一种天线性能测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于天线性能测试技术领域，尤其是涉及一种天线性能测试装置及测试方法。

背景技术

信号天线的作用是将电信号转换为无线信号进行传输，或者将无线信号转换为电信号进行接收，信号天线的性能直接影响设备的通信质量和覆盖范围，目前随着智能手机在日常使用频率逐渐升高，如即时通讯、购物和出行等，手机天线的性能和接收信号的稳定性需求越来越高，因而在手机天线设计过程中，需要精准测试手机天线的性能指标，如专利授权公告号为CN213337825U，公开了一种快速测试手机天线信号的装置。

当前，手机天线在进行性能测试时，主要涵盖了传统的增益测试、方向性测试、频率响应测试、隔离度测试、效率测试、波束宽度测试、多路径干扰测试以及温湿度干扰测试，然而，这些测试的全面性相对较弱，尤其是环境适应性测试的范围较为有限，现有的天线测试设备在模拟手机天线在实际环境中（如快速移动、振动、雷暴天气和静电等）的使用情况方面，存在一定的局限性，无法精准地动态模拟出实际环境因素或其组合对手机天线抗干扰能力的影响，进而影响了手机天线性能测试结果的准确性，此外，由于性能测试的不完整性，可能导致存在性能缺陷的手机天线被组装到手机中，这将导致手机的接收信号变得不稳定，从而影响了手机的可靠性。

为此，提出一种天线性能测试装置及测试方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种天线性能测试装置及测试方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种天线性能测试装置，包括透明测试壳体，所述透明测试壳体的外壁固定连接有信号接收显示组件，所述透明测试壳体的内壁固定连接有隔板，所述隔板的外壁开设有安装孔，且安装孔的孔壁固定连接有信号发射设备，所述透明测试壳体的内壁固定连接有雷暴电磁脉冲模拟机构，所述透明测试壳体的外壁开设有通孔，且通孔的孔壁通过滚动轴承连接有连接筒，所述连接筒的侧端固定套接有连接板，所述连接板的侧壁固定嵌设有弹片，两个所述弹片远离连接板的一端均固定连接有连接块，其中一个连接块的外壁开设有两个矩形通孔，且两个矩形通孔的孔壁共同连接有天线组件限位机构，另一个所述连接块的外壁固定连接有配重块，所述连接筒的外壁固定套接有第一锥齿轮，所述透明测试壳体的外壁固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮的外壁相互垂直啮合，所述连接筒的内壁固定连接有多通路导电滑环，所述多通路导电滑环中其中一路导电通路的一侧连接端与信号接收显示组件连接，另一连接端电性连接有天线线束连接头，所述天线线束连接头的外壁与连接板的外壁固定连接，所述多通路导电滑环中另一路导电通路的一侧连接端电性连接有静电测量接头，另一连接端电性连接有静电测量机构，所述静电测量接头的外壁与天线线束连接头外壁固定连接，所述透明测试壳体的顶端固定连接有静电发生器，所述静电发生器的喷射端穿过透明测试壳体的内壁，并位于连接板的正上方，所述透明测试壳体的内壁固定连接有振动幅度调节机构。

在上述的一种天线性能测试装置中，所述雷暴电磁脉冲模拟机构包括与透明测试壳体内壁固定连接的雷电模拟器，所述透明测试壳体的上表面固定连接有导电横板，所述导电横板的侧端与雷电模拟器连接端共同连接有导电线缆，所述导电横板的下表面固定连接有尖端释放杆，所述尖端释放杆的底端穿过透明测试壳体的内壁。

在上述的一种天线性能测试装置中，所述天线组件限位机构包括固定框，所述连接块的外壁固定嵌设有第一电动推杆，所述第一电动推杆的行程端与固定框的内壁固定连接，所述连接块的外壁固定连接有限位座，所述固定框靠近限位座的内壁固定连接有橡胶块，所述固定框和橡胶块的外壁共同开设有两个固定孔，且两个固定孔的孔壁分别固定连接有第一测量极片和第二测量极片，所述第一测量极片和第二测量极片的接头与静电测量接头连接。

