無線測試系統(tǒng)及應用其的測量方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關于一種無線測試系統(tǒng)及應用其的測量方法，該無線測試系統(tǒng)配合屏蔽室使用，用于測量無線模塊的三維輻射場型。無線測試系統(tǒng)包含主控計算機、轉位機構、測量裝置及天線。主控計算機設置于屏蔽室外，可控制轉位機構、測量裝置與天線運作。轉位機構設置于屏蔽室內，包括旋轉座、支撐臂及旋臂。旋轉座可繞其第一自轉軸轉動。旋臂設置于支撐臂上，并可帶動無線模塊繞其第二自轉軸轉動。測量裝置設置于屏蔽室外，且受控于主控計算機。天線設置于屏蔽室內，且對準于無線模塊，其受控于測量裝置而發(fā)射無線信號予無線模塊，或接收無線模塊發(fā)出的無線信號。
【專利說明】無線測試系統(tǒng)及應用其的測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無線測試系統(tǒng)，特別是設計一種用于測量非獨立運作的無線模塊的三維福射場型(3D antenna radiat1n pattern)的無線測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前各式電子裝置(如筆記型計算機、平板計算機、電視等)通常會裝設W1-F1、Zigbee,bluetooth,GPS.ffiMAX等無線模塊，以進行電子裝置的操作或數(shù)據(jù)傳輸。上述各類無線模塊通常是由電子裝置的控制模塊(如中央處理器等)進行操控，本身不具備獨立運作的功能，因此其三維輻射場型的測量通常是在電子裝置組裝完成后，通過電子裝置的作業(yè)平臺進行操控與設定。然而，此種測量方式的缺點在于，無線模塊的特性檢測結果會受到電子裝置其他電路模塊的影響，而無法呈現(xiàn)出其原始特性。
[0003]有鑒于上述現(xiàn)有的無線模塊測量存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新的無線測試系統(tǒng)，能夠改進一般現(xiàn)有的無線模塊測量，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經過反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本發(fā)明。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可單純就無線模塊進行三維輻射場型測量的無線測試系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種無線測試系統(tǒng)，配合可遮蔽電磁輻射的屏蔽室使用，用于測量設于該屏蔽室內且非獨立運作的無線模塊的三維輻射場型；定義三維空間中相互垂直的X方向、Y方向及Z方向，該無線測試系統(tǒng)包含主控計算機、轉位機構、測量裝置與天線。
[0006]該主控計算機設置于該屏蔽室外，電連接于該無線模塊，并控制該無線模塊發(fā)射或接收無線信號。該轉位機構設置于該屏蔽室內，并包括旋轉座、支撐臂及旋臂。該旋轉座具有沿該Z方向延伸的第一自轉軸，且受控于該主控計算機而在X-Y平面上繞該第一自轉軸轉動。該支撐臂設置于該旋轉座上，且朝該Z方向延伸。該旋臂設置于該支撐臂且間隔于該旋轉座，供該無線模塊對準于該第一自轉軸地裝設其上，并具有沿該X方向延伸且通過該支撐臂的第二自轉軸。該旋臂受控于該主控計算機，帶動該無線模塊繞該第二自轉軸轉動。該測量裝置設置于該屏蔽室外，且受控于該主控計算機。該天線設置于該屏蔽室內且與該旋臂位于同X-Y平面，并對準該無線模塊的方向。該天線受控于該測量裝置而發(fā)射無線信號予該無線模塊，或接收該無線模塊發(fā)出的無線信號。
[0007]本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。
[0008]較佳地，該無線測試系統(tǒng)還包含設置于該屏蔽室內的遠端計算機及屏蔽箱。該遠端計算機分別電連接于該無線模塊與該主控計算機，并受控于該主控計算機，而使該無線模塊進行無線信號的收發(fā)；該屏蔽箱可遮蔽電磁輻射，并將該遠端計算機收容于內。[0009]較佳地，該測量裝置是無線測試儀或無線模塊的最佳樣品。
