一种WIFI模组无线测试装置及方法与流程

一种wifi模组无线测试装置及方法
技术领域
1.本发明涉及产品测试技术领域，具体涉及一种wifi模组无线测试装置及方法。


背景技术：

2.随着通讯技术的发展，无线设备的市场需求日益增加，从而无线产品的产测需求同步增加。现有的大多数无线设备会使用sma和ipex接口做产测，通过传导馈线的方式将射频信号接入仪器进行测试，但是若wifi模组带pcb天线，在生产过程中早已完成射频电路与pcb天线的组装，且这种组装无法以可恢复的方式进行解除组装的操作。现有的典型测试方式有三种，第一种是将射频电路和pcb天线通过拆器件断开，通过同轴线将射频信号接入仪器进行测试，测试完成后将器件装回，其优点是测试结果准确，缺点是拆装器件费时费力，增加工序；第二种是在射频电路和pcb天线中间增加切换开关，性能测试时通过切换开关将射频电路和pcb天线断开，完成测试后将切换开关合上，其优点是无需增加工序即可实现产测，缺点是需要增加器件，存在成本方面的提高，此外切换开关器件本身损耗会对射频信号产生影响；第三种是在射频电路和pcb天线中间增加过孔，放置测试点，再接测试针将射频信号引入测试设备，此方法带来的问题也是显而易见的，一个过孔带来的损耗可能会达到3dbm，这种损耗的实际原因是阻抗的失配，需要增加外部器件才能弥补回来，而这会增加额外的成本。另外，以上三种方式都未对pcb天线本身进行测试。


技术实现要素：

3.本发明主要是为了解决现有的无线设备测试方式未对pcb天线本身进行测试且不能同时兼顾精度、成本和效率的问题，提供了一种wifi模组无线测试方法，先用矢量网络分析仪测试pcb天线获得pcb天线插入损耗s21，再将综测仪通过有源的方式测得的射频信号传导功率与通过天线耦合的方式测得的功率做比较获得天线插损p3，然后将插入损耗s21和p3的平均值作为待测wifi模组的功率衰减量，将功率衰减量校准进测试程序中补偿损耗，实现射频信号和pcb天线的联合测试，工序简单，且无需增加外部器件，避免增加成本，降低损耗，提高测试精度。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种wifi模组无线测试装置，包括供电和通讯单元、wifi模组物理连接测试治具、宽带耦合天线和测试设备，所述供电和通讯单元与所述wifi模组物理连接测试治具连接；所述wifi模组物理连接测试治具用于装卸待测wifi模组；所述wifi模组物理连接测试治具与所述宽带耦合天线耦合；所述宽带耦合天线与所述测试设备连接。本发明提供了一种wifi模组无线测试装置，包括供电和通讯单元、与供电和通讯单元连接的wifi模组物理连接测试治具、与wifi模组物理连接测试治具耦合的宽带耦合天线，以及与宽带耦合天线连接的测试设备，供电和通讯单元用于给待测wifi模组提供稳定可靠的电源并与待测wifi模组信息交互，pc端安装测试上位机，将测试数据进行数据转换后通过供电和通讯单元下发到待测wifi模组，支持但不限于usb、sdio和uart等接口；wifi模组物理连接测试治具用来
固定被测wifi模组，并通过顶针的方式将供电和通讯单元连接到待测wifi模组，实现迅速、方便和安全地装卸被测wifi模组，wifi模组物理连接测试治具需按照wifi模组gerber文件定制，并预留出装卸尺寸，同时需要避免装配误差导致的接触不良问题，保证wifi模组能得到稳定和可靠的电源和通讯；宽带耦合天线包括信号接头和天线本体，信号接头具有供天线本体结合定位的衔接部及对接部sma；待测wifi模组包括射频电路和pcb天线。使用本装置测试wifi模组功率衰减量时还用到矢量网络分析仪，矢量网络分析仪通过无源的方式测试pcb天线获得pcb天线插入损耗s21；测试设备为综测仪，综测仪通过有源的方式及天线耦合的方式分别测得射频信号传导的功率，将两种方式测得的功率做比较获得天线插损p3，取s21和p3的平均值作为待测wifi模组的功率衰减量，将功率衰减量校准进测试程序中补偿损耗。使用本装置，后续生产测试中不需要使用拆器件断开射频电路和pcb天线，避免增加工序，省时省力；无需增加外部器件，降低成本，且减少损耗，提高测试精度；除了测试射频电路，还对pcb天线本身进行测试，测试结果更符合实际使用，有效降低不良品输出；使用宽带耦合天线，涵盖至wifi7产品测试需求，适用范围广。
