一种多检波方式辐射杂散测试方法及检测系统
阅读说明：本技术 一种多检波方式辐射杂散测试方法及检测系统 (Multi-detection mode radiation stray test method and detection system ) 是由 曹珺飞 黄开阳 梁勇 马守健 王磊 杨洪斌 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种多检波方式辐射杂散测试方法及检测系统,该测试方法包括：将被测设备的最差方向放置在远离接收天线的泡沫桌上,设置自动识别杂散信号的功率值阈值,分别设置接收天线的极化方向和垂直方向,并将天线高度从低到高升降,转台从0度到360度旋转,得到对应的3个不同的扫描曲线的结果图；获得功率值阈值的信号中功率最大的杂散信号所在的频率点,控制频谱分析仪将这个频点放大到100MHz或者50MHz的频带显示中,按照前述步骤以更慢的速度再次进行扫描,确定转台固定角度和接收天线固定高度,最后再次进行扫描,获得测试数据。本发明的技术方案提升测试效率,降低测试时间成本,进一步提高辐射杂散测试结果的准确性。(The invention provides a multi-detection mode radiation stray test method and a detection system, wherein the test method comprises the following steps: placing the worst direction of the tested equipment on a foam table far away from a receiving antenna, setting a power value threshold for automatically identifying stray signals, respectively setting the polarization direction and the vertical direction of the receiving antenna, lifting the height of the antenna from low to high, and rotating a turntable from 0 degree to 360 degrees to obtain corresponding result graphs of 3 different scanning curves; and obtaining a frequency point where the stray signal with the maximum power in the signals with the power value threshold is located, controlling a spectrum analyzer to amplify the frequency point to be displayed in a frequency band of 100MHz or 50MHz, scanning again at a slower speed according to the steps, determining the fixed angle of the rotary table and the fixed height of the receiving antenna, and finally scanning again to obtain test data. The technical scheme of the invention improves the testing efficiency, reduces the testing time cost and further improves the accuracy of the radiation stray testing result.)
技术领域
本发明涉及无线通信设备的辐射杂散测试技术领域，尤其涉及一种多检波方式辐射杂散测试方法及检测系统。
背景技术
