(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 204741460 U (45)授权公告日 2015.11.04
(21)申请号 201520302844.1(22)申请日 2015.05.12
(73)专利权人彭嘉美
地址中国新北市新店区安忠路99号专利权人傅明章 陈一锋(72)发明人彭嘉美 傅明章 陈一锋
(74)专利代理机构永新专利商标代理有限公司
72002
代理人李隆涛(51)Int.Cl.
H04B 17/309(2015.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图6页
(54)实用新型名称
无线通讯吞吐量测试装置(57)摘要
本实用新型创作是一种无线通讯吞吐量测试装置，是包含有一箱体、一低增益指向型天线组、一主控单元及一组数据产生单元，该箱体具有一无反射室、一测试系统容置室及一组电磁隔离室，低增益指向型天线组设置于无反射室中，主控单元设置于测试系统容置室内，且包含有一主控制器及一可程式化控制器，可程式化控制器具有一通道模拟模组，且与该低增益指向型天线组电连接，数据产生单元设置于该组电磁隔离室内，并与该主控单元的可程式化控制器电连接。上述系统架构可提供程式化控制、体积缩小化、减少耗能、避免电磁干扰等优点。
C N 2 0 4 7 4 1 4 6 0 U CN 204741460 U
权 利 要 求 书
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1.一种无线通讯吞吐量测试装置，其特征在于，包含有：
一箱体，其具有一无反射室、一测试系统容置室及一组电磁隔离室；一低增益指向型天线组，是设置于该箱体的该无反射室中；一主控单元，是设置于该箱体的该测试系统容置室内，且包含有一主控制器及一可程式化控制器，该可程式化控制器具有一通道模拟模组，且该可程式化控制器与该低增益指向型天线组电连接；
一组数据产生单元，是设置于该箱体的该组电磁隔离室内，并与该主控单元的可程式化控制器电连接。
2.如权利要求1所述的无线通讯吞吐量测试装置，其特征在于，其进一步包含有一旋转台，该旋转台是设置于该箱体的无反射室中，并与该可程式化控制器电连接。
3.如权利要求1所述的无线通讯吞吐量测试装置，其特征在于，该组电磁隔离室包含一第一隔离室及一第二隔离室，该组数据产生单元包含一2.4G通讯数据产生器及一5G通讯数据产生器，且该2.4G通讯数据产生器设置于该第一隔离室中，该5G通讯数据产生器设置于该第二隔离室中。
4.如权利要求1所述的无线通讯吞吐量测试装置，其特征在于，该无反射室的长宽高尺寸小于2米*2米*2米。
5.如权利要求1所述的无线通讯吞吐量测试装置，其特征在于，该箱体进一步设置有一电脑桌，且该箱体底部设置有多个轮组。
6.如权利要求3所述的无线通讯吞吐量测试装置，其特征在于，该可程式化控制器中设置有多个切换模组，且该通道模拟模组通过该多个切换模组分别电连接至对应的该2.4G通讯数据产生器、该5G通讯数据产生器及该低增益指向型天线组。
7.如权利要求1所述的无线通讯吞吐量测试装置，其特征在于，该低增益指向型天线组为窄波束低增益超宽频天线。
8.如权利要求1所述的无线通讯吞吐量测试装置，其特征在于，该低增益指向型天线组包含多个低增益指向型天线，各低增益指向型天线包含：
一底座；
一对数周期天线，是设置于底座上；一外罩，是设置于该底座上，以将该对数周期天线设置于该外罩内；一讯号线，是与该对数周期天线电连接。
9.如权利要求8所述的无线通讯吞吐量测试装置，其特征在于，该底座为一金属片。10.如权利要求8所述的无线通讯吞吐量测试装置，其特征在于，该对数周期天线包含一正讯号区及一负讯号区，且该正讯号区及负讯号区是与该讯号线电连接。
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说 明 书
无线通讯吞吐量测试装置
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技术领域
[0001]
本实用新型是关于一种通讯测试装置，尤指一种无线通讯吞吐量测试装置。
背景技术
近年来，无线网络盛行，各种无线通讯产品大量地出现，各个标榜具有更快速、更稳定、更有效率的通讯品质，然而，影响无线通讯品质的因素相当繁多，无法通过理论精细推导，因此，各厂商出货的产品通常都必须经一道过吞吐量测试，以证明其产品的通讯品质。