5.作为优选，所述测试设备包括综测仪。综测仪通过有源的方式测得射频信号传导的功率并与通过天线耦合的方式得到的功率做比较获得天线插损p3。
6.作为优选，所述待测wifi模组包括射频电路和pcb天线。本发明不仅对射频信号进行测试，还对pcb天线本身进行测试，测试结果更符合实际使用，有效降低不良品输出。
7.一种wifi模组无线测试方法，采用上述的一种wifi模组无线测试装置和矢量网络分析仪，包括以下步骤：步骤s1：将供电和通讯单元、wifi模组物理连接测试治具、宽带耦合天线、测试设备和矢量网络分析仪置于信号屏蔽环境中；步骤s2：使用矢量网络分析仪通过无源的方式测试pcb天线获得pcb天线插入损耗s21；步骤s3：使用综测仪通过有源的方式及天线耦合的方式分别测得射频信号传导的功率，将两种方式测得的功率做比较，获得天线插损p3；步骤s4：将s21和p3的平均值作为待测wifi模组的功率衰减量；步骤s5：将待测wifi模组的功率衰减量校准进测试程序中补偿损耗；步骤s6：供电和通讯单元、上位机正常通讯，待测wifi模组置于wifi模组物理连接测试治具上，宽带耦合天线连接测试设备开始测试。
8.本发明还提供了一种wifi模组无线测试方法，先使用矢量网络分析仪通过无源的方式测试pcb天线获得pcb天线插入损耗s21，再用综测仪通过有源的方式测得射频信号传导的功率并与通过天线耦合的方式得到的功率做比较，获得天线插损p3，将前后测得的插入损耗s21和p3的平均值作为待测wifi模组的功率衰减量，最后将待测wifi模组的功率衰减量校准进测试程序中补偿损耗，实现射频信号和pcb天线的联合测试，后续生产测试不需要使用拆器件断开射频电路和pcb天线，避免增加工序，省时省力；无需增加外部器件，降低成本，且减少损耗，提高测试精度；除了测试射频电路，还对pcb天线本身进行测试，测试结果更符合实际使用，有效降低不良品输出；使用宽带耦合天线，涵盖至wifi7产品测试需求，适用范围广。
9.作为优选，步骤s2的具体过程，包括以下步骤：
步骤a1：校准矢量网络分析仪；步骤a2：将待测wifi模组的射频电路与pcb天线分开；步骤a3：在靠近pcb 天线的焊盘上焊接第一测试同轴线连接到矢量网络分析仪的port1；步骤a4：宽带耦合天线通过sma连接第二测试同轴线至矢量网络分析仪的port2；步骤a5：获得port1到port2的正向传输系数，所述正向传输系数为pcb天线插入损耗s21。
10.通过无源的方式获得pcb天线插入损耗s21，使用的设备是双端口矢量网络分析仪，使用前需要对仪器做校准，特别是需要将测试同轴线的损耗也校准进去，避免影响实际测试结果。校准后，将待测wifi模组上的pcb天线与射频电路分开，在靠近pcb天线的焊盘上焊接第一测试同轴线连接到双端口矢量网络分析仪的port1，宽带耦合天线通过sma连接第二测试同轴线至双端口矢量网络分析仪的port2，得到port1到port2的正向传输系数，该正向传输系数即表示pcb天线插入损耗s21。
11.作为优选，步骤s3的具体过程，包括以下步骤：步骤b1：将待测wifi模组设置成连续发射调制波；步骤b2：断开pcb天线，用传导测试的方式从射频电路输出端引第三测试同轴线至综测仪的port；步骤b3：记录综测仪端的测得功率p1；步骤b4：连接pcb天线和射频电路，将宽带耦合天线连接综测仪；步骤b5：再记录综测仪端的测得功率p2；步骤b6：将p1减p2获得插入损耗p3。