[0010]本發(fā)明的目的及解決其技術問題還采用以下技術方案來實現(xiàn)。本發(fā)明的另一目的，在提出一種應用前述無線測試系統(tǒng)的測量方法，用于測試設于屏蔽室內的無線模塊的三維輻射場型，其包含以下步驟:(A)該主控計算機使裝設于該旋臂的無線模塊發(fā)出無線信號，并通過該天線自該測量裝置接收該無線信號；(B)該主控計算機使該旋臂帶動該無線模塊沿該旋臂的第二自轉軸轉動第二預定角度，并判斷該旋臂的累積旋轉角度是否達到第二角度上限；若判斷結果為“否”，則重新執(zhí)行步驟(A);若判斷結果為“是”，則執(zhí)行步驟(C);及(C)該主控計算機使該旋轉座沿該旋轉座的第一自轉軸轉動第一預定角度，并判斷該旋轉座的累積旋轉角度是否已達到第一角度上限；若判斷結果為“否”，則重新執(zhí)行步驟(A);若判斷結果為“是”，則完成該測量步驟。
[0011]本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。
[0012]較佳地，在步驟(A)該無線模塊發(fā)出的無線信號是經由該主控計算機設定能量功率與頻率。
[0013]較佳地，在步驟(A)該主控計算機是通過遠端計算機以控制該無線模塊。
[0014]較佳地，該測量裝置是一無線測試儀或無線模塊的最佳樣品。
[0015]本發(fā)明的目的及解決其技術問題另外還采用以下技術方案來實現(xiàn)。另一方面，本發(fā)明應用該無線測試系統(tǒng)的另一測量方法，包含以下步驟:(A)該主控計算機使該測量裝置通過該天線發(fā)出無線信號，并自裝設于該旋臂的無線模塊接收該無線信號；(B)該主控計算機使該旋臂帶動該無線模塊沿該旋臂的第二自轉軸轉動第二預定角度，并判斷該旋臂的累積轉動角度是否達到第二角度上限；若判斷結果為“否”，則重新執(zhí)行步驟(A);若判斷結果為“是”，則執(zhí)行步驟(C);及(C)該主控計算機使該旋轉座沿該旋轉座的第一自轉軸轉動第一預定角度，并判斷該旋轉座的累積旋轉角度是否已達到第一角度上限；若判斷結果為“否”，則重新執(zhí)行步驟(A);若判斷結果為“是”，則完成該測量步驟。
[0016]本發(fā)明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現(xiàn)。
[0017]較佳地，在步驟(A)該天線發(fā)出的無線信號是由該主控計算機通過該測量裝置設定頻率、能量與封包數(shù)量。
[0018]較佳地，在步驟(A)該無線模塊接收該無線信號后，是通過該遠端計算機將該無線信號傳輸至該主控計算機。
[0019]較佳地，該測量裝置是無線測試儀或無線模塊的最佳樣品。
[0020]借由上述技術方案，本發(fā)明的有益效果在于:該無線測試系統(tǒng)可單純就非獨立運作的無線模塊進行三維輻射場型的測量，而能測得該無線模塊的原始特性。此外，通過該主控計算機，使用者可簡便地對無線模塊、測量裝置與轉位機構進行設定與操控，以提升測量過程的便利性，并節(jié)省測試所需的時間。
[0021]上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是側視示意圖，說明本發(fā)明無線測試系統(tǒng)的第一較佳實施例。[0023]圖2是圖1的俯視示意圖。
[0024]圖3與圖4是流程圖，說明應用第一較佳實施例的無線測試系統(tǒng)的測量步驟。
[0025]圖5是系統(tǒng)示意圖，說明本發(fā)明無線測試系統(tǒng)的第二較佳實施例。
【具體實施方式】
[0026]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的無線測試系統(tǒng)其【具體實施方式】、結構、測量方法、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。
[0027]在本發(fā)明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表不。
[0028]參閱圖1與圖2，為本發(fā)明無線測試系統(tǒng)I的第一較佳實施例。無線測試系統(tǒng)I包含主控計算機11、轉位機構12、測量裝置13及天線14，需配合可遮蔽電磁輻射的屏蔽室2使用，用于測量設于屏蔽室2內且非獨立運作的無線模塊3的三維輻射場型。無線模塊3的類型可以是W1-F1、Zigbee, bluetooth、GPS、WiMAX等通信模塊，但不以上述類型為限。