[0003] 一般无线通讯吞吐量测试系统至少包含一无反射室(或称射频暗室，radio frequency anechoic enclosure)、至少一天线及多个主机，该天线也设置于该无反射室中，该多个主机则设置于无反射室外并与该天线连接，且分别执行数据产生、讯号收发、通道模拟等功能。测量一待测物(DUT)的吞吐量时，是将该待测物置于该无反射室中，设定该多个主机，以产生讯号，经过通道模拟后由该天线发射至该待测物，再由讯号收发的主机统计待测物的吞吐量，汇出测量结果。
[0004] 上述无线通讯吞吐量测试系统有以下缺陷：[0005] 1.使用不便，操作便利性不佳：使用者更改通道模拟环境时，必须变更衰减器、重设数据产生器，甚至天线数量等，使用者往往必须更换硬件、分别操作各个主机，造成使用者在变更通道模拟环境时必须进行耗时费工的设定过程，操作便利性低。[0006] 2.占据空间：为避免背墙辐射，无反射室内所设置的天线多是采用指向型天线，因此待测物接收到讯号的强度容易受到距离影响，为维持测量精准度，通常必须维持待侧物与天线相距至少3至数十公尺的距离，因此无反射室的尺寸通常约为一个实验室的大小(5m*5m*4m以上)，相当不利于中小型公司配设。[0007] 3.消耗能源：高增益指向型天线功率高，用电量高，十分消耗能源。[0008] 4.其他电磁干扰问题：测试的规划中，为避免测量系统运作时产生的电磁波影响测量精准度，天线以外的其他主机都需设置于无反射室外，仍会受外在环境或主机之间的电磁波影响，使得讯号馈入天线之前已受干扰，仍影响测量精准度。
[0002]
实用新型内容
[0009] 有鉴于现有无线通讯吞吐量测试系统有操作便利性低、占据空间、消耗能源及受电磁干扰影响等种种缺陷，本实用新型是提出一种无线通讯吞吐量测试装置，解决上述缺陷。
[0010] 为达上述目的，是令该无线通讯吞吐量测试装置包含有：[0011] 一箱体，其具有一无反射室、一测试系统容置室及一组电磁隔离室；一低增益指向型天线组，是设置于该箱体的该无反射室中；[0013] 一主控单元，是设置于该箱体的该测试系统容置室内，且包含有一主控制器及一可程式化控制器，该可程式化控制器具有一通道模拟模组，且该可程式化控制器与该低增
[0012]
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益指向型天线组电连接；[0014] 一组数据产生单元，是设置于该箱体的该组电磁隔离室内，并与该主控单元的可程式化控制器电连接。[0015] 优选地，该无线通讯吞吐量测试装置进一步包含有一旋转台，该旋转台是设置于该箱体的无反射室中，并与该可程式化控制器电连接。[0016] 优选地，该组电磁隔离室包含一第一隔离室及一第二隔离室，该组数据产生单元包含一2.4G通讯数据产生器及一5G通讯数据产生器，且该2.4G通讯数据产生器设置于该第一隔离室中，该5G通讯数据产生器设置于该第二隔离室中。[0017] 优选地，该无反射室的长宽高尺寸小于2米*2米*2米。[0018] 优选地，该箱体进一步设置有一电脑桌，且该箱体底部设置有多个轮组。[0019] 优选地，该可程式化控制器中设置有多个切换模组，且该通道模拟模组通过该多个切换模组分别电连接至对应的该2.4G通讯数据产生器、该5G通讯数据产生器及该低增益指向型天线组。[0020] 优选地，该低增益指向型天线组为窄波束低增益超宽频天线。[0021] 优选地，该低增益指向型天线组包含多个低增益指向型天线，各低增益指向型天线包含：一底座；一对数周期天线，是设置于底座上；一外罩，是设置于该底座上，以将该对数周期天线设置于该外罩内；一讯号线，是与该对数周期天线电连接。[0022] 优选地，该底座为一金属片。[0023] 优选地，该对数周期天线包含一正讯号区及一负讯号区，且该正讯号区及负讯号区是与该讯号线电连接。
