[发明专利]一种基于可电调吸波超表面的快速空口测试方法

说明书

一种基于可电调吸波超表面的快速空口测试方法，包括以下步骤；步骤1：在混响室的一个或多个腔壁上部署可电调吸波超表面，所述的可电调吸波超表面是一种电磁超表面，有全反射和全吸收两种工作模式；步骤2：将测试所需的参考天线和多个待测设备全部放入混响室，通过程序控制步骤1中可电调吸波超表面工作于全反射模式，完成参考测试；步骤3：通过程序切换步骤2中可电调吸波超表面工作于全吸收模式，经过一定时间后，再切换回全反射模式，完成指定的待测设备的测试；步骤4：重复步骤3，直到完成所有待测设备的测试。本发明在不影响测量不确定度的前提下，能够显著缩短空口测试的总时间，快速完成多个待测设备的空口测试。

技术领域

本发明涉及微波混响室技术领域，特别涉及一种基于可电调吸波超表面的快速空口测试方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，机器对机器和物联网技术已广泛应用于各个领域(制造业、运输业、医疗业、教育业、农业等)，不同尺寸、不同功能、不同工作频段的无线通信设备出现在人们的日常生活中，例如汽车GPS系统、货物追踪系统、可穿戴医疗监控系统、智能家居系统等。因此，无线设备的空口测试技术在工业界和学术界备受关注，尤其对于大尺寸无线设备，准确且快速的空口测试技术的研究迫在眉睫。

空口测试主要有多探头微波暗室、辐射两步法和混响室等技术。多探头微波暗室造价昂贵，且不适合大尺寸通信设备的空口测试。辐射两步法要求待测设备具有支持测量辐射方向图的芯片，而很多机器对机器通信设备不具有此类芯片。多探头微波暗室和辐射两步法主要用于测试多天线手机等小型移动终端设备，相比之下，混响室具有测试区域大、建造成本低、测试效率高、复现性好等特点，因而成为了唯一被编入国际无线通信和互联网协会测试计划的大尺寸设备空口测试技术。

微波混响室是一个大型金属腔体，通过不同的搅拌方法在腔内的工作区域产生空间均匀、各向同性、随机极化的电磁场。混响室作为一种新兴的电磁测试环境，最早应用于电磁兼容测试。近年来，混响室以其特有的优势被广泛关注并应用于空口测试，该方向发展迅速，但仍存在一些问题亟待解决。对于机器对机器和物联网通信设备而言，总辐射功率和总全向灵敏度是衡量其性能最核心的参数指标，因此其测试尤为重要。

基于混响室的总辐射功率测试由两步组成：1)参考测试，参考天线(辐射效率已知)和通信天线分别作为发射天线和接收天线，记录整个搅拌过程中的S参数(S₂₁,S₁₁和S₂₂)，并得到混响室的功率传输函数；2)待测设备测试，通过综测仪控制待测设备以最大辐射功率进行辐射，通信天线进行接收，记录每个搅拌位置下通信天线的接收功率。根据测得的混响室功率传输函数和通信天线的接收功率，计算可得待测设备的总辐射功率。

基于混响室的总全向灵敏度测试同样由两步组成：1)参考测试，参考天线(辐射效率已知)和通信天线分别作为接收天线和发射天线，记录整个搅拌过程中的S参数(S₂₁,S₁₁和S₂₂)，并得到混响室的功率传输函数；2)待测设备测试，在每个搅拌位置下，通过综测仪调节通信天线的辐射功率，待测设备进行接收，当待测设备接收信号的误码率(或整个通信系统的吞吐量)达到指定的阈值时，记录此时通信天线的辐射功率。根据测得的混响室功率传输函数和通信天线的辐射功率，计算可得待测设备的总全向灵敏度。

现有的测试总辐射功率(总全向灵敏度)的混响室方法至少存在以下问题：

一次完整的测试过程只能测试一个无线设备的总辐射功率(总全向灵敏度)，测试多个设备时，不仅需要多次打开和关闭混响室，而且需要人工更换待测设备，严重影响了测试的自动化程度，增加了测试时间。如果将待测设备全部置于混响室中，虽无需开关混响室进行设备更换，但由于混响室是高Q值的封闭金属腔体，每个设备测试完成后，其辐射的能量耗散速度慢，为避免其对下一个设备测试的干扰，需要等待的时间较长，同样增加了测试时间。如果为了加快能量耗散速度而向混响室加载吸波材料，不可避免会恶化混响室的混响特性(降低其品质因数)，增加测量的不确定度。

发明内容