用于天线测试的云台、天线测试系统及方法与流程

1.本技术涉及天线测试技术领域，具体地涉及一种用于天线测试的云台、天线测试系统及方法。


背景技术：

2.天线测试是指对手机等电子设备的射频辐射性能的测试，这种射频辐射性能反映了手机的最终发射和接收性能。现有技术中，一次只能测试一台手机，在测试过程中，需要人工干预进行手机更换。尤其是在测试样机较多的情况下，影响项目进度。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供一种用于天线测试的云台、天线测试系统及方法，以利于解决现有技术中天线测试过程中一次只能测试一台手机，在测试过程中，需要人工干预进行手机更换，测试效率较低的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种用于天线测试的云台，包括：
5.工作台，包括样机存放区，所述样机存放区用于存放测试样机；
6.传动单元，设置在所述工作台上；
7.抓取单元，设置在所述传动单元上，所述传动单元用于驱动所述抓取单元在三维空间内运动，所述抓取单元用于在所述样机存放区抓取测试样机，或将测试样机放回所述样机存放区；
8.承载单元，用于驱动所述工作台在第一位置点和第二位置点之间往复运动。
9.在一种可能的实现方式中，所述传动单元包括：
10.第一维传动机构、第二维传动机构和第三维传动机构，所述第一维传动机构用于驱动所述抓取单元在第一维方向运动，所述第二维传动机构用于驱动所述抓取单元在第二维方向运动，所述第三维传动机构用于驱动所述抓取单元在第三维方向运动。
11.在一种可能的实现方式中，所述第一维传动机构设置在所述工作台上，所述第二维传动机构设置在所述第一维传动机构上，所述第三维传动机构设置在所述第二维传动机构上，所述抓取单元设置在所述第三维传动机构上。
12.在一种可能的实现方式中，所述第一维传动机构、所述第二维传动机构和/或所述第三维传动机构为以下传动机构中的任一种：
13.齿轮齿条传动机构、螺杆螺母传动机构、直线电机传动机构、气压缸传动机构和液压缸传动机构。
14.在一种可能的实现方式中，所述承载单元，具体用于：
15.驱动所述工作台在竖直方向的第一位置点和第二位置点之间往复运动。
16.在一种可能的实现方式中，所述承载单元，包括：
17.第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架和所述第二支撑架通过转轴连接，所述工作台设置在所述第一支撑架和所述第二支撑架的顶部，当所述第一支撑架和第二支撑
架相对转动时，带动所述工作台在竖直方向的第一位置点和第二位置点之间往复运动。
18.第二方面，本技术实施例提供了一种天线测试系统，包括第一方面任一项所述的云台、天线圈和测试平台，所述测试平台设置在所述天线圈的中心位置；
19.所述抓取单元，具体用于在所述样机存放区抓取测试样机，将所述测试样机放置在所述测试平台；和/或，在所述测试平台抓取测试样机，将所述测试样机放回所述样机存放区；
20.所述天线圈，用于向所述测试样机发送射频信号，和/或接收所述测试样机发射的射频信号；
21.所述承载单元，具体用于在测试前和/或完成测试后，将所述工作台移动至第二位置点；在所述抓取单元将所述测试样机放置在所述测试平台；和/或，将所述测试样机放回所述样机存放区后，将所述工作台移动至第一位置点；所述第一位置点远离所述测试平台，所述第二位置点靠近所述测试平台。
22.在一种可能的实现方式中，所述测试平台为转台，所述转台用于带动所述测试样机旋转，所述转台的转轴与所述天线圈所在的平面平行。
23.在一种可能的实现方式中，所述承载单元，具体用于：
24.在测试前和/或完成测试后，将所述工作台移动至竖直方向的第二位置点；
25.在所述抓取单元将所述测试样机放置在所述测试平台；和/或，将所述测试样机放回所述样机存放区后，将所述工作台移动至竖直方向的第一位置点。
26.第三方面，本技术实施例提供了一种天线测试方法，应用于第二方面任一项所述的天线测试系统，所述方法包括：
27.在测试前，所述承载单元将所述工作台由第一位置点移动至第二位置点；
28.所述抓取单元在所述样机存放区抓取测试样机，并将所述测试样机放置在所述测试平台；
29.所述承载单元将所述工作台由第二位置点移动至第一位置点；