[0029]主控計算機11設置于屏蔽室2外，電連接于轉位機構12、測量裝置13與無線模塊3，并控制三者運作。
[0030]轉位機構12設置于屏蔽室2內，并包含旋轉座121、支撐臂122及旋臂123。參照圖式中的坐標軸標示，旋轉座121具有沿Z方向延伸的第一自轉軸124，并可受控于主控計算機11，而在X-Y平面上繞第一自轉軸124轉動。支撐臂122設置于旋轉座121上，并朝Z方向延伸。旋臂123設置于支撐臂122上，且間隔于旋轉座121，以供無線模塊3對準旋轉座121的第一自轉軸124地裝設其上，并具有沿X方向延伸且通過支撐臂122的第二自轉軸125。旋臂123可受控于主控計算機11，而帶動無線模塊3繞其第二自轉軸125轉動。
[0031]測量裝置13設置于屏蔽室2外，且受控于主控計算機11，而能設定天線14發(fā)出的無線信號或分析天線14接收的無線信號。本實施例中，測量裝置13是采用無線測試儀，其通過一條水平極性信號線(圖中未繪制)及一條垂直極性信號線(圖中未繪制)連接于天線14,并通過一條接口連接線而連接于主控計算機11。但在其他實施結構中，測量裝置13也可以采用經過嚴格認證的無線模塊的最佳樣品(golden sample)，其能達成的功效與無線測試儀相同，但是接線方式有所差異。具體來說，使用無線模塊的最佳樣品作為測量裝置13時,測量裝置13還必須分別通過可編程衰減器(programmable attenuator)連接于水平極性信號線與垂直極性信號線，并將上述可編程衰減器通過通用串列接口(GeneralPurpose Interface Bus,GPIB)連接線連結于主控計算機11以進行操控。因此，依照上述說明，測量裝置13的實施結構可視需要而調整，不限于特定方式。
[0032]天線14裝設于屏蔽室2內，且與無線模塊3位于同X-Y平面，并對準旋轉座121的第一自轉軸124，其受控于測量裝置13而進行無線信號的收發(fā)。本實施例中，天線14是采用角型天線(horn antenna)進行無線信號的發(fā)射與接收，但天線14的類型可視需要調整，不以此為限。
[0033]要特別說明的是，前述段落所述“無線模塊3對準第一自轉軸124”、“天線14與無線模塊3位于同X-Y平面”、“天線14對準第一自轉軸124”等設置方式意指實施本發(fā)明時，可依需要而略為調整各個構件的空間位置關系，或各個構件的設置位置、對準方向存在可容許的誤差范圍，因此本領域具有通常知識者應可參照上述說明內容而無歧異地實施本發(fā)明的技術構想。
[0034]參閱圖1至圖3，以下說明第一實施例中，無線測試系統(tǒng)I測量無線模塊3的總輻射功率(total radiated power, TRP)的三維福射場型的流程步驟。
[0035]步驟S1:首先，使用者通過主控計算機11設定無線模塊3的能量功率，并依特定頻率發(fā)出無線信號。其間，主控計算機11通過測量裝置13分析天線14接收到的無線信號，并予以記錄。
[0036]步驟S2、S3:完成步驟SI后，主控計算機11使旋臂123帶動無線模塊3沿其第二自轉軸125轉動第二預定角度，并反復執(zhí)行步驟S1、S2，直到旋臂123的累積轉動角度達到第二角度上限(此處為360度)為止。
[0037]步驟S4、S5:完成前述步驟后，主控計算機11使旋轉座121沿其第一自轉軸124轉動第一預定角度，并反復執(zhí)行步驟SI?S4，直到旋轉座121的累積旋轉角度達到第一角度上限(此處為180度)為止。
[0038]根據(jù)上述流程，使用者可通過主控計算機11進行無線模塊3的無線信號設定，并控制測量步驟的進行，以逐步收集無線模塊3在三維空間中不同方位的輻射功率強度。在測量結束后，主控計算機11可依內存的測量數(shù)據(jù)，而建構出無線模塊3的總輻射功率的三維輻射場型。此外，上述流程可由主控計算機11設定為從頭到尾自動執(zhí)行，使用者只需從主控計算機11查看最后結果，不需在每個步驟輸入指令，而能提升測量的便利程度并節(jié)省操作時間。
[0039]參閱圖1、圖2及圖4，以下說明第一實施例中，無線測試系統(tǒng)I測量無線模塊3的總全向靈敏度(total isotropic sensitivity, TIS)的三維福射場型的流程步驟。