在上述的一种天线性能测试装置中，所述静电测量机构包括信号变换放大器、数字信号处理器和显示屏，所述信号变换放大器的输入端与多通路导电滑环的静电测量连接端电性连接，所述信号变换放大器的输出端与数字信号处理器输入端电性连接，所述数字信号处理器的输出端与显示屏的输入端电性连接，所述信号变换放大器、数字信号处理器和显示屏的外壁共同固定连接有U形架，所述U形架的外壁与透明测试壳体的外壁固定连接。

在上述的一种天线性能测试装置中，所述振动幅度调节机构包括固定块，所述固定块的外壁通过螺栓与透明测试壳体的内壁固定连接，所述固定块的内壁固定嵌设有第二电动推杆，所述第二电动推杆的行程端固定连接有压力测量器组件，所述压力测量器组件的外侧端固定连接有弧形罩，所述弧形罩的外壁开设有多个凹槽，且凹槽的槽壁转动连接有旋转导筒。

在上述的一种天线性能测试装置中，所述透明测试壳体的外壁开设有矩形操控孔，所述透明测试壳体的下表面四角处均固定连接有支撑腿，所述透明测试壳体的侧壁固定连接有电机转速控制开关。

在上述的一种天线性能测试装置中，所述透明测试壳体的外壁固定连接有弯杆，所述弯杆的侧端伸入连接筒的内壁，并与多通路导电滑环的外侧端固定连接。

在上述的一种天线性能测试装置中，两个所述弹片的外壁套接有橡胶套，所述橡胶套的两端分别与相邻连接块和连接板的侧壁固定连接。

在上述的一种天线性能测试装置中，所述信号变换放大器的输入端电性连接有电磁继电器，所述电磁继电器的输入端与多通路导电滑环的静电测量连接端电性连接，所述电磁继电器的断电支路连接端电性连接有导地线，所述导地线的底端电性连接有铁块。

一种天线性能测试装置的测试方法，包括上述中一种天线性能测试装置，还包括以下步骤：

S1、首先把被测手机天线固定在天线组件限位机构内部，并把手机天线的线束头与天线线束连接头连接，同时启动信号发射设备发送信号，并保证信号接收显示组件能够实时显示手机天线接收信号状态；

S2、在步骤S1基础上，启动雷暴电磁脉冲模拟机构，在不同等级下测试手机天线信号接收的状态，并记录测试数据；

S3、在步骤S1基础上，通过电机转速控制开关启动驱动电机，并控制驱动电机不同转速，且通过信号接收显示组件观察和记录手机天线在不同运动速度下信号接收的状态；

S4、在步骤S3基础上，首先使驱动电机转速匀速保持到测试结束，并启动振动幅度调节机构，并使弧形罩靠近连接块，连接块经过弧形罩时被弧形罩顶起，顶起的幅度大小相当于手机天线受到的振动强度，而且测试不同振动强度下手机天线接收信号的情况，且通过信号接收显示组件观测测试结果和记录数据；

S5、在步骤S1基础上，启动静电测量机构和静电发生器，静电发生器发射静电荷附着在手机天线表面，并通过静电测量机构测试不同静电强度对手机天线信号接收的干扰情况；

S6、进行动态模拟多种环境因素测试手机天线性能时，步骤S2、步骤S3和步骤S5测试步骤同时进行可以模拟雷暴天气下人员携带手机天线快速避雨情况，测试手机天线在雷暴天气电磁脉冲、雷暴静电和快速移动下的工作状态，另外步骤S2和步骤S4结合则能够模拟雷暴天气下手机天线移动环境，测试移动颠簸产生的振动对手机天线性能的干扰，步骤S3和步骤S5结合则可以模拟冬季干燥冷风与天线摩擦产生的静电环境，测试手机天线在冬季抗静电干扰能力；