30.在完成测试后，所述承载单元将所述工作台由第一位置点移动至第二位置点；
31.所述抓取单元在所述测试平台抓取测试样机，并将所述测试样机放置在所述样机存放区。
32.在一种可能的实现方式中，所述抓取单元在所述样机存放区抓取测试样机，并将所述测试样机放置在所述测试平台，包括：
33.所述传动单元将所述抓取单元移动至所述样机存放区；
34.所述抓取单元在所述样机存放区抓取测试样机；
35.所述传动单元将所述抓取单元移动至所述测试平台；
36.所述抓取单元将所述测试样机放置在所述测试平台。
37.在一种可能的实现方式中，所述抓取单元在所述测试平台抓取测试样机，并将所述测试样机放置在所述样机存放区，包括：
38.所述传动单元将所述抓取单元移动至所述测试平台；
39.所述抓取单元在所述测试平台抓取测试样机；
40.所述传动单元将所述抓取单元移动至所述样机存放区；
41.所述抓取单元将所述测试样机放置在所述样机存放区。
42.采用本技术实施例提供的技术方案可以自动完成多台设备的天线测试，无需人工干预，提高测试效率。
附图说明
43.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
44.图1为本技术实施例提供的一种天线测试系统的立体结构示意图；
45.图2为本技术实施例提供的一种天线测试系统的爆炸图；
46.图3为本技术实施例提供的一种传动单元的结构示意图；
47.图4为本技术实施例提供的一种抓取单元的立体结构示意图；
48.图5a为本技术实施例提供的一种抓取单元的打开状态示意图；
49.图5b为本技术实施例提供的一种抓取单元的闭合状态示意图；
50.图6为本技术实施例提供的一种第一位置点和第二位置点的场景示意图；
51.图7为本技术实施例提供的一种天线测试系统的系统框图；
52.图8为本技术实施例提供的一种天线测试方法流程示意图；
53.图中的符号表示为：110-工作台，111-样机存放区，120-传动单元，121-第一维传动机构，122-第二维传动机构，123-第三维传动机构，130-抓取单元，131-机械手臂，132-第一机械手连接件，133-第二机械手连接件，134-第一机械手爪，135-第二机械手爪，140-承载单元，141-第一支撑架，142-第二支撑架，143-顶板，144-底板，210-天线圈，220-测试平台，221-转台。
具体实施方式
54.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
55.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
56.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
57.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
58.本技术实施例涉及的测试设备可以为手机、智能腕表、平板电脑等具备无线天线的设备，本技术实施例对此不作具体限制。在下文中以手机为例进行说明。
59.当前在手机射频性能测试中越来越关注整机辐射性能的测试，这种辐射性能反映了手机的最终发射和接收性能。目前主要有两种方法对手机的辐射性能进行考察：一种是
从天线的辐射性能进行判定，是目前较为传统的天线测试方法，称为无源测试；另一种是在特定微波暗室内，测试手机的辐射功率和接收灵敏度，称为有源测试。
60.无源测试侧重从手机天线的增益、效率、方向图等天线的辐射参数方面考察手机的辐射性能。无源测试虽然考虑了整机环境(比如天线周围器件、开盖和闭盖)对天线性能的影响，但天线与整机配合之后最终的辐射发射功率和接收灵敏度如何，从无源测试数据无法直接得知，测试数据不是很直观。
61.有源测试则侧重从手机整机的发射功率和接收灵敏度方面考察手机的辐射性能。有源测试是在特定的微波暗室中测试整机在三维空间各个方向的发射功率和接收灵敏度，更能直接地反映手机整机的辐射性能。
62.ctia(cellular telecommunication and internet association，无线通信和互联网协会)制定了ota(over the air，空中下载)的相关标准。ota测试着重进行整机辐射性能方面的测试，并逐渐成为手机厂商重视和认可的测试项目。