无线通信设备的辐射杂散是产生通信干扰的重要原因之一，它的存在严重恶化了电磁环境，进而降低频率资源的使用效率，干扰无线通信设备的正常运行。因此，辐射杂散测试一直是无线通信设备测试的主要内容之一。几乎所有的通信制式，在其标准中都对该系统设备的辐射杂散提出了明确的指标。同时辐射杂散测试是无线通信产品进行相关国家法规强制认证一项必测的项目，也是国家质检部门抽查时最主要的测试指标之一。
根据ITU-R SM.329-11建议书的内容，辐射杂散指的是在必要带宽之外的某个或某些频率的辐射发射，其发射电平可降低而不致影响相应信息的传输。它包括谐波发射、寄生发射、互调产物及变频产物，但带外发射除外。
目前最成熟的辐射杂散测试方法为远场测试，在现有的相关法规及标准中，认证级别的测试首选远场测试方法，通过在电波暗室中测试终端设备的远场辐射特性，进而判断无线通信设备杂散辐射水平是否在法规要求范围内。远场测试方法及系统具备测试结果准确性高，测试频率范围广的特点，但是明显的缺点是测试时间成本高。根据不同的无线通信产品对应的不同的法规标准，辐射杂散测试需要考虑不同的检波方式及扫描轨迹的情况下测试结果。但目前市场上的常见辐射杂散测试系统单次仅可以进行一种检波方式及扫描轨迹的测试结果，如果无线通信产品需要考虑不同的检波方式及扫描轨迹的情况，虽然可以通过多次测量的方式获取不同检波方式的测试结果，但这样的方式一是将导致测试时间成本将还需要成倍数增加，二是在多次测量情况下，由于被测设备的状态以及测试环境及设施存在时间上的差异，可能导致测试结果存在一定的偏差，没有得到真正意义上的不同检波方式的测试比对结果。
发明内容
针对以上技术问题，本发明公开了一种多检波方式辐射杂散测试方法及检测系统，解决了杂散测试的时间成本过高以及多种检波方式同步进行测试及数据处理需求问题，同时提高测试结果的准确性。
对此，本发明采用的技术方案为：
一种多检波方式辐射杂散测试方法，其包括：
步骤S1，通过测量被测设备所有方向上的发射功率，确定被测设备的最差方向，将被测设备的最差方向放置在远离接收天线的泡沫桌上；
步骤S2，导入测试路径参数文件，控制频谱分析仪设置三个不同的扫描曲线进行扫描；
步骤S3，设置参数，设置杂散信号的频率流程的功率值阈值；
步骤S4，设置接收天线为水平极化方向，天线高度从低升到高处，将放置被测设备转台从0度到360度旋转，频谱分析仪保持测试状态，得到对应的3个不同的扫描曲的结果图；
步骤S5，设置接收天线为垂直极化方向，天线高度从低到高升降，转台从0度到360度旋转，频谱分析仪保持测试状态，得到对应的3个不同的扫描曲的结果图；
步骤S6，识别步骤S4和步骤S5的测试结果中第一个扫描曲线超过步骤S5设置的功率值阈值的信号中功率最大的杂散信号所在的频率点；对于该频率点，控制频谱分析仪将这个频点放大到100MHz或者50MHz的频带显示中，频谱分析仪其他设置和全频段扫描保持一致；
步骤S7，将天线切换到全频段扫描中找到的最大杂散信号所对应的极化，将天线采用慢于步骤S4中的升降速度从低升到高处，并进行扫描，找到最大杂散信号的值并记录下此时天线的高度，最后将天线固定在该高度。
步骤S8，将转台用慢于步骤S4和步骤S5的速度从0度到360进行旋转，并进行扫描，找到最大杂散信号的值并记录下此时转台的角度，最后将转台固定在该角度；
步骤S9，再次的将天线用慢于步骤S7中的升降速度从低升到高处，并进行扫描，找到最大杂散信号的值并记录下此时天线的高度，最后将天线固定在该高度；
步骤S10，重新在频谱分析仪上同时设置与步骤S4相同的三个不同的扫描曲线进行扫描；
步骤S11，测试完成后，保存测试结果图，在图中三个扫描曲线中分别标记出最大的杂散信号的功率或场强值，以及对应的频点；
步骤S12，记录下最大的杂散信号值的测试数据，所述测试数据包括对应的转台角度、天线极化、以及天线高度。
目前，根据相关标准法规及厂家定制化要求，辐射杂散进行全频段的预扫描测试后，对于小于相关要求的限值要求一定余量范围（比如6dB）内的高风险杂散信号，需要进一步缩小测试频率范围设置，再进行一次确认扫描测试，从而判断确认辐射杂散测试结果是否在相关要求限值范围内，目前市场上常见的方法及系统关于以上测试流程采用的是人工进行识别大于法规要求的杂散信号，重新参数设置后再测试。而本发明的技术方案在一次测试过程中可以自动识别大于自定义电平值的高风险杂散信号，接着进行第二步测试步骤，进一步提升了测试效率，降低了测试成本。
作为本发明的进一步改进，所述被测设备的最差方向放置在离接收天线3m远的泡沫桌上。