[0024] 本实用新型无线通讯吞吐量测试装置所具有的效果如下：[0025] 1.一体式设计，简化架构：本实用新型无线通讯吞吐量测试装置的架构中，是由该可程式化控制器进行收发数据、通道模拟并切换天线、控制数据产生单元，减少主机数量，除可简化系统架构、缩小体积外，也可让使用者可通过主控制器对可程式化控制器进行参数设定，由该可程式化控制器对数据产生单元、天线及通道模拟参数进行调整，使操作方式程式化，提升操作便利性。[0026] 2.节省空间：低增益指向型天线组缩短了待测物与天线组之间的距离，使得无反射室的空间得以大幅降低，达到测量系统小型化的目的。[0027] 3.减少能源耗损：低增益指向型天线组也减少了功率消耗，节省电力。[0028] 4.减少电磁干扰：低增益指向型天线组、主控单元、数据产生单元三者隔离，并由箱体屏蔽外部环境的电磁波，可避免个仪器之间的电磁波干扰及避免外界电磁波干扰，提升馈入天线讯号的干净度。附图说明
图1：为本实用新型无线通讯吞吐量测试装置平面示意图。
[0030] 图2：为本实用新型无线通讯吞吐量测试装置系统方块图。
[0029] [0031]
图3：为图2中可程式化控制器电路方块示意图。[0032] 图4：为图1中低增益指向型天线组的立体示意图。[0033] 图5：为图4一平面示意图。
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CN 204741460 U[0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] [0059]
说 明 书
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图6：为图1中无反射室内部平面示意图。
附图标记列表10 箱体102 电脑桌104 轮组12 无反射室
14 测试系统容置室16 电磁隔离室
162 第一电磁隔离室1 第二电磁隔离室20 低增益指向型天线组21 低增益指向型天线212 底座
214 对数周期天线2142 正讯号区2144 负讯号区216 外罩218 讯号线32 主控制器
34 可程式化控制器342 通道模拟模组344、345 切换模组
42 2.4G通讯数据产生器44 5G通讯数据产生器50 旋转台60 待测物
具体实施方式
[0060] 以下进一步配合图示详细说明本实用新型创作内容。[0061] 请参阅图1及图2，本实用新型无线通讯吞吐量测试装置包含有：[0062] 一箱体10，其具有一无反射室12、一测试系统容置室14及一组电磁隔离室16，于本实施例中，该组电磁隔离室16包含一第一隔离室162及一第二隔离室1，且该箱体10进一步设有一电脑桌102，以供设置荧幕及键盘，箱体10底部进一步设有多个轮组104，使该箱体10可移动；
[0063] 一低增益指向型天线组20，是设置于该箱体10的该无反射室12中，于本实施例中，低增益指向型天线组20可优选地为窄波束低增益超宽频天线；一主控单元30，是设置于该箱体10的该测试系统容置室14内，且包含有一主控制器32及一可程式化控制器34，该可程式化控制器34具有一通道模拟模组342，且该可程式化控制器34与该低增益指向型天线组20电连接；
[00]
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一组数据产生单元40，是设置于该箱体10的该组电磁隔离室16内，并与该主控单元30的可程式化控制器34电连接，于本实施例中，该组数据产生单元40包含一2.4G通讯数据产生器42及一5G通讯数据产生器44，且该2.4G通讯数据产生器42设置于该第一隔离室162中，该5G通讯数据产生器44设置于该第二隔离室1中。
[0066] 上述无线通讯吞吐量测试装置可进一步包含一旋转台50以盛载待测物60，该旋转台50是设置于该箱体10的无反射室12内，并与该可程式化控制器34电连接，由该可程式化控制器34控制该旋转台50旋转，使待测物60旋转至不同的测试角度进行测试。[0067] 进行操作时，由使用者通过键盘等输入工具操作该主控制器32，由主控制器32对该可程式化控制器34执行吞吐量测量，首先，该可程式化控制器34控制该2.4G通讯数据产生器42及该5G通讯数据产生器44依据各种通讯规格产生数据，并将该数据输入可程式化控制器34的通道模拟模组342进行讯号衰减，2.4G通讯数据产生器42及5G通讯数据产生器44依据的通讯规格及协定可由使用者操作主控制器32，并通过可程式化控制器34进行设定，衰减的各项参数也可由主控制器32对该可程式化控制器34进行设定，而衰减后的数据则输入至该低增益指向型天线组20，由该低增益指向型天线组20发射无线讯号予待测物60，并由该可程式化控制器34检测该待测物60所接收的无线讯号，最后由该主控制器32进行统计，进而测得该待测物60的无线讯号吞吐量。[0068] 上述操作过程中，使用者操作该可程式化控制器34便得以控制各单元运作，使整体操作程控化，提升操作便利性。[0069] 请参阅下表，为现有IEEE 802.11协定规格
