CN110927467A - 一种外场天线测试系统及一种外场天线测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外场天线测试系统，将辅助天线以及相关装置装载至无人机上，然后通过控制无人机在待测试天线的预设范围内沿预设轨迹移动，以带动辅助天线移动并发送相应的测试信号，以完成对待测试天线性能的测试。通过无人机带动辅助天线移动，只需要待测试天线周围具有一定的空间即可，对作业环境要求较低；同时无人机的移动轨迹可以被精确控制，从而可以极大的提高待测试天线性能参数的准确性。本发明还提供了一种外场天线测试方法，同样具有上述有益效果。

Description

一种外场天线测试系统及一种外场天线测试方法

技术领域

本发明涉及天线方向图测试领域，特别是涉及一种外场天线测试系统以及一种外场天线测试方法。

背景技术

在微波暗室中，天线的各种电性能参数可以得到准确的测量。但当各类天线部署应用之后，在安装误差、电磁干扰、周边遮挡物等多种因素的影响下，实际的天线电性能参数会发生畸变，从而对整个系统性能造成影响，对现代大型阵列天线尤甚。因此，必须在外场对天线的实际电性能参数做出快速、准确的评估，为偏差补偿、问题排查提供依据。

在现有技术中，对于外场天线测试，通常会将待测天线固定到载车上，辅助天线按要求架设到不同位置，利用载车做圆周、直线等运动实现天线测试。但是该方法严重受限于周边地形、载车运行轨迹精度等，准确度差、对作业环境要求高。所以如何提供一种环境适应能力强的外场天线测试系统时本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种外场天线测试系统，对环境具有较强的适应能力；本发明的另一目的在于提供一种外场天线测试方法，对环境具有较强的适应能力。

为解决上述技术问题，本发明提供一种外场天线测试系统，包括上位机、待测试天线和无人机；

所述无人机装载有辅助天线、频谱仪和信号源；

所述上位机用于：

控制所述无人机沿预设轨迹在所述待测试天线的预设范围内移动；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；所述激励信号为所述信号源通过所述辅助天线向所述待测试天线发送激励信号；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号；所述发射特性信号为所述频谱仪测量由所述待测试天线向所述辅助天线发送的微波信号所得的发射特性信号；

根据所述激励信号和所述发射特性信号测得所述待测试天线的性能参数。

可选的，所述上位机具体用于：

控制所述无人机飞行至预设高度，并在所述预设高度处控制所述无人机绕所述待测试天线移动；

当所述无人机绕所述待测试天线移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；

当所述无人机绕所述待测试天线移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号。

可选的，所述上位机具体用于：

控制所述无人机在预设经纬度处垂直移动；

当所述无人机垂直移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；

当所述无人机垂直移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号。

可选的，所述上位机具体用于：

当所述无人机在所述预设范围内移动时，控制所述辅助天线指向所述待测试天线。

可选的，所述无人机包括无人机本体，所述无人机本体固定有三轴稳向云台、所述频谱仪和所述信号源；所述辅助天线与所述三轴稳向云台固定连接。

可选的，所述无人机还装载有时钟同步模块，所述时钟同步模块用于向所述频谱仪、所述信号源和所述待测试天线发送统一的时间信号。

可选的，所述激励信号的传输频率与所述微波信号的传输频率均与所述无人机与所述上位机之间的通信频率相互隔离。

本发明还提供了一种外场天线测试方法，应用于上位机，包括：

控制无人机沿预设轨迹在待测试天线的预设范围内移动；所述无人机装载有辅助天线、频谱仪和信号源；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；所述激励信号为所述信号源通过所述辅助天线向所述待测试天线发送激励信号；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号；所述发射特性信号为所述频谱仪测量由所述待测试天线向所述辅助天线发送的微波信号所得的发射特性信号；

根据所述激励信号和所述发射特性信号测得所述待测试天线的性能参数。

可选的，所述控制无人机沿预设轨迹在待测试天线的预设范围内移动包括：

控制所述无人机飞行至预设高度，并在所述预设高度处控制所述无人机绕所述待测试天线移动；

所述当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号包括：

当所述无人机绕所述待测试天线移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；

所述当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号包括：

当所述无人机绕所述待测试天线移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号。

可选的，所述控制无人机沿预设轨迹在待测试天线的预设范围内移动包括：

控制所述无人机在预设经纬度处垂直移动；

所述当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号包括：

当所述无人机垂直移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；

所述当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号包括：

当所述无人机垂直移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号。

本发明所提供的一种外场天线测试系统，将辅助天线以及相关装置装载至无人机上，然后通过控制无人机在待测试天线的预设范围内沿预设轨迹移动，以带动辅助天线移动并发送相应的测试信号，以完成对待测试天线性能的测试。通过无人机带动辅助天线移动，只需要待测试天线周围具有一定的空间即可，对作业环境要求较低；同时无人机的移动轨迹可以被精确控制，从而可以极大的提高待测试天线性能参数的准确性。