12.通过有源的方式获得天线插损p3，使用的仪器是综测仪，将待测wifi模组设置成连续发射调制波，该调制波满足ieee 802.11b/g/n协议，断开pcb天线，从射频电路输出端引第三测试同轴线至综测仪的port，记录下仪器端的测得功率p1，此值是待测wifi模组传导测试的发射功率值，然后连接wifi模组pcb天线和射频电路，将宽带耦合天线连接综测仪，使用耦合的方式同样得到发射功率p2，p1减p2获得插入损耗p3。
13.因此，本发明的优点是：（1）对pcb天线插损校准完以后，在批量生产测试中不需要使用拆器件断开射频电路和pcb天线，避免增加工序，省时省力；（2）无需增加外部器件，降低成本，且减少损耗，提高测试精度；（3）实现射频信号和pcb天线的联合测试，测试结果更符合实际使用，有效降低不良品输出；（4）使用宽带耦合天线，涵盖至wifi7产品测试需求，适用范围广。
附图说明
14.图1是本发明实施例一中一种wifi模组无线测试装置的结构示意图。
15.图2是本发明实施例二中一种wifi模组无线测试方法的流程图。
16.图3是本发明实施例二中双端口矢量网络分析仪耦合方式测插损的接线图。
17.图4是本发明实施例二中综测仪有源方式测wifi模组发射功率的接线图。
18.图5是本发明实施例二中综测仪天线耦合方式测wifi模组发射功率的接线图。
[0019] 1、供电和通讯单元 2、wifi模组物理连接测试治具 3、宽带耦合天线 4、综测仪 5、待测wifi模组 6、第一测试同轴线 7、第二测试同轴线 8、双端口矢量网络分析仪 9、第三测试同轴线。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
[0021]
实施例一：一种wifi模组无线测试装置，如图1所示，包括供电和通讯单元1、wifi模组物理连接测试治具2、宽带耦合天线3和综测仪4，供电和通讯单元1与wifi模组物理连接测试治具2连接；wifi模组物理连接测试治具2用于装卸待测wifi模组5；wifi模组物理连接测试治具2与宽带耦合天线3耦合；宽带耦合天线3与综测仪4连接。本实施例提供了一种wifi模组无线测试装置，包括供电和通讯单元1、与供电和通讯单元1连接的wifi模组物理连接测试治具2、与wifi模组物理连接测试治具2耦合的宽带耦合天线3，以及与宽带耦合天线3连接的综测仪4，供电和通讯单元1用于给待测wifi模组5提供稳定可靠的电源并与待测wifi模组5信息交互，pc端安装测试上位机，将测试数据进行数据转换后通过供电和通讯单元1下发到待测wifi模组5，支持但不限于usb、sdio和uart等接口；wifi模组物理连接测试治具2用来固定待测wifi模组5，并通过顶针的方式将供电和通讯单元1连接到待测wifi模组5，实现迅速、方便和安全地装卸待测wifi模组5，wifi模组物理连接测试治具2需按照wifi模组gerber文件定制，并预留出装卸尺寸，同时需要避免装配误差导致的接触不良问题，保证wifi模组能得到稳定和可靠的电源和通讯；宽带耦合天线3包括信号接头和天线本体，信号接头具有供天线本体结合定位的衔接部及对接部sma；待测wifi模组5包括射频电路和pcb天线。测试待测wifi模组5的功率衰减量还用到双端口矢量网络分析仪8，双端口矢量网络分析仪8用于测试pcb天线获得pcb天线插入损耗s21；综测仪4通过有源的方式测得射频信号传导的功率并与通过天线耦合的方式得到的功率做比较，获得天线插损p3，然后取s21和p3的平均值作为待测wifi模组5的功率衰减量，将功率衰减量校准进测试程序中补偿损耗。
[0022]