63.目前只有通过fta(full type approval)认证测试的手机型号才能上市销售，在fta测试中，射频性能测试主要进行手机在电缆连接模式下的射频性能测试；至于手机整机的辐射发射和接收性能，在fta测试中没有明确的规定,而ota测试正好弥补fta测试在这方面测试的不足。同时，终端生产厂家必须对所生产手机的辐射性能有清楚的了解，并通过各种措施提高手机辐射的发射和接收指标。如果手机辐射性能不好，将产生手机信号不好、语音通话质量差、容易掉线等多方面的问题，这也是客户投诉比较多的问题。
64.在手机通话时，由于人脑靠近手机天线，将降低手机的发射和接收性能，手机整机辐射的发射和接收性能都会降低。在手机研发过程中应定量测量人脑对手机的发射和接收性能的影响，进行优化设计，使发射和接收性能降低不能太大，即减少人体和天线的电磁耦合效应。
65.为考察手机的辐射性能，除考察手机天线的无源性能之外，整机的有源性能也是一个重要的考察方面。当前整机有源性能越来越受到终端厂商的重视，因此在手机辐射性能的考察中应将两种辐射性能综合起来考虑。目前终端天线厂商在研发中一般都要求天线供应商提供无源和有源测试报告。
66.但是，现有技术天线测试过程中，一次只能测试一台手机，在测试过程中，需要人工干预进行手机更换。尤其是在测试样机较多的情况下，影响项目进度。
67.针对上述问题，本技术实施例提供了一种天线测试系统，通过该系统，可以自动完成多台设备的天线测试，无需人工干预，提高测试效率。下面结合附图进行详细说明。
68.图1为本技术实施例提供的一种天线测试系统的立体结构示意图，图2为本技术实施例提供的一种天线测试系统的爆炸图。如图1并结合图2所示，该天线测试系统包括云台、天线圈210和测试平台220。
69.具体地，云台包括承载单元140，该承载单元140包括第一支撑架141和第二支撑架142，该第一支撑架141和第二支撑架142通过转轴连接。第一支撑架141和第二支撑架142的顶部设有顶板143，底部设有地板。可理解，当第一支撑架141和第二支撑架142相对转动时，顶板143和底板144之间的距离发生变化。
70.顶板143上设有工作台110，可理解，当第一支撑架141和第二支撑架142相对转动时，工作台110的高度会发生变化。当然，在一些可能的实现方式中，承载单元140可能不包
括顶板143和地板，工作台110可以直接固定在第一支撑架141和第二支撑架142上，本技术实施例对此不作限制。
71.工作台110上设有样机存放区111、传动单元120和抓取单元130。其中，样机存放区111用于存放测试样机(例如，手机等)，可理解，样机存放区111可以同时存放多台测试样机，例如5台、8台等，具体数量根据样机存放区111的空间大小确定。传动单元120设置在工作台110上，抓取单元130设置在传动单元120上，传动单元120用于带动抓取单元130在三维空间内运动。例如，传动单元120可以带动抓取单元130移动到样机存放区111，以便在样机存放区111抓取测试样机，或将测试样机放置在样机存放区111。
72.图3为本技术实施例提供的一种传动单元的结构示意图。如图3所示，该传动单元120包括第一维传动机构121、第二维传动机构122和第三维传动机构123，所述第一维传动机构121用于驱动所述抓取单元130在第一维方向运动，所述第二维传动机构122用于驱动所述抓取单元130在第二维方向运动，所述第三维传动机构123用于驱动所述抓取单元130在第三维方向运动。可理解，第一维方向、第二维方向和第三维方向相互垂直。也就是说，通过该传动单元120，可以带动抓取单元130到达三维空间(行程范围内)中的任何一点。可理解，为了在样机存放区111以及测试平台220抓取和放置测试样机，该三维空间应该覆盖样机存放区111和测试平台220。
73.具体地，所述第一维传动机构121设置在所述工作台110上，所述第二维传动机构122设置在所述第一维传动机构121上，所述第三维传动机构123设置在所述第二维传动机构122上，所述抓取单元130设置在所述第三维传动机构123上。
74.当然，本领域技术人员可以根据实际需要采用其它设置方式。例如，将所述第二维传动机构122设置在所述工作台110上，所述第一维传动机构121设置在所述第二维传动机构122上，所述第三维传动机构123设置在所述第一维传动机构121上，所述抓取单元130设置在所述第三维传动机构123上；或者，所述第三维传动机构123设置在所述工作台110上，所述第二维传动机构122设置在所述第三维传动机构123上，所述第一维传动机构121设置在所述第二维传动机构122上，所述抓取单元130设置在所述第一维传动机构121上。本技术实施例对此不作具体限制。