S7、最后整理上述步骤中天线各种环境适应测试的数据，且综合整体的判断手机天线性能，并根据测试结果对天线性能进行优化。

与现有的技术相比，一种天线性能测试装置及测试方法的优点在于：

1、通过设置的雷暴电磁脉冲模拟机构、天线组件限位机构和信号接收显示组件，当需要测试天线在雷暴环境性能时，首先把被测手机天线固定在天线组件限位机构内部，并把手机天线的线束头与天线线束连接头连接，同时启动信号发射设备发送信号，并保证信号接收显示组件能够实时显示手机天线接收信号状态，之后启动雷暴电磁脉冲模拟机构确定天线抗雷暴干扰强度，该机构使天线性能测试装置具有模拟不同等级雷暴环境，丰富手机天线环境适应测试的数据，提高天线性能测试的准确性。

2、通过设置的驱动电机、振动幅度调节机构、连接筒和通路导电滑环，当需要测试天线在快速移动和振动环境下性能时，首先通过电机转速控制开关启动驱动电机，并控制驱动电机不同转速，了解天线在快速移动下抗干扰性能，接着使驱动电机转速匀速保持到测试结束，并启动振动幅度调节机构，并使弧形罩靠近连接块，顶起的幅度大小相当于手机天线受到的振动强度，而且测试不同振动强度下手机天线接收信号的情况，该机构使天线性能测试装置具有模拟快速移动和不同振动强度的功能。

3、通过设置的静电测量机构，当手机天线通过天线组件限位机构固定后，第一测量极片和第二测量极片接触手机天线表面，同时启动静电发生器，静电发生器发射静电荷附着在手机天线表面，接着第一测量极片和第二测量极片之间的电容会发生变化，且这个变化会转换为电压或电流信号输入到静电测量机构，静电测量机构显示静电电荷大小的测量结果，然后通过信号接收显示组件观察天线接收信号具体情况，该机构使天线性能测试装置具有模拟不同静电干扰环境，且了解天线抗静电干扰的能力。

4、通过设置的雷暴电磁脉冲模拟机构、静电测量机构、振动幅度调节机构和驱动电机，当需要在多种环境下测试天线性能时，通过雷暴电磁脉冲模拟机构、驱动电机和静电测量机构模拟雷暴天气下人员携带手机天线快速避雨情况，测试手机天线在雷暴天气电磁脉冲、雷暴静电和快速移动下的动态工作状态，并且通过信号接收显示组件观察天线信号接收的状态，另外雷暴电磁脉冲模拟机构、振动幅度调节机构和驱动电机结合则能够模拟雷暴天气下手机天线移动环境，测试移动颠簸产生的振动对手机天线性能的干扰，静电测量机构、驱动电机和静电发生器结合则可以模拟冬季干燥冷风与天线摩擦产生的静电环境，测试手机天线在冬季抗静电干扰能力，该机构使天线性能测试装置具有动态模拟不同使用环境，且能够精准测试天线在不同使用环境下抗干扰能力，能够有效提高天线性能测试的准确性，以及能够保证天线设计的品质，进而提高天线在手机日常使用过程的可靠性。

