CN104767573B - 一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天线测试技术领域,公开一种室外天线增益测试多径干涉识的别处理方法及装置。该方法采用的多径干涉识别的处理装置,具有产生CW信号的信号产生装置通过第一适配器与天线升降平台升降架上的发射天线相连,发射天线通过无线电波与相对的、同高的天线升降平台升降架上固定的接收天线相连,接收天线通过第二适配器、信号接收装置、多径干涉分离识别装置与增益处理装置相连。本发明解决了对接收天线端多径信号的识别、分离、干涉损耗计算,实现了对不同的天线测量方法进行被测天线增益精度校正,也解决了传播路径分离、干涉识别难题,消除了多径干涉的影响,降低了对天线测试场地的严格要求,在科研试验和生产实践中具有重要的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及天线测试技术领域,尤其涉及一种室外天线增益测试多径干涉识的别处理方法及装置。
背景技术
目前,在各类传统室外天线测试场中,由于场地、地形、地物、天线架高、信号不同波长等因素的影响,在天线接收端产生多径干涉是不可避免的现象,多径干涉的存在导致了被测天线工作频段内各分段频点天线增益测量值的起伏变化,所测结果的可信度大大降低。目前的室外天线增益测量装置还没有消除此类影响的方法。
目前,在各类室外天线测试场中,由于场地、地形、地物、天线架高、信号波长等不同因素的影响,在天线接收端产生多径干涉是不可避免的现象,利用传统的天线增益测试处理方法为相同天线法及比较法步骤如下:
1.两相同天线法增益处理公式:
G=(Pr-Pt+L1+Lf+L2)/2 (1)
式中,G为被测天线增益(dB);Pr为信号接收功率(dBm);Pt为信号发射功率(dBm);Lf为传播距离损耗(dB);L1为发端馈线损耗(dB);L2为收端馈线损耗(dB)。
2.比较法增益增益处理公式:
G=Gs+(Pr-Ps) (2)
式中,G为被测天线增益(dB);Gs为标准天线增益(dB);Pr为被测天线的信号接收功率(dBm);Ps为标准天线的信号接收功率(dBm)。
上述测试结果中就会出现由多径干涉引起与真值有较大差异的奇异点,导致天线测试精度大大下降,可信度降低。
发明内容
为克服现有室外天线测试技术的不足,本发明提供一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法及装置,能够对天线接收端的多径信号进行分离、产生干涉信号判别及其引起相应损耗计算,从而对被测天线产生干涉的频点增益进行精度校正。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理装置,包括:信号产生装置、信号接收装置、多径干涉分离识别装置、增益处理装置、相对的位于各自天线升降平台的发射天线1、接收 天线2,及用来对发射天线1、接收天线2的方位、俯仰角对准的极化对准装置6;具有产生CW信号的信号产生装置9通过第一适配器10与发射天线相1连,发射天线通过无线电波与相对的、同高的接收天线2相连,接收天线2通过第二适配器10与信号接收装置11相连,信号接收装置11输出端通过多径干涉分离识别装置12与增益处理装置13相连。
一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理装置,所述天线升降平台为非导电材质的升降平台,由基座5、升降架3、手柄4组成,支撑天线连接处的材质为非导电材质;且升降的高度依据被测天线的不同工作频段确定,升降高度范围8m~20m。
一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理装置,所述信号产生装置9为产生1.5MHz~3000MHz的无线电信号的装置;
一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理装置,所述信号接收装置由信号接收单元、信号采集单元与增益粗判单元相连组成;信号接收单元用来接收1.5MHz~3000MH内的发送信号,信号采集单元用来对接收信号的幅度、相位信息采集,增益粗判单元用来对被测天线增益进行初步处理。
