及避免連接和斷開 測試?yán)|線原本所需的測試時(shí)間，同時(shí)通過避免由于外部產(chǎn)生的信號和多路徑信號效應(yīng)所致 的干擾信號而維持測試可重復(fù)性和準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 根據(jù)受權(quán)利要求書保護(hù)的本發(fā)明，提供了一種便于無線測試射頻（RF)多輸入多 輸出（MHTO)信號收發(fā)器受測裝置（DUT)的系統(tǒng)和方法。DUT在受控的電磁環(huán)境中操作時(shí)， 測試器將多個測試信號無線發(fā)射至DUT。根據(jù)來自DUT的反饋信號數(shù)據(jù)控制由測試器發(fā)射 的相應(yīng)測試信號的信號相位。還可根據(jù)此類反饋信號數(shù)據(jù)控制相應(yīng)測試信號的幅度，從而 使得能夠?qū)o線通信信道條件數(shù)k(H)進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化。
[0012] 根據(jù)受權(quán)利要求書保護(hù)的本發(fā)明的一個實(shí)施例，便于無線測試射頻（RF)多輸入 多輸出（MHTO)信號收發(fā)器受測裝置（DUT)的系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電信號路徑、多個天線陣列 和RF信號控制電路。結(jié)構(gòu)限定內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域并被構(gòu)造成允許將DUT放置在內(nèi)部區(qū) 域內(nèi)且與源自外部區(qū)域的電磁輻射基本上隔離。導(dǎo)電信號路徑將耦合到DUT并在內(nèi)部區(qū)域 與外部區(qū)域之間傳輸一個或多個電信號。多個天線陣列（其中的每一個包括多個天線元 件）至少部分地設(shè)置在內(nèi)部區(qū)域內(nèi)以輻射相應(yīng)多個相位受控的RF測試信號。RF信號控制 電路耦合到導(dǎo)電信號路徑和多個天線陣列，并通過以下方式響應(yīng)于來自DUT的多個信號數(shù) 據(jù)，該信號數(shù)據(jù)與相應(yīng)多個相位受控的RF測試信號有關(guān)且經(jīng)由一個或多個電信號傳輸，以 及響應(yīng)于多個RF測試信號：復(fù)制多個RF測試信號中的每一個以提供相應(yīng)多個復(fù)制的RF測 試信號；以及根據(jù)多個信號數(shù)據(jù)控制相應(yīng)多個復(fù)制的RF測試信號中的每一個的至少一部 分的相應(yīng)相位以提供相應(yīng)多個相位受控的RF測試信號。
[0013] 根據(jù)受權(quán)利要求書保護(hù)的本發(fā)明的另一個實(shí)施例，便于無線測試射頻（RF)多輸 入多輸出（M頂0)信號收發(fā)器受測裝置（DUT)的方法包括提供結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電信號路徑和多個天 線陣列。結(jié)構(gòu)限定內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域并被構(gòu)造成允許將DUT放置在內(nèi)部區(qū)域內(nèi)且與源自 外部區(qū)域的電磁輻射基本上隔離。導(dǎo)電信號路徑將耦合到DUT并在內(nèi)部區(qū)域與外部區(qū)域之 間傳輸一個或多個電信號。多個天線陣列（其中的每一個包括多個天線元件）至少部分地 設(shè)置在內(nèi)部區(qū)域內(nèi)以輻射相應(yīng)多個相位受控的RF測試信號。還包括通過以下方式響應(yīng)于 來自DUT的多個信號數(shù)據(jù)，該信號數(shù)據(jù)與相應(yīng)多個相位受控的RF測試信號有關(guān)且經(jīng)由一個 或多個電信號傳輸，以及響應(yīng)于多個RF測試信號：復(fù)制多個RF測試信號中的每一個以提供 相應(yīng)多個復(fù)制的RF測試信號；以及根據(jù)多個信號數(shù)據(jù)控制相應(yīng)多個復(fù)制的RF測試信號中 的每一個的至少一部分的相應(yīng)相位以提供相應(yīng)多個相位受控的RF測試信號。
【附圖說明】
[0014]圖1示出無線信號收發(fā)器的典型操作和可能的測試環(huán)境。
[0015] 圖2示出使用導(dǎo)電測試信號路徑的無線信號收發(fā)器的測試環(huán)境。
[0016] 圖3示出使用導(dǎo)電信號路徑的MM0無線信號收發(fā)器的測試環(huán)境和此類測試環(huán)境 的信道模型。
[0017] 圖4示出使用輻射電磁信號的MM0無線信號收發(fā)器的測試環(huán)境和此類測試環(huán)境 的信道模型。
[0018] 圖5示出根據(jù)示例性實(shí)施例的測試環(huán)境，其中可使用輻射電磁測試信號測試MM0 DUT〇
[0019] 圖6示出測試環(huán)境，其中在屏蔽外殼內(nèi)使用輻射電磁測試信號測試DUT。
[0020] 圖7和圖8示出測試環(huán)境的示例性實(shí)施例，其中在具有減弱的多路徑信號效應(yīng)的 屏蔽外殼中使用輻射電磁測試信號測試無線DUT。
[0021] 圖9不出在圖7和圖8的測試環(huán)境中使用的根據(jù)不例性實(shí)施例的屏蔽外殼的物理 表不。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下詳細(xì)描述是結(jié)合附圖的受權(quán)利要求書保護(hù)的本發(fā)明的示例性實(shí)施例。相對于 本發(fā)明的范圍，此類描述旨在進(jìn)行示例而非加以限制。對此類實(shí)施例加以足夠詳盡的描述， 使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┰撝黝}發(fā)明，并且應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本主題發(fā)明的 精神或范圍之前提下，可以實(shí)施具有一些變化的其他實(shí)施例。
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