[0070]
上表可见，无线通讯协定已主要由SISO演进至MIMO，单天线演进为多天线，而通讯频带又主要分成2.4G、5G及两者都相容等，因此，为符合不同协定的通讯产品，进行吞吐量测试时，必须更改收发天线的数量及2.4G、2.5G数据产生器的选用，请再进一步配合参阅图3，本实用新型创作为达到收发天线及数据产生器程控化的效果，是进一步于该可程式化控制器34中设置多个切换模组344、345，该通道模拟模组342(图中以四通道为例，但不
[0071]
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以此为限)通过该多个切换模组344、345分别连接至该2.4G通讯数据产生器42、该5G通讯数据产生器44及该低增益指向型天线组20(配合四通道，需采用四个低增益指向型天线21)，如此，即可由可程式化控制器34切换2.4G通讯数据产生器42及/或该5G通讯数据产生器44产生的数据输入通道模拟模组342，并切换经过通道模拟模组342衰减的讯号输入1至4组低增益指向型天线，以分别符合IEEE 802.11a/b/g/n/ac的测试精神。使用者可通过程式控制选择通讯数据规格及天线数量，操作便捷。
[0072] 上述可程式化控制器34可通过如RS-232等控制端口与该主控制器32连接，由主控制器32控制可程式化控制器34的切换模组344、345及设定通道模拟模组342的各项参数。
[0073] 以下进一步说明本实用新型创作无线通讯吞吐量测试装置的天线设计。[0074] 为缩小无反射室的空间尺寸并维持测量精准度，本实用新型创作无线通讯吞吐量测试装置进一步设计低增益指向型天线，取代传统高增益的号角天线，其优选的实施方式，可以窄波束低增益超宽频天线实现。请进一步配合参阅图4及图5，为提供窄波束低增益超宽频的特性，于本实施例中，该低增益指向型天线21包含一底座212、一对数周期天线214、一外罩216及一讯号线218，该对数周期天线214是设置于该底座212上，该外罩216是设置于该底座212，以将该对数周期天线214设置于外罩216内，该讯号线是连接该对数周期天线214，于本实施例中，该底座212为一金属片，该对数周期天线214包含一正讯号区2142及一负讯号区2144，该正、负讯号区2142、2144与该讯号线218电连接，调整该金属片的尺寸及材质，可达到调整整体低增益指向型天线21的波束宽的效果，调整该对数周期天线214，则可达到调整该低增益指向型天线21增益及频宽的效果，而依据本实用新型创作揭示的结构为基础，得以调整出匹配箱体尺寸的窄波束低增益超宽频天线。至于天线的配置，请进一步配合参阅图6，本实施例中是以4个低增益指向型天线阵列配设于该无反射室12的内壁面，并朝向旋转台50及待测物60。天线配设时，需考虑天线场型间互相干扰及无反射室12的尺寸，上述低增益指向型天线可使设置待测物60的区域形成至少20cm*20cm的静区(Quiet Zone)，并使上述箱体10的无反射室12长宽高尺寸小于2m*2m*2m，经实际实验后，本实施例可将箱体10的长宽高的尺寸缩小为127cm*108cm*108cm，并维持20cm*20cm的静区，使得整个箱体的长宽高尺寸可缩小至127cm*108cm*195cm，有效减小整机体积，并兼顾测量精准度。
[0075] 本实用新型无线通讯吞吐量测试装置的架构中，将测量参数的调整与设定都整合于该可程式化控制器中，减少主机数量，并让使用者可通过主控制器对整机进行调整及设定，操作方式程式化，提升操作便利性。而采用新设计的低增益指向型天线组，缩短了待测物与天线组之间的距离，使得无反射室的空间得以大幅降低，达到测量系统小型化的目的，同时也减少了功率消耗，节省电力。再者，本实用新型创作在硬件的空间配置上，将低增益指向型天线组、主控单元、数据产生单元三者隔离，并由箱体屏蔽外部环境的电磁波，可避免个仪器之间的电磁波干扰及避免外界电磁波干扰，提升馈入天线讯号的干净度。
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