附图说明

图1是本发明提供的一种天线性能测试装置及测试方法的结构示意图；

图2是本发明提供的一种天线性能测试装置及测试方法中天线组件限位机构；的结构示意图；

图3是本发明提供的一种天线性能测试装置及测试方法中局部放大的结构示意图；

图4是图3中A部分的结构示意图；

图5是本发明提供的一种天线性能测试装置及测试方法中振动幅度调节机构的结构示意图；

图6是本发明提供的一种天线性能测试装置及测试方法中电磁继电器部分的结构示意图。

图中：1透明测试壳体、2信号接收显示组件、3隔板、4信号发射设备、5雷暴电磁脉冲模拟机构、51雷电模拟器、52导电横板、53导电线缆、54尖端释放杆、6连接筒、7天线组件限位机构、71固定框、72第一电动推杆、73限位座、74橡胶块、75第一测量极片、76第二测量极片、8静电测量机构、81信号变换放大器、82数字信号处理器、83显示屏、84U形架、9振动幅度调节机构、91固定块、92测量尺、93第二电动推杆、94弧形罩、95旋转导筒、10驱动电机、11第二锥齿轮、12第一锥齿轮、13多通路导电滑环、14天线线束连接头、15静电测量接头、16矩形操控孔、17静电发生器、18支撑腿、19电机转速控制开关、20弯杆、21橡胶套、22连接板、23弹片、24连接块、25配重块、26电磁继电器、27导地线、28铁块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-图5所示，一种天线性能测试装置，包括透明测试壳体1，透明测试壳体1的外壁固定连接有信号接收显示组件2，透明测试壳体1的内壁固定连接有隔板3，隔板3的外壁开设有安装孔，且安装孔的孔壁固定连接有信号发射设备4，透明测试壳体1的内壁固定连接有雷暴电磁脉冲模拟机构5，雷暴电磁脉冲模拟机构5包括与透明测试壳体1内壁固定连接的雷电模拟器51，雷电模拟器51为现有技术，且能够模拟不同强度的雷暴，在此不再赘述，透明测试壳体1的上表面固定连接有导电横板52，导电横板52的侧端与雷电模拟器51连接端共同连接有导电线缆53，导电横板52的下表面固定连接有尖端释放杆54，尖端释放杆54的底端穿过透明测试壳体1的内壁，该机构使天线性能测试装置具有模拟不同等级雷暴环境，丰富手机天线环境适应测试的数据。

透明测试壳体1的外壁开设有矩形操控孔16，透明测试壳体1的下表面四角处均固定连接有支撑腿18，透明测试壳体1的侧壁固定连接有电机转速控制开关19，电机转速控制开关19能够控制驱动电机10具有不同转速旋转，透明测试壳体1的外壁固定连接有弯杆20，弯杆20的侧端伸入连接筒6的内壁，并与多通路导电滑环13的外侧端固定连接，弯杆20能够提高多通路导电滑环13旋转时导线的稳定性。

透明测试壳体1的外壁开设有通孔，且通孔的孔壁通过滚动轴承连接有连接筒6，连接筒6的侧端固定套接有连接板22，连接板22的侧壁固定嵌设有弹片23，两个弹片23远离连接板22的一端均固定连接有连接块24，两个弹片23的外壁套接有橡胶套21，橡胶套21的两端分别与相邻连接块24和连接板22的侧壁固定连接，橡胶套21能够对弹片23进行保护，提高弹片23带动天线拨动的效果，其中一个连接块24的外壁开设有两个矩形通孔，且两个矩形通孔的孔壁共同连接有天线组件限位机构7，天线组件限位机构7包括固定框71，连接块24的外壁固定嵌设有第一电动推杆72，第一电动推杆72的行程端与固定框71的内壁固定连接，连接块24的外壁固定连接有限位座73，固定框71靠近限位座73的内壁固定连接有橡胶块74，固定框71和橡胶块74的外壁共同开设有两个固定孔，且两个固定孔的孔壁分别固定连接有第一测量极片75和第二测量极片76，第一测量极片75和第二测量极片76的接头与静电测量接头15连接，该机构能够保证天线性能测试时的稳定性。

另一个连接块24的外壁固定连接有配重块25，连接筒6的外壁固定套接有第一锥齿轮12，透明测试壳体1的外壁固定连接有驱动电机10，驱动电机10的输出端固定连接有第二锥齿轮11，第二锥齿轮11与第一锥齿轮12的外壁相互垂直啮合，连接筒6的内壁固定连接有多通路导电滑环13，多通路导电滑环13中其中一路导电通路的一侧连接端与信号接收显示组件2连接，另一连接端电性连接有天线线束连接头14，天线线束连接头14的外壁与连接板22的外壁固定连接，多通路导电滑环13中另一路导电通路的一侧连接端电性连接有静电测量接头15，另一连接端电性连接有静电测量机构8，静电测量机构8包括信号变换放大器81、数字信号处理器82和显示屏83，信号变换放大器81的输入端与多通路导电滑环13的静电测量连接端电性连接，信号变换放大器81的输出端与数字信号处理器82输入端电性连接，数字信号处理器82的输出端与显示屏83的输入端电性连接，信号变换放大器81、数字信号处理器82和显示屏83的外壁共同固定连接有U形架84，U形架84的外壁与透明测试壳体1的外壁固定连接，该机构使天线性能测试装置具有模拟不同静电干扰环境，丰富手机天线环境适应测试的数据，提高天线性能测试的准确性。

