- 研究確保汽車無線模塊品質(zhì)的新型RF測試方案
- 學(xué)習(xí)并利用RF測試系統(tǒng)
- 利用RF測試艙產(chǎn)品線R&S TS712x
摘要:
在各種車輛中，配備多種多樣射頻接口的模塊和設(shè)備的應(yīng)用日益增長。因為這些模塊必須滿足嚴(yán)格的可靠性要求，所以在調(diào)節(jié)和最終測試中必須能夠獲得可再現(xiàn)的測量結(jié)果。經(jīng)過高度有效的屏蔽和嚴(yán)格的設(shè)計，羅德與施瓦茨公司的新型RF測試艙設(shè)備能夠確保對配備射頻接口的汽車模塊的測試過程中免受干擾。它支持廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，包括ISM、GSM、CDMA、WLAN和藍(lán)牙。
目前，汽車消費者期望購買到制造精良、可靠、最重要是很安全的通信和信息娛樂系統(tǒng)。現(xiàn)在和未來的汽車制造商面臨的挑戰(zhàn)是創(chuàng)造可靠的測試方法以確保這些系統(tǒng)的質(zhì)量。隨著產(chǎn)品的生命周期越來越短而車載電子設(shè)備越來越復(fù)雜，設(shè)計者為了應(yīng)對產(chǎn)品快速上市面臨的挑戰(zhàn)，需要更為快捷和靈活的解決方案。羅德與施瓦茨公司的設(shè)備和系統(tǒng)提供了優(yōu)良的測量精度和測量速度，能夠滿足這些要求。
圖1：羅德與施瓦茨公司用于胎壓傳感器的RF測試系統(tǒng)。
汽車中的無線模塊
近年來，配備射頻接口的車載模塊數(shù)量呈現(xiàn)快速增長，常見的應(yīng)用包括：具有防盜保護(hù)的車門遙控?zé)o鑰門禁(RKE)系統(tǒng)、用于打開行李箱或控制輔助加熱系統(tǒng)的發(fā)射器。一般來說，這些模塊工作在不需要授權(quán)的ISM頻段。市場對GPS導(dǎo)航系統(tǒng)也存在巨大的需求。越來越多的GSM模塊也進(jìn)入了汽車前裝市場。一個目標(biāo)是改善移動無線電應(yīng)用的品質(zhì)；另一個目標(biāo)是改善無線音頻通信的品質(zhì)，其中藍(lán)牙接口被用于撥打電話及在乘客中接收音頻信號。
一些更新的應(yīng)用包括用于確保轎車和卡車安全的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，以及可靠地實現(xiàn)電視接收的DVB-T接收機(jī)。在某些情形下，具備射頻接口的診斷系統(tǒng)已經(jīng)被安裝在汽車維修中心和應(yīng)急支援中心。其它應(yīng)用還包括：用于監(jiān)測發(fā)動機(jī)艙溫度、壓力和速度參數(shù)的傳感器。
在不遠(yuǎn)的將來，我們有望看到基于WiMAX和其它標(biāo)準(zhǔn)的射頻接口被用于高數(shù)據(jù)率移動接收。有助于防止車輛之間碰撞的無線電通信系統(tǒng)也正在開發(fā)之中。在所有這些例子中，都需要射頻接口。根據(jù)特殊要求，這些接口要在不同的頻段工作，并需要經(jīng)過優(yōu)化以支持不同的數(shù)據(jù)率和安全標(biāo)準(zhǔn)。
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圖2：圖1的RF測試系統(tǒng)框圖。
這些技術(shù)高度依賴于射頻接口的可靠機(jī)能。在與安全相關(guān)的系統(tǒng)中，準(zhǔn)確無誤地工作可謂生死攸關(guān)。
在生產(chǎn)開始時，這些模塊一般都必須經(jīng)過檢查和調(diào)整以確保符合所適用的無線標(biāo)準(zhǔn)。安全方面要能應(yīng)對各種極端環(huán)境條件，必須在最終安裝之后對接口進(jìn)行全面的測試。在此，有必要測試溫度大幅度變化的影響和抗振性能。
為了獲得射頻接口測試的可再現(xiàn)結(jié)果，確保外部干擾不對測試造成影響就至關(guān)重要。此外，有必要確保鄰近的其它設(shè)備和測試系統(tǒng)不受到該測試的影響。滿足這些要求的唯一辦法是采用一個具備合適屏蔽的RF艙(如圖2)。艙內(nèi)還可以填充吸波材料以衰減高頻電磁波的反射，并確保穩(wěn)定、可再現(xiàn)的測量。吸波材料在音頻應(yīng)用中也有效，就是減少內(nèi)部反射和環(huán)境噪聲。
羅德與施瓦茨公司在RF技術(shù)領(lǐng)域有著深厚的積累，目前正在將公司經(jīng)過測試的手動RF測試夾具產(chǎn)品線擴(kuò)展到一種新型的RF測試艙產(chǎn)品系列。
RF測試艙產(chǎn)品線R&S TS712x
R&S TS712x系列的新型RF測試艙面向自動生產(chǎn)線的需求，特點包括：長的服務(wù)壽命、牢固的設(shè)計和RF艙的自動開合。在300MHz到6GHz范圍內(nèi)，它具有很高的屏蔽有效性，該測試艙適合于測試符合各種標(biāo)準(zhǔn)的帶射頻接口的模塊，這些標(biāo)準(zhǔn)包括：ISM、GSM、CDMA、UMTS、WLAN、藍(lán)牙和WiMAX.
該產(chǎn)品家族有兩個基本型號，差異在于寬度。為了滿足不同的需求，每一個型號都具有自動和手動版。窄的型號是R&S TS7121，其寬度僅僅為155mm，主要用于測試較小的設(shè)備，如RFID模塊、無線傳感器和接收機(jī)、RKE和較小的藍(lán)牙模塊。
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R&S TS7123型儀器具有適用于雙DIN槽車載電子設(shè)備測試的330mm寬手柄，因而是汽車測試的理想設(shè)備。該型號適用于汽車收音機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)和信息娛樂系統(tǒng)的測試。較寬的RF艙提供了更大的空間，以便整合產(chǎn)生特殊環(huán)境條件的子系統(tǒng)，用于TPMS的壓力傳感器測試的壓力艙就是一個很好的例子。通過組合兩個艙，就可以對射頻接口進(jìn)行測試，并可檢查胎壓傳感器在寬范圍的典型壓力條件下是否正常工作。
表1：各種無線標(biāo)準(zhǔn)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用。
壓力艙模擬RF測試艙內(nèi)部的胎壓。一個波形發(fā)生器以125kHz LF數(shù)據(jù)電報激勵胎壓傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)(ID號碼、壓力和溫度)。該RF數(shù)據(jù)電報由測試艙中的ISM天線拾取并在頻譜分析儀中解調(diào)。其系統(tǒng)軟件可評估該信息并給出GO/NoGo信息。
總結(jié)
汽車RF測試腔主要用于生產(chǎn)測試。手動版專門設(shè)計用于保養(yǎng)工作、品質(zhì)保障、研究和開發(fā)。由于自動和手動RF測試艙具有相同的設(shè)計，因而確保了開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)工作都具備相同的測量條件。如果與合適的天線結(jié)合起來，這些RF測試艙可用于快速實現(xiàn)各種應(yīng)用。它們?yōu)槟切┥a(chǎn)工藝的快速重組非常關(guān)鍵的情況提供了一種優(yōu)化方案。確保最終上市產(chǎn)品具備卓越品質(zhì)，就等于在未來競爭中享有了決定性優(yōu)勢。