实施例二：一种wifi模组无线测试方法，采用上述的一种wifi模组无线测试装置和双端口矢量网络分析仪8，如图2所示，包括以下步骤：步骤s1：将供电和通讯单元1、wifi模组物理连接测试治具2、宽带耦合天线3、综测仪4和双端口矢量网络分析仪8置于信号屏蔽环境中，用于wifi模组无线测试准备；步骤s2：使用双端口矢量网络分析仪8通过无源的方式测试pcb天线获得pcb天线插入损耗s21；步骤s3：使用综测仪4通过有源的方式测得射频信号传导的功率并与通过天线耦合的方式得到的功率做比较，获得天线插损p3；步骤s4：将s21和p3的平均值作为待测wifi模组5的功率衰减量；步骤s5：将待测wifi模组5的功率衰减量校准进测试程序中补偿损耗；步骤s6：供电和通讯单元1、上位机正常通讯，待测wifi模组5置于wifi模组物理连接测试治具2上，宽带耦合天线3连接综测仪4开始测试。
[0023]
本实施例提供了一种wifi模组无线测试方法，先使用双端口矢量网络分析仪8通过无源的方式测试pcb天线获得pcb天线插入损耗s21，再用综测仪4通过有源的方式测得射频信号传导的功率并与通过天线耦合的方式得到的功率做比较获得天线插损p3，然后将s21和p3的平均值作为待测wifi模组5的功率衰减量，最后将待测wifi模组5的功率衰减量校准进测试程序中补偿损耗，实现射频信号和pcb天线的联合测试。
[0024]
步骤s2的具体过程，包括以下步骤：步骤a1：校准双端口矢量网络分析仪8；步骤a2：将待测wifi模组5的射频电路与pcb天线分开；步骤a3：在靠近pcb 天线的焊盘上焊接第一测试同轴线6连接到双端口矢量网络分析仪8的port1；步骤a4：宽带耦合天线3通过sma连接第二测试同轴线7至双端口矢量网络分析仪8的port2；步骤a5：获得port1到port2的正向传输系数，正向传输系数为pcb天线插入损耗s21。
[0025]
通过无源的方式测试pcb天线插入损耗s21，使用的设备是双端口矢量网络分析仪8，使用前需要对仪器做校准，特别是需要将测试同轴线的损耗也校准进去，避免影响实际测试结果。校准后，将待测wifi模组5上的pcb天线与射频电路分开，如图3所示，在靠近pcb天线的焊盘上焊接第一测试同轴线6连接到双端口矢量网络分析仪8的port1，宽带耦合天线3通过sma连接第二测试同轴线7至双端口矢量网络分析仪8的port2，得到port1到port2的正向传输系数，该正向传输系数即表示pcb天线插入损耗s21。
[0026]
步骤s3的具体过程，包括以下步骤：步骤b1：将待测wifi模组5设置成连续发射调制波；步骤b2：断开pcb天线，从射频电路输出端引第三测试同轴线9至综测仪4的port；步骤b3：记录综测仪4端的测得功率p1；步骤b4：连接pcb天线和射频电路，将宽带耦合天线3连接综测仪4；步骤b5：再记录综测仪4端的测得功率p2；步骤b6：将p1减p2获得射频信号插入损耗p3。
[0027]
通过有源的方式测试天线插损p3，使用的仪器是综测仪4，将待测wifi模组5设置成连续发射调制波，该调制波满足ieee 802.11b/g/n协议，断开pcb天线，如图4所示，从射频电路输出端引第三测试同轴线9至综测仪4的port，记录下仪器端的测得功率p1，此值是待测wifi模组5传导测试的发射功率值，如图5所示，然后连接pcb天线和射频电路，将宽带耦合天线3连接综测仪4，使用耦合的方式同样得到发射功率p2，p1减p2获得插入损耗p3，将p3与s21做对比，发现p3与s21数值接近，偏差小于1db。
[0028]
实施例三：在射频电路和pcb天线中间增加同轴连接器开关，配备专用的测试同轴线连接测试设备进行射频信号测试。
[0029]
以上内容，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。