一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理装置,所述多径干涉分离识别装置12由多径分离单元与干涉识别单元相连组成。多径分离单元用来对采集信号进行路径分离并统计多径数量,干涉识别单元用来对分离出的的路径进行干涉判别。
一种室外天线增益测试多径干涉识别处理装置,所述增益处理装置13由增益补偿单元与精度处理单元相连组成,增益补偿单元用来对产生干涉的频点进行损耗计算并进行增益补偿,精度处理单元用来进一步修正测试结果,即用多径因素外的其它因素影响进行精度校正。
一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法,其步骤如下:
1)、设置测试的适用条件
(1)选择被测天线工作频段1.5MHz~3000MHz;频点的频率集依序自行选择;
(2)天线测试场地选择为一般平整场地,场地大小为:长×宽=(50~300)米×(30~100)米,收、发天线之间无遮挡,收、发天线四周允许有地物;
(3)连接测试装备,升降天线调整范围8m~20m;
2)、测试步骤
(1)将接收天线2、发射天线1分别置于各自的天线升降平台上;
(2)依据被测天线的工作频点,调整接收天线2、发射天线1的升降高度,并利用极化对准装置进行接收天线2、发射天线1的极化对准操作;
(3)信号产生装置,设置工作参数,包含频率、功率、信号样式;
(4)信号接收装置,依据信号产生装置的工作参数进行设置,包括:扫描带宽Span、视频带宽VBW、参考电平的设置,待信号稳定后,再通过信号采集单元、增益粗判单元进行数据采集及增益粗判;信号接收装置的信号采集单元对接收的信号进行幅度、相位信息的采集,增益粗判单元用来对被测天线增益进行初步处理;
(5)接收信号采集单元信号的多径干涉分离识别装置,对采集的信息进行路径分离及干涉识别;路径分离用来对采集的被测天线各频点信号进行路径分离并统计路径数目,干涉识别用来判别被测天线工作频段内哪些频点是否发生干涉进行判别;
(6)增益处理装置,依据增益粗判单元的初步处理结果,进行增益补偿及精度校正;
增益补偿用来对发生干涉的频点进行损耗计算,并在增益粗判单元处理结果的基础上进行增益补偿,精度校正用来进一步修正测试结果;
(7)依次更换频率的频点,重复上述测试过程,直到所有频点测试完毕;其中每个频率点测试3次;
(8)接收天线、发射天线互换,重复上述测试过程;
3)、装置处理结果,包括:
(1)信号接收装置中增益粗判单元的处理结果,即信号接收、信号采集内容及天线增益初步处理结果;
(2)多径干涉分离识别装置中多径分离处理结果,即多径分离及干涉识别处理结果;
(3)增益处理装置的处理结果,即增益补偿及精度校正处理的结果。
一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法,所述改变频率的频点,频点为:1是30.625,2是33.125,3是35.625,4是36.625,5是40.125,6是43.625,7是45.125,8是47.375,9是55.125,10是60.725,11是62.375,12是64.125,1365.125,14是70.725,15是74.5,16是76.725,17是80,18是81.5,19是82.5,20是87.125(MHz);其中每个频率点测量3次。
9、根据权利要求7所述的一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法,其特征是:所述信号接收装置工作时,所述信号接收装置的工作参数:扫描带宽Span设为1MHz,视频带宽VBW设为300Hz,参考电平设为-20dBm。
一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法,所述信号产生装置设置工作参数,在频率30MHz~87.975MHz内设置工作参数:频率为30.625MHz至87.125MHz;、调制样式为CW、发射功率为5W。
由于采用如上所述的技术方案,本发明具有如下实施的优越性:
一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法及装置,主要解决了两个技术问题,一是对接收天线端多径信号分离、干涉判别;二是针对不同的天线测试方法进行被测天线增益精度校正。其措施是尽量提高天线测试场地的标准、调整收发天线高度,以减少多径干涉的影响。解决了对接收天线端多径信号的识别、分离、干涉损耗计算,实现了对不同的天线测量方法进行被测天线增益精度校正。