75.在图3所示的实现方式中，第一维传动机构121、第二维传动机构122和第三维传动机构123均采用螺杆螺母传动机构。可理解，除了螺杆螺母传动机构外，还可以采用齿轮齿条传动机构、直线电机传动机构、气压缸传动机构和液压缸传动机构等实现直线运动。
76.另外，除了采用3个相互垂直的直线传动结构实现抓取单元130在设定的三维空间内运动外，本领域技术人员还可以采用两个相互垂直的直线传动机构，或其它传动机构实现抓取单元130在设定的线路中运动，本技术实施例对此不作具体限制。
77.图4为本技术实施例提供的一种抓取单元的立体结构示意图。如图4所示，该抓取单元130包括机械手臂131，在机械手臂131上设有第一机械手连接件132、第二机械手连接件133、第一机械手爪134和第二机械手爪135。其中，第一机械手连接件132的一端与机械手臂131枢轴连接，另一端与第一机械手爪134枢轴连接；第二机械手连接件133的一端与机械手臂131枢轴连接，另一端与第二机械手爪135枢轴连接。通过该连接方式，可以控制第一机械手爪134和第二机械手爪135打开或闭合。
78.其中，第一机械手爪134和第二机械手爪135打开状态如图5a所示；第一机械手爪
134和第二机械手爪135闭合状态如图5b所示。在实际应用过程中，当需要抓取测试样机时，可以在打开状态下将抓取单元130移动到相应位置(例如，样机存放区111或测试平台220)，使得测试样机位于打开的第一机械手爪134和第二机械手爪135之间，然后控制第一机械手爪134和第二机械手爪135闭合，使得第一机械手爪134和第二机械手爪135夹住待测样机，进而可以将待测样机移动到目标位置(例如，测试平台220或样机存放区111)；当将待测样机移动到目标位置后，控制第一机械手爪134和第二机械手爪135打开，使得第一机械手爪134和第二机械手爪135释放待测样机，将待测样机放置在目标位置。
79.可理解，图4仅为本技术一种示例性说明。本领域技术人员可以根据实际需要设置其它类型的机械手臂131抓取测试样机，例如3爪机械手或4爪机械手等，其均应当落入本技术的保护范围之内。
80.请继续参阅图1和图2，本技术实施例提供的天线测试系统还包括天线圈210和测试平台220。本领域技术人员可理解，该天线圈210为多个射频模块，该多个射频模块排布为圆形，为了便于描述，在本技术实施例中简称为天线圈210。具体地，该天线圈210与测试仪表相连，用于对待测样机进行相关测试。该测试仪表可以包括综测仪、频谱分析仪等。
81.在一种可能的实现方式中，测试平台220为转台221，该转台221用于带动所述测试样机旋转，所述转台221的转轴与所述天线圈210所在的平面平行。该设置的目的在于：通过转台221带动测试样机旋转，可以对以测试样机为中心的整个球形区域内的射频性能进行测试。具体实现中，在完成第一角度位置的天线测试后，可以控制转台221转动一定的角度(例如，15
°
，25
°
等)，到达第二角度位置，在第二角度位置进行天线测试；依次类推，直到覆盖360
°
的角度范围。
82.可理解，工作台110上存在一些的电子器件(例如，传感器、驱动电机等)。在天线测试的过程中，电子器件会对测试造成一定的干扰。基于此，本技术实施例提供的承载单元140用于在测试前和/或完成测试后，将所述工作台110移动至第二位置点，所述第二位置点靠近所述测试平台220，以便抓取单元130可以抓取测试样机；在抓取单元130完成测试样机的抓取后，，将所述工作台110移动至第一位置点，所述第一位置点远离所述测试平台220，以免对测试过程造成干扰。
83.参见图6，为本技术实施例提供的一种第一位置点和第二位置点的场景示意图。在该应用场景中，第一位置点和第二位置点为竖直方向上的两个位置点。换句话将，承载单元140驱动所述平台在竖直方向的第一位置点和第二位置点之间往复运动。当然，本领域技术人员可以根据需要，将第一位置点和第二位置点设置为水平方向上的两个位置，其中，第一位置点在水平方向上远离所述测试平台220，以免对测试过程造成干扰；第二位置点在水平方向上靠近所述测试平台220以便抓取单元130可以抓取测试样机。或者，还可以结合水平方向和竖直方向设置第一位置点和第二位置点，本技术实施例对此不作限制。