[0040]步驟Fl:首先，使用者通過主控計算機11對測量裝置13進行無線信號的能量、頻率與封包數(shù)量的設定，并通過天線14依該設定值發(fā)出對應的無線信號。無線模塊3接收該無線信號并傳輸至主控計算機11后，主控計算機11依據(jù)測量數(shù)據(jù)修正對測量裝置13的設定值，并使天線14重新發(fā)出無線信號，直到測出無線模塊3在此方位的靈敏度為止。
[0041]步驟F2、F3:完成步驟Fl后，主控計算機11使旋臂123帶動無線模塊3沿其第二自轉軸125轉動第二預定角度，并反復執(zhí)行步驟F1、F2，直到旋臂123的累積轉動角度達到第二角度上限(此處為360度)為止。
[0042]步驟F4、F5:完成前述步驟后，主控計算機11使旋轉座121沿其第一自轉軸124轉動第一預定角度，并反復執(zhí)行步驟Fl?F4，直到旋轉座121的累積旋轉角度達到第一角度上限(此處為180度)為止。
[0043]根據(jù)上述流程，使用者可通過主控計算機11進行測量裝置13的無線信號設定，并控制測量步驟的進行，以測試出無線模塊3在各個方位的靈敏度。在測量結束后，主控計算機11可依內存的無線信號數(shù)據(jù)，而建構出無線模塊3的總全向靈敏度的三維輻射場型。
[0044]本實施例中，在步驟Fl該無線模塊3在特定方位的靈敏度的一般判斷標準是:在天線14發(fā)出的所有封包中，無線模塊3恰可接受至少90%封包所對應的無線信號能量門檻值。但該靈敏度的判斷標準可依需要而通過主控計算機11進行設定，不以此處公開的內容為限。
[0045]此外，本實施例的步驟SI?S5與步驟Fl?F5可設定為自動地連續(xù)執(zhí)行，不限于要分開進行，而能一次性地完成無線模塊3的總輻射功率、總全向靈敏度的特性測量。進一步來說，上述測量方法還可以測量總輻射功率、總全向靈敏度以外的特性，不以本說明書公開的內容為限。
[0046]以下參閱圖5，說明本發(fā)明無線測試系統(tǒng)I的第二較佳實施例。該第二較佳實施例與第一較佳實施例大部分相同，差別在于第二較佳實施例中，無線測試系統(tǒng)I還包含設置于屏蔽室2內的遠端計算機15及屏蔽箱16。
[0047]具體來說，當主控計算機11連接無線模塊3的線材(如USB、PCI_E等)長度不足時，可以在無線模塊3與主控計算機11間設置遠端計算機15，此遠端計算機15分別電連接于無線模塊3與主控計算機11，并受控于主控計算機11，而能控制無線模塊3進行無線信號的收發(fā)。屏蔽箱16則可遮蔽電磁輻射(例如表面貼附可吸收電磁輻射的吸收材)，并將遠端計算機15收容于內，隔絕遠端計算機15產生的電磁輻射對無線模塊3的測量造成影響。根據(jù)此設置方式，通過上述類型的線材連接無線模塊3與遠端計算機15，并通過足夠長度的網絡線連結遠端計算機15與主控計算機11，也可以進行無線模塊3的特性測量。
[0048]綜上所述，本發(fā)明提出一種可測量非獨立運作的無線模塊3的無線測試系統(tǒng)1，及應用該無線測試系統(tǒng)I對無線模塊3的測量方法。此外，通過此系統(tǒng)，使用者可通過主控計算機11快速、簡便地對無線模塊3、轉位機構12與測量裝置13進行設定與操控，以測量無線模塊3的原始特性，而提升使用的便利程度，并減少測量無線模塊3的三維輻射場型所需的時間，所以確實能達成本發(fā)明的目的。
[0049]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種無線測試系統(tǒng)，配合能遮蔽電磁輻射的屏蔽室使用，用于測量設于該屏蔽室內且非獨立運作的無線模塊的三維輻射場型，定義三維空間中相互垂直的X方向、Y方向及Z方向，其特征在于該無線測試系統(tǒng)包含: 主控計算機，設置于該屏蔽室外，電連接于該無線模塊，并控制該無線模塊發(fā)射或接收無線信號； 轉位機構，設置于該屏蔽室內，并包括: 旋轉座，具有沿該Z方向延伸的第一自轉軸，且受控于該主控計算機而在X-Y平面上繞該第一自轉軸轉動； 支撐臂，設置于該旋轉座上且朝該Z方向延伸；及 旋臂，設置于該支撐臂且間隔于該旋轉座，供該無線模塊對準于該第一自轉軸地裝設其上，并具有沿該X方向延伸且通過該支撐臂的第二自轉軸，該旋臂受控于該主控計算機而帶動該無線模塊繞該第二自轉軸轉動； 測量裝置，設置于該屏蔽室外且受控于該主控計算機；以及 天線，設置于該屏蔽室內且與該旋臂位于同X-Y平面，并對準該無線模塊的方向，該天線受控于該測量裝置而發(fā)射無線信號予該無線模塊，或接收該無線模塊發(fā)出的無線信號。