本发明在实际室外天线增益测量任务中的应用表明,不仅可以消除多径干涉的影响,而且也可降低传统方法对室外天线测试场地的严苛要求,从而节省高昂成本,不仅以较小代价完成所需的较高精度测试的目的,实现简便,便于推广。具有经济、省时、易操作的特点,而且也解决了无线传播路径分离、干涉识别、误差量修正计算难题,在相关科研试验和生产实践中具有重要的实用价值和经济价值。
附图说明
图1是室外天线增益测试多径干涉识别处理装置的组成框图;
图2是室外天线增益测试多径干涉识别处理装置的应用框图;
图3是增益粗判单元处理结果信号图;
图4是多径分离单元处理结果信号图;
图5是增益处理装置处理结果信号图;
图6是精度比较分析结果信号图。
具体实施方式
结合附图和给出的实施例,对发明加以说明:
如图1至图6所示,一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理装置,包括:信号产生装置、信号接收装置、多径干涉分离识别装置、增益处理装置、相对的位于各自天线升降平台的发射天线1、接收天线2,及用来对发射天线1、接收天线2的方位、俯仰角对准的极化对准装置6;具有产生CW信号的信号产生装置9通过第一适配器10与发射天线相1连,发射天线通过无线电波与相对的、同高的接收天线2相连,接收天线2通过第二适配器10与信号接收装置11相连,信号接收装置11输出端通过多径干涉分离识别装置12与增益处理装置13相连。
所述天线升降平台为非导电材质的升降平台,由基座5、升降架3、手柄4连接组成,用来支撑天线的材质为非导电材质,支撑天线连接处与天线有较好的隔离度,且对天线有较小的反射,且升降的高度依据被测天线的不同工作频段确定,升降高度范围8m~20m。
所述极化对准装置用来收发天线的方位、俯仰角对准;所述信号产生装置9为产生1.5MHz~3000MHz的无线电信号的装置。
所述信号接收装置包括三个单元,由信号接收单元、信号采集单元与增益粗判单元相连组成;信号接收单元用来接收1.5MHz~3000MH内的发送信号,信号采集单元用来对接收信号的幅度、相位信息采集,增益粗判单元用来对被测天线增益进行初步处理,即传统方法处理。
所述多径干涉分离识别装置12包括二个单元,由多径分离单元与干涉识别单元相连组成。多径分离单元用来对采集信号进行路径分离并统计多径数量,干涉识别单元用来对分离出的的路径进行干涉判别。
所述增益处理装置13包括二个单元,由增益补偿单元与精度处理单元相连组成,增益补偿单元用来对产生干涉的频点进行损耗计算并进行增益补偿,精度处理单元用来进一步修正测试结果,即用多径因素外的其它因素影响进行精度校正。
一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法,其步骤如下:
1)、设置测试的适用条件
(1)选择被测天线工作频段,各类被测天线工作频段不超过1.5MHz~3000MHz频率范围;频点的频率集依序自行选择;如:选择工作频段为30MHz~87.975MHz的3m鞭状发射天线、接收天线,频率集可由需要自行选择,本示例选择覆盖全频段高、中、低区域19个频点的频率集{30.625、33.125、35.625、36.625、40.125、43.625、45.125、47.375、55.125、60.725、62.375、64.125、65.125、70.725、74.5、76.725、81.5、82.5、87.125}MHz;
(2)天线测试场地选择为一般平整场地,场地大小为:长×宽=(50~300)米×(30~100)米,收、发天线之间无遮挡,收、发天线四周允许有地物,如建筑、树木等;如:天线测试场地为长×宽=100米×50米的一般平整场地,四周有建筑、树木等,收发天线之间无遮挡。
(3)连接测试装备,被测天线连接关系见图2所示。升降天线可调整范围8m~20m;
2)、测试步骤
(1)天线高架,将接收天线2、发射天线1分别置于各自的天线升降平台上;
(2)依据被测天线不同的工作频点段,调整接收天线2、发射天线1,升降高度,依据频点集对收发可升降平台进行高度调整;信号频率选择见表1;并利用极化对准装置6进行接收天线2、发射天线1的极化对准操作;
(3)信号产生装置,设置工作参数,包含频率、功率、信号样式等;
如:信号产生装置在频率30MHz~87.975MHz内设置工作参数:频率为30.625MHz至87.125MHz;、调制样式为CW、发射功率Pt为5W;