作为本发明的进一步改进，所述三个不同的扫描曲线分别为：
第一个扫描曲线：检波方式设置为peak，trace设置为max hold，
第二个扫描曲线：检波方式设置为RMS，trace设置为max hold，
第三个扫描曲线：检波方式设置为RMS，trace设置为average。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中，设置参数包括：设置分辨率带宽和视频带宽、扫描点数、扫描时间，设置参数后关闭频谱分析仪的内置预放大器，并设置测试频段。
作为本发明的进一步改进，步骤S4、步骤S7和步骤S9中，从低升到高为从天线高度离地1m升至4m。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中，所述最差方向为竖直摆放、平躺摆放、横向摆放中之一。
作为本发明的进一步改进，测试开始前，对测试中连接的线缆的衰减及空间衰减进行校准。
本发明还公开了一种多检波方式辐射杂散测试系统，其包括控制室、功放室和电波暗室，所述控制室内设有综合测试仪和计算机，所述功放室内设有频谱分析仪、预放大器和滤波器；所述电波暗室内设有转台、位于转台上的受试设备支撑构件和接收天线，受试设备位于受试设备支撑构件上，所述接收天线远离受试设备，所述受试设备的通信天线与综合测试仪电连接，所述接收天线与滤波器电连接，所述滤波器通过预放大器与频谱分析仪电连接，所述频谱分析仪通过数据接口与计算机电连接；
控制综合测试仪和计算机，并按照如如上任意一项所述的多检波方式辐射杂散测试方法进行检测。其中，受试设备支撑构件上设有泡沫桌，受试设备设在泡沫桌上。综合测试仪采用现有技术。
作为本发明的进一步改进，所述转台与计算机电连接，可以通过计算机的控制程序控制转台转动，操作方便。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
第一，采用本发明的技术方案，可以实现三种不同的检波方式的扫描曲线同时进行测试，极大的提升了测试效率，降低的测试时间成本。目前市场上常见的辐射杂散测试系统测试三种检波方式的辐射杂散需要的测试时间约3H，本发明需要的测试时间仅为1H，测试效率提升了三倍，测试时间成本缩减为三分之一。
第二，本发明的技术方案可以进一步提高辐射杂散测试结果的准确性。目前主流的辐射杂散测试方案，采用的是在全电波暗室中，被测设备和接收天线的高度固定为相同的高度，被测设备放置于转台上360°旋转的同时进行测试，从而得到最差的转台角度及测试结果，可见，该测试方案是理想的认为被测设备与天线相同高度的情况下，得到的测试结果即为最大的杂散发射值，并没有考虑天线高度对测试结果产生的影响。实际上，根据相关的测试研究表明，由于电波暗室并非理想的自由空间环境，并不能完全忽略反射的影响，同时由于天线的高度及被测设备的中心高度并不能保证完全对齐，导致存在测试高度和距离的误差，所以在固定天线高低的情况下，根据相关测试研究，引入的测试不确定度可达0.4dB。而本发明的测试方法及测试系统可以实现天线高度离地1m至4m升降，转台从0度到360度旋转，频谱分析仪保持测试状态，在测试的流程步骤，经历了三次的最大杂散信的确认过程，第一次最大杂散信号的天线高度确认，第二次最大杂散信号的转台角度确认，最后确认最大杂散信号的天线高度确认。通过这种方法，修正了天线高度对测试结果的影响，测试结果的准确性得到了进一步的提高。
附图说明
图1是本发明一种多检波方式辐射杂散测试系统的功能框图。
附图标记包括：
1-控制室，2-功放室，3-电波暗室；
11-综合测试仪，12-计算机；
21-频谱分析仪，22-预放大器，23-滤波器；
31-转台，32-受试设备支撑构件，33-受试设备，34-通讯天线，35-接收天线。
具体实施方式
下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1所示，一种多检波方式辐射杂散测试系统，其包括控制室1、功放室2和电波暗室3，所述控制室1内设有综合测试仪11和计算机（图中为PC）12，所述功放室2内设有频谱分析仪21、预放大器22和滤波器23；所述电波暗室3内设有转台31、位于转台31上的受试设备支撑构件32和接收天线35，受试设备33位于受试设备支撑构件32上，所述接收天线35远离受试设备33，所述受试设备33的通信天线34与综合测试仪11电连接，所述接收天线35与滤波器23电连接，所述滤波器23通过预放大器22与频谱分析仪21电连接，所述频谱分析仪21通过数据接口与计算机12连接。