84.参见图7，为本技术实施例提供的一种天线测试系统的系统框图。如图7所示，该天线测试系统包括控制电脑，该控制电脑分别与传动单元120、抓取单元130、承载单元140、转台221、天线开关、输入输出开关、综测仪和频谱分析仪电连接。
85.其中，控制电脑可以向传动单元120发送相应的控制指令，使得传动单元120驱动抓取单元130移动至相应的位置；控制电脑可以向抓取单元130发送相应的控制指令，使得抓取单元130执行抓取或释放操作；控制电脑可以向承载单元140发送相应的控制指令，使
得承载单元140带动工作台110移动至第一位置点或第二位置点；控制电脑可以向转台221发送相应的控制指令，使得转台221带动测试样机转动一定的角度；控制电脑可以向天线开关(用于控制天线圈210的天线开关)发送相应的控制指令，使得天线圈210中相应的射频模块打开或关闭；控制电脑可以向输入输出开关发送相应的控制指令，使得测试样机与天线圈210之间进行信息传输或断开信息传输；控制电脑可以将采集的信息发送至综测仪和频谱分析仪以完成相应的测试分析工作。
86.基于上述天线测试系统，本技术实施例还提供了一种天线测试方法。
87.参见图8，为本技术实施例提供的一种天线测试方法流程示意图。该方法可应用于上述天线测试系统，如图8所示，去主要包括以下步骤。
88.步骤s801：在测试前，所述承载单元将所述工作台由第一位置点移动至第二位置点。
89.例如，在图6所示的应用场景中，承载单元将工作台由底部移动至顶部，即移动至与测试平台相对应的高度。
90.步骤s802：所述抓取单元在所述样机存放区抓取测试样机，并将所述测试样机放置在所述测试平台。
91.具体地，所述传动单元将所述抓取单元移动至所述样机存放区；所述抓取单元在所述样机存放区抓取测试样机；所述传动单元将所述抓取单元移动至所述测试平台；所述抓取单元将所述测试样机放置在所述测试平台。
92.步骤s803：所述承载单元将所述工作台由第二位置点移动至第一位置点。
93.例如，在图6所示的应用场景中，承载单元将工作台由顶部移动至底部，避免测试过程中工作台中的电子器件对测试造成干扰。
94.步骤s804：在完成测试后，所述承载单元将所述工作台由第一位置点移动至第二位置点。
95.在完成测试后，重新将工作台由第一位置点移动至第二位置点，以便更换测试样机，进行下一台测试样机的测试。
96.步骤s805：所述抓取单元在所述测试平台抓取测试样机，并将所述测试样机放置在所述样机存放区。
97.具体地，所述传动单元将所述抓取单元移动至所述测试平台；所述抓取单元在所述测试平台抓取测试样机；所述传动单元将所述抓取单元移动至所述样机存放区；所述抓取单元将所述测试样机放置在所述样机存放区。
98.此时，若样机存放区还存在未完成测试的测试样机，则返回步骤s802，继续下一台测试样机的测试；否则，结束整个测试流程。
99.本技术实施例的具体内容可以参见上述实施例的描述，为了表述简洁，在此不再赘述。
100.采用本技术实施例提供的技术方案可以自动完成多台设备的天线测试，无需人工干预，提高测试效率。
101.本技术实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示
前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
102.本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
103.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
104.在本发明所提供的几个实施例中，任一功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，简称rom)、随机存取存储器(random access memory，简称ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
105.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。