(4)信号接收装置,依据信号产生装置的工作参数进行设置,包括:扫描带宽Span、视频带宽VBW、参考电平的设置,如:信号装置的扫描带宽Span设为1MHz,视频带宽VBW设为300Hz,参考电平设为-20dBm,待信号稳定后,再通过信号采集单元、增益粗判单元进行数据采集及增益粗判;信号接收装置的信号采集单元对接收的信号进行幅度、相位信息的采集,增益粗判单元用来对被测天线增益进行初步处理;对被测天线增益进行初步处理为背景技术中传统的天线增益测试处理方法。
(5)接收信号采集单元信号的多径干涉分离识别装置,对采集的信息进行路径分离及干涉识别;路径分离用来对采集的被测天线各频点信号进行路径分离并统计路径数目,干涉识别用来判别被测天线工作频段内哪些频点是否发生干涉进行判别;
(6)增益处理装置,依据增益粗判单元的初步处理结果,进行增益补偿及精度校正;增益补偿用来对发生干涉的频点进行损耗计算,并在增益粗判单元处理结果的基础上进行增益补偿,精度校正用来进一步修正测试结果;
(7)依次更换频率的频点,重复上述测试过程,直到所有频点测试完毕;其中每个频率点测试3次;如表1测试信号频率表;
表1 测试信号频率表
序号 | 频率(MHz) | 序号 | 频率(MHz) | 序号 | 频率(MHz) |
1 | 30.625 | 8 | 47.375 | 15 | 74.5 |
2 | 33.125 | 9 | 55.125 | 16 | 76.725 |
3 | 35.625 | 10 | 60.725 | 17 | 80 |
4 | 36.625 | 11 | 62.375 | 18 | 81.5 |
5 | 40.125 | 12 | 64.125 | 19 | 82.5 |
6 | 43.625 | 13 | 65.125 | 20 | 87.125 |
7 | 45.125 | 14 | 70.725 |
(8)接收天线、发射天线互换,重复上述测试过程;
3)、装置处理结果,包括:
(1)信号接收装置中增益粗判单元的处理结果,见图3;即信号接收、信号采集内容及 天线增益初步处理结果,即传统方法测试增益。
(2)多径干涉分离识别装置中多径分离处理结果,见图4;图中为60.725MHz多径分离单元处理结果的信号1、信号2、信号3,信号1为建筑物反射点14的波形,信号2为地面反射点7的波形,信号3为植被反射点8的波形。多径干涉分离识别装置处理的信号1、信号2、信号3波形比较结果。
干涉识别单元处理结果是序号为3、4、9、10、15、16、20的测试信号频率均发生干涉:是,其它序号的测试信号频率均未发生干涉:否。
(3)增益处理装置处理结果,见图5;增益粗判——传统测试增益、本发明系统测试增益、天线标称值三者比较见图6。
Claims (9)
1.一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理装置,包括:信号产生装置、信号接收装置、多径干涉分离识别装置、增益处理装置、相对的位于各自天线升降平台的发射天线1、接收天线2,及用来对发射天线1、接收天线2的方位、俯仰角对准的极化对准装置6;具有产生CW信号的信号产生装置9通过第一适配器10与发射天线相连,发射天线通过无线电波与相对的、同高的接收天线2相连,接收天线2通过第二适配器10与信号接收装置11相连,信号接收装置11输出端通过多径干涉分离识别装置12与增益处理装置13相连;
所述天线升降平台为非导电材质的升降平台,由基座5、升降架3、手柄4组成,支撑天线连接处的材质为非导电材质;且升降的高度依据被测天线的不同工作频段确定,升降高度范围8m~20m。
2.根据权利要求1所述的一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理装置,其特征在于:所述信号产生装置9为产生1.5MHz~3000MHz的无线电信号的装置。
3.根据权利要求1所述的一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理装置,其特征在于:所述信号接收装置由信号接收单元、信号采集单元与增益粗判单元相连组成;信号接收单元用来接收1.5MHz~3000MHz内的发送信号,信号采集单元用来对接收信号的幅度、相位信息采集,增益粗判单元用来对被测天线增益进行初步处理。