将控制室1里综合测试仪11与电波暗室3里的待测设备建立通信连接，进入测试状态，电波暗室3里的接收天线35通过空间链路接收到待测设备发射的辐射信号，经滤波器23滤掉杂散测试尚不关注的主频信号，通过预放大器22进行放大给频谱分析仪21接收，之后通过数据接口上传到计算机12实现数据处理和显示。
控制综合测试仪和PC，并按照如下的多检波方式辐射杂散测试方法进行检测，具体步骤包括：
1、通过测量被测设备所有方向上的发射功率，确定被测设备的最差方向（竖直/平躺/横向摆放）。将被测设备的最差方向放置在离喇叭天线（接收天线）3m远的泡沫桌上。
2、导入测试路径参数文件
3、控制频谱分析仪同时设置3个扫描曲线（trace）进行扫描，这3个扫描曲线分别对应以下设置：
a）扫描曲线1：检波方式设置为peak，trace设置为max hold；
b）扫描曲线2：检波方式设置为RMS，trace设置为max hold；
c）扫描曲线3：检波方式设置为RMS，trace设置为average；
4、设置RBW（分辨率带宽）和VBW（视频带宽），扫描点数，扫描时间（sweep time）等参数。关闭频谱分析仪的内置预放大器。
5、设置测试频段
6、设置软件启动自动识别杂散信号的频率流程的功率值阈值。
7、设置接收天线为水平极化方向、接收天线高度离地1m至4m升降，转台从0度到360度旋转，频谱分析仪保持测试状态，自动生成并保持测试数据表格及对应的三种扫描曲线结果图。
8、设置接收天线为垂直极化方向、接收天线高度离地1m至4m升降，转台从0度到360度旋转，频谱分析仪保持测试状态，自动生成并保持测试数据表格及对应的三种扫描曲线结果图。
9、软件自动识别步骤7和步骤8测试结果中扫描曲线1超过步骤6设置的阈值的信号中功率最大的杂散信号所在的频率点。
10、对于步骤9得到的频率点，控制频谱分析仪将这个频点放大到100MHz或者50MHz的频带显示中。频谱分析仪其他设置和全频段扫描保持一致。
11、将接收天线切换到全频段扫描中找到的最大杂散信号所对应的极化，将接收天线用相对更慢的速度从1m升到4m进行扫描，找到最大杂散信号的值并记录下此时天线的高度。最后将天线固定在该高度。
12、将转台用相对更慢的速度从0度到360进行旋转，并进行扫描。找到最大杂散信号的值并记录下此时转台的角度。最后将转台固定在该角度。
13、再次的将接收天线用相对更慢的速度从1m升到4m进行扫描，找到最大杂散信号的值并记录下此时接收天线的高度。最后将接收天线固定在该高度。
14、重新在频谱分析仪上同时设置3个扫描曲线（trace）进行扫描，这23个扫描曲线分别对应的设置如下：
a）扫描曲线1：检波方式设置为peak，trace设置为max hold；
b）扫描曲线2：检波方式设置为RMS，trace设置为max hold；
c）扫描曲线3：检波方式设置为RMS，trace设置为average，扫描次数Sweep count设为100；
15、测试完成后，保存测试结果图，在图中三个扫描曲线中分别标记出最大的杂散信号的功率或场强值，以及对应的频点。
16、记录下最大的杂散信号值在测试数据（包括对应的转台角度、天线极化、以及天线高度），并更新到13、14生成的数据表格中。
采用本实施例的技术方案，同时可以进行多种检波方式及扫描轨迹的30MHz-40GHz辐射杂散测试方法及系统，可以实现三种不同的检波方式的扫描曲线同时进行测试，极大提高了无线通信行业产品辐射杂散项目的测试效率，缩短了产品上市周期，从而降低了产品上市成本，提升产品的竞争力，推动无线通信行业的进一步发展。另外，通过控制天线高度离地1m至4m升降,转台从0度到360度旋转，频谱分析仪保持测试状态，在测试的流程步骤，经历了三次的最大杂散信的确认过程，第一次最大杂散信号的天线高度确认，第二次最大杂散信号的转台角度确认，最后确认最大杂散信号的天线高度确认。通过这种方法，修正了天线高度对测试结果的影响，测试结果的准确性得到了进一步的提高。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
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