静电测量接头15的外壁与天线线束连接头14外壁固定连接，透明测试壳体1的顶端固定连接有静电发生器17，静电发生器17的喷射端穿过透明测试壳体1的内壁，并位于连接板22的正上方，透明测试壳体1的内壁固定连接有振动幅度调节机构9，振动幅度调节机构9包括固定块91，固定块91的外壁通过螺栓与透明测试壳体1的内壁固定连接，固定块91的内壁固定嵌设有第二电动推杆93，第二电动推杆93的行程端固定连接有压力测量器组件92，而且压力测量器组件92由压力测量器和数据处理模块组成，压力测量器组件92的输出端与显示屏83连通，利用显示屏83能够了解连接块24挤压弧形罩94的压力，压力测量器组件92的外侧端固定连接有弧形罩94，弧形罩94的外壁开设有多个凹槽，且凹槽的槽壁转动连接有旋转导筒95，该机构使天线性能测试装置具有模拟不同振动强度的功能，丰富手机天线环境适应测试的数据，提高天线性能测试的准确性。

一种天线性能测试装置的测试方法，包括上述中一种天线性能测试装置，还包括以下步骤：

S1、首先把被测手机天线固定在天线组件限位机构7内部，并把手机天线的线束头与天线线束连接头14连接，同时启动信号发射设备4发送信号，并保证信号接收显示组件2能够实时显示手机天线接收信号状态；

S2、在步骤S1基础上，启动雷暴电磁脉冲模拟机构5，在不同等级下测试手机天线信号接收的状态，并记录测试数据；

S3、在步骤S1基础上，通过电机转速控制开关19启动驱动电机10，并控制驱动电机10不同转速，且通过信号接收显示组件2观察和记录手机天线在不同运动速度下信号接收的状态；

S4、在步骤S3基础上，首先使驱动电机10转速匀速保持到测试结束，并启动振动幅度调节机构9，并使弧形罩94靠近连接块24，连接块24经过弧形罩94时被弧形罩94顶起，顶起的幅度大小相当于手机天线受到的振动强度，而且测试不同振动强度下手机天线接收信号的情况，且通过信号接收显示组件2观测测试结果和记录数据；

S5、在步骤S1基础上，启动静电测量机构8和静电发生器17，静电发生器17发射静电荷附着在手机天线表面，并通过静电测量机构8测试不同静电强度对手机天线信号接收的干扰情况；

S6、进行动态模拟多种环境因素测试手机天线性能时，步骤S2、步骤S3和步骤S5测试步骤同时进行可以模拟雷暴天气下人员携带手机天线快速避雨情况，测试手机天线在雷暴天气电磁脉冲、雷暴静电和快速移动下的工作状态，另外步骤S2和步骤S4结合则能够模拟雷暴天气下手机天线移动环境，测试移动颠簸产生的振动对手机天线性能的干扰，步骤S3和步骤S5结合则可以模拟冬季干燥冷风与天线摩擦产生的静电环境，测试手机天线在冬季抗静电干扰能力；

S7、最后整理上述步骤中天线各种环境适应测试的数据，且综合整体的判断手机天线性能，并根据测试结果对天线性能进行优化。

现对本发明的操作原理做如下描述：当需要测试天线在雷暴环境性能时，首先把被测手机天线固定在天线组件限位机构7内部，启动第一电动推杆72，第一电动推杆72带动固定框71移动，固定框71移动带动橡胶块74夹持天线，并把手机天线的线束头与天线线束连接头14连接，而且第一测量极片75和第二测量极片76的接头与静电测量接头15连接，同时启动信号发射设备4发送信号，并保证信号接收显示组件2能够实时显示手机天线接收信号状态，信号接收显示组件2一般为信号检测仪，信号检测仪能够检测手机天线接收信号的质量，并判断信号质量是否达到天线设计标准，之后启动雷电模拟器51，雷电模拟器51模拟不同强度雷暴下电磁脉冲，并通过导电线路、导电横板52和尖端释放杆54进行释放到透明测试壳体1内，而且通过信号接收显示组件2观察手机天线在什么雷暴等级下性能不稳定，确定天线抗雷暴干扰强度；