4.根据权利要求1所述的一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理装置,其特征在于:所述多径干涉分离识别装置12由多径分离单元与干涉识别单元相连组成;多径分离单元用来对采集信号进行路径分离并统计多径数量,干涉识别单元用来对分离出的的路径进行干涉判别。
5.根据权利要求1所述的一种室外天线增益测试多径干涉识别处理装置,其特征在于:所述增益处理装置13由增益补偿单元与精度处理单元相连组成,增益补偿单元用来对产生干涉的频点进行损耗计算并进行增益补偿,精度处理单元用来进一步修正测试结果,即用多径因素外的其它因素影响进行精度校正。
6.如权利要求1所述室外天线增益测试多径干涉识别处理装置的一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法,其步骤如下:
1)、设置测试的适用条件
(1)选择被测天线工作频段1.5MHz~3000MHz;频点的频率集依序自行选择;
(2)天线测试场地选择为一般平整场地,场地大小为:长×宽=(50~300)米×(30~100)米,收、发天线之间无遮挡,收、发天线四周允许有地物;
(3)连接测试装备,升降天线调整范围8m~20m;
2)、测试步骤
(1)将接收天线2、发射天线1分别置于各自的天线升降平台上;
(2)依据被测天线的工作频点,调整接收天线2、发射天线1的升降高度,并利用极化对准装置进行接收天线2、发射天线1的极化对准操作;
(3)信号产生装置,设置工作参数,包含频率、功率、信号样式;
(4)信号接收装置,依据信号产生装置的工作参数进行设置,包括:扫描带宽Span、视频带宽VBW、参考电平的设置,待信号稳定后,再通过信号采集单元、增益粗判单元进行数据采集及增益粗判;信号接收装置的信号采集单元对接收的信号进行幅度、相位信息的采集,增益粗判单元用来对被测天线增益进行初步处理;
(5)接收信号采集单元信号的多径干涉分离识别装置,对采集的信息进行路径分离及干涉识别;路径分离用来对采集的被测天线各频点信号进行路径分离并统计路径数目,干涉识别用来判别被测天线工作频段内哪些频点是否发生干涉进行判别;
(6)增益处理装置,依据增益粗判单元的初步处理结果,进行增益补偿及精度校正;
增益补偿用来对发生干涉的频点进行损耗计算,并在增益粗判单元处理结果的基础上进行增益补偿,精度校正用来进一步修正测试结果;
(7)依次更换频率的频点,重复上述测试过程,直到所有频点测试完毕;其中每个频率点测试3次;
(8)接收天线、发射天线互换,重复上述测试过程;
3)、装置处理结果,包括:
(1)信号接收装置中增益粗判单元的处理结果,即信号接收、信号采集内容及天线增益初步处理结果;
(2)多径干涉分离识别装置中多径分离处理结果,即多径分离及干涉识别处理结果;
(3)增益处理装置的处理结果,即增益补偿及精度校正处理的结果。
7.根据权利要求6所述的一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法,其特征是:所述更换频率的频点,频点为:1是30.625,2是33.125,3是35.625, 4是36.625,5是40.125,6是43.625,7是45.125,8是47.375,9是55.125,10是60.725,11是62.375,12是64.125,1365.125,14是70.725,15是74.5,16是76.725,17是80,18是81.5,19是82.5,20是87.125(MHz);其中每个频率点测量3次。
8.根据权利要求6所述的一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法,其特征是:所述信号接收装置工作时,所述信号接收装置的工作参数:扫描带宽Span设为1 MHz,视频带宽VBW设为300Hz,参考电平设为-20dBm。
9.根据权利要求6所述的一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法,其特征是:所述信号产生装置工作参数,在频率30MHz~87.975MHz内设置工作参数:频率为30.625MHz至87.125MHz;调制样式为CW、发射功率为5W。
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