2.根據(jù)權利要 求1所述的無線測試系統(tǒng)，其特征在于:該無線測試系統(tǒng)還包含設置于該屏蔽室內的遠端計算機及屏蔽箱，該遠端計算機分別電連接于該無線模塊與該主控計算機，并受控于該主控計算機，而使該無線模塊進行無線信號的收發(fā)；該屏蔽箱能遮蔽電磁輻射，并將該遠端計算機收容于內。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的無線測試系統(tǒng)，其特征在于:該測量裝置是無線測試儀或無線模塊的最佳樣品。
4.一種以無線測試系統(tǒng)對非獨立運作的無線模塊進行測量的方法，用于測試設于屏蔽室內的該無線模塊的三維輻射場型，該無線測試系統(tǒng)包含設置于該屏蔽室外的主控計算機與測量裝置，以及設置于該屏蔽室內的轉位機構與對準該轉位機構的天線，該轉位機構包括旋轉座、設于該旋轉座的支撐臂及設于該支撐臂的旋臂，其特征在于該測量方法包含以下步驟: (A)該主控計算機使裝設于該旋臂的無線模塊發(fā)出無線信號，并通過該天線自該測量裝置接收該無線信號； (B)該主控計算機使該旋臂帶動該無線模塊沿該旋臂的第二自轉軸轉動第二預定角度，并判斷該旋臂的累積旋轉角度是否達到第二角度上限；若判斷結果為“否”，則重新執(zhí)行步驟㈧；若判斷結果為“是”，則執(zhí)行步驟(C);及 (C)該主控計算機使該旋轉座沿該旋轉座的第一自轉軸轉動第一預定角度，并判斷該旋轉座的累積旋轉角度是否已達到第一角度上限；若判斷結果為“否”，則重新執(zhí)行步驟(A);若判斷結果為“是”，則完成該測量步驟。
5.根據(jù)權利要求4所述的測量方法，其特征在于:在步驟(A)該無線模塊發(fā)出的無線信號是經由該主控計算機設定能量功率與頻率。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的測量方法，其特征在于:該無線測試系統(tǒng)還包含設置于該屏蔽室內的遠端計算機及能遮蔽電磁輻射并將該遠端計算機容置其中的屏蔽箱，在步驟(A)該主控計算機是通過該遠端計算機以控制該無線模塊。
7.根據(jù)權利要求4或5所述的測量方法，其特征在于:該測量裝置是無線測試儀或無線模塊的最佳樣品。
8.一種以無線測試系統(tǒng)對非獨立運作的無線模塊進行測量的方法，用于測試設于屏蔽室內的該無線模塊的三維輻射場型，該無線測試系統(tǒng)包含設置于該屏蔽室外的主控計算機與測量裝置，以及設置于該屏蔽室內的轉位機構及對準于該轉位機構的天線，該轉位機構包括旋轉座、設于該旋轉座的支撐臂及設于該支撐臂的旋臂，其特征在于該測量方法包含以下步驟: (A)該主控計算機使該測量裝置通過該天線發(fā)出無線信號，并自裝設于該旋臂的無線模塊接收該無線信號； (B)該主控計算機使該旋臂帶動該無線模塊沿該旋臂的第二自轉軸轉動第二預定角度，并判斷該旋臂的累積轉動角度是否達到第二角度上限；若判斷結果為“否”，則重新執(zhí)行步驟㈧；若判斷結果為“是”，則執(zhí)行步驟(C);及 (C)該主控計算機使該旋轉座沿該旋轉座的第一自轉軸轉動第一預定角度，并判斷該旋轉座的累積旋轉角度是否已達到第一角度上限；若判斷結果為“否”，則重新執(zhí)行步驟(A);若判斷結果為“是”，則完成該測量步驟。
9.根據(jù)權利要求8所述的測量方法，其特征在于:在步驟(A)該天線發(fā)出的無線信號是由該主控計算機通過該測量裝置設定頻率、能量與封包數(shù)量。
10.根據(jù)權利要求 8或9所述的測量方法，其特征在于:該無線測試系統(tǒng)還包含設置于該屏蔽室內的遠端計算機及能遮蔽電磁輻射并將該遠端計算機容置其中的屏蔽箱，在步驟(A)該無線模塊接收該無線信號后，是通過該遠端計算機將該無線信號傳輸至該主控計算機。
11.根據(jù)權利要求8或9所述的測量方法，其特征在于:該測量裝置是無線測試儀或無線模塊的最佳樣品。
【文檔編號】H04B17/00GK104038294SQ201310071558
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年3月6日 優(yōu)先權日:2013年3月6日
【發(fā)明者】簡有昆, 蕭經武 申請人:光寶電子(廣州)有限公司, 光寶科技股份有限公司