当需要测试天线在快速移动和振动环境下性能时，首先通过电机转速控制开关19启动驱动电机10，而且转速控制开关19通过旋钮在不同档位控制驱动电机10以不同的转速旋转，且通过信号接收显示组件2观察和记录手机天线在不同运动速度下信号接收的状态，了解天线在快速移动下抗干扰性能，接着使驱动电机10转速匀速保持到测试结束，并启动振动幅度调节机构9，并使弧形罩94靠近连接块24，连接块24经过弧形罩94时被弧形罩94顶起，此时连接块24挤压弧形罩94压力被压力测量器组件92测出，压力测量器组件92由压力测量器和数据处理模块组成，压力测量器组件92的输出端与显示屏83连通，利用显示屏83能够了解连接块24挤压弧形罩94的压力，显示屏83显示的压力大小相当于手机天线受到的振动强度，而且测试不同振动强度下手机天线接收信号的情况；

而且手机天线通过天线组件限位机构7固定后，第一测量极片75和第二测量极片76接触手机天线表面，同时启动静电发生器17，静电发生器17发射静电荷附着在手机天线表面，接着第一测量极片75和第二测量极片76之间的电容会发生变化，且这个变化会转换为电压或电流信号，然后被传输到信号变换放大器81中进行放大和处理，之后信号变换放大器81将处理好的信号输送到数字信号处理器82内，并被数字信号处理器82内进行滤波和线性化处理，以消除噪声干扰和非线性误差，最后数字信号处理器82将放大后的信号转换为数字信号，运算处理后，显示静电电荷大小的测量结果，且通过显示屏83实时显示静电数据，而且通过信号接收显示组件2观察天线在不同运动静电干扰下信号接收的情况，该机构使天线性能测试装置能够模拟不同等级的雷暴、快速移动、振动强度和静电干扰的环境，丰富手机天线环境适应测试的数据，提高天线性能测试的准确性。

通过雷暴电磁脉冲模拟机构5、静电测量机构8、振动幅度调节机构9和驱动电机10进行多种环境下动态测试天线性能时，通过雷暴电磁脉冲模拟机构5、驱动电机10和静电测量机构8模拟雷暴天气下人员携带手机天线快速避雨情况，测试手机天线在雷暴天气电磁脉冲、雷暴静电和快速移动下的动态工作状态，并且通过信号接收显示组件2观察天线信号接收的状态，另外雷暴电磁脉冲模拟机构5、振动幅度调节机构9和驱动电机10结合则能够模拟雷暴天气下手机天线移动环境，测试移动颠簸产生的振动对手机天线性能的干扰，静电测量机构8、驱动电机10和静电发生器17结合则可以模拟冬季干燥冷风与天线摩擦产生的静电环境，测试手机天线在冬季抗静电干扰能力，该机构使天线性能测试装置具有动态模拟不同使用环境，且能够精准测试天线在不同使用环境下抗干扰能力，能够有效提高天线性能测试的准确性，以及能够保证天线设计的品质，进而提高天线在手机日常使用过程的可靠性。

实施例2

如图6所示，信号变换放大器81的输入端电性连接有电磁继电器26，电磁继电器26的输入端与多通路导电滑环13的静电测量连接端电性连接，电磁继电器26的断电支路连接端电性连接有导地线27，导地线27的底端电性连接有铁块28。

当手机天线在测试装置内测试完毕后，测试装置内部测试部件断电，此时电磁继电器26断电使导地线27与多通路导电滑环13的静电测量连接端连通，第一测量极片75和第二测量极片76能够把手机天线表面在静电测量机构8测量过程中残留的静电导出，并且导地线27配合接触地面的铁块28能够及时释放手机天线表面残留的静电，从而避免静电干扰手机天线使用安全和其它性能测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。