本发明还提供了一种外场天线测试方法，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种外场天线测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种具体的外场天线测试系统方位向方向图测试的工作模式示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种具体的外场天线测试系统俯仰向方向图测试的工作模式示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种外场天线测试方法的流程图；

图5为本发明实施例所提供的一种具体的外场天线测试方法的流程图；

图6为本发明实施例所提供的另一种具体的外场天线测试方法的流程图。

图中：1.待测试天线、2.无人机、3.上位机。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种外场天线测试系统。在现有技术中，对于外场天线测试，通常会将待测天线固定到载车上，辅助天线按要求架设到不同位置，利用载车做圆周、直线等运动实现天线测试。但是该方法严重受限于周边地形、载车运行轨迹精度等，准确度差、对作业环境要求高。

而本发明所提供的一种外场天线测试系统，将辅助天线以及相关装置装载至无人机上，然后通过控制无人机在待测试天线的预设范围内沿预设轨迹移动，以带动辅助天移动并发送相应的测试信号，以完成对待测试天线性能的测试。通过无人机带动辅助天线绕移动，只需要待测试天线周围具有一定的空间即可，对作业环境要求较低；同时无人机的移动轨迹可以被精确控制，从而可以极大的提高待测试天线性能参数的准确性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种外场天线测试系统的结构示意图。

参见图1，在本发明实施例中，外场天线测试系统包括上位机3、待测试天线1和无人机2；所述无人机2装载有辅助天线、频谱仪和信号源；所述上位机3用于：控制所述无人机2沿预设轨迹在所述待测试天线1的预设范围内移动；当所述无人机2在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线1接收的激励信号；所述激励信号为所述信号源通过所述辅助天线向所述待测试天线1发送激励信号；当所述无人机2在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线1发送的发射特性信号；所述发射特性信号为所述频谱仪测量由所述待测试天线1向所述辅助天线发送的微波信号所得的发射特性信号；根据所述激励信号和所述发射特性信号测得所述待测试天线1的性能参数。

上述待测试天线1即需要被测试性能参数的天线，在本发明实施例中，上述待测试天线1通常配置有矢量网络分析仪，以及微波开关矩阵，以实现微波信号的接收以及发送。

上述无人机2在本发明实施例中通常为多旋翼无人机2，由于多旋翼无人机2机动灵活，可以在距离待测试天线1的预设范围内做规律的相对运动，以实现对待测试天线1不同方位的测试。在本发明实施例中，无人机2装载有辅助天线、频谱仪和信号源。其中辅助天线为无人机2中用于向待测试天线1发送信号，以及接收待测试天线1发送的信号。上述信号源可以通过辅助天线为整个测试系统提供激励信号，即信号源可以通过辅助天线向待测试天线1发送激励信号，以便对待测试天线1的接收特性进行测试；上述辅助天线具体可以接收待测试天线1发送的微波信号，而上述频谱仪可以对辅助天线接收的微波信号进行测量，从而生成相应的发射特性信号，以便对待测试天线1的发射特性进行测试。

需要说明的是，上述无人机2通常还设置有电源模块、嵌入式控制模块等具有不同的功能的辅助模块，其中电源模块可以用于对上述信号源、辅助天线、频谱仪等设备进行供电；嵌入式控制模块接收来自地面主控端上位机的控制指令(初始频率、截止频率、频点数等)和系统延时信息、来自同步时钟模块的高精度授时信息、来自差分GPS的时间位置信息，随着无人机的运动，自动触发相应频点的测试开关，并在发射特性测试模式下，将相应信息打包下传到地面测试软件，极大提高不同频点的测试效率。当然，在无人机2中还可以设置其他具体功能的部件，详细内容可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。

在本发明实施例中，上位机3用于控制所述无人机2沿预设轨迹在待测试天线1的预设范围内移动；当所述无人机2在预设范围内移动时，获取所述待测试天线1接收的激励信号；所述激励信号为所述信号源通过所述辅助天线向所述待测试天线1发送激励信号；当所述无人机2在预设范围内移动时，获取所述待测试天线1发送的发射特性信号；所述发射特性信号为所述频谱仪测量由所述待测试天线1向所述辅助天线发送的微波信号所得的发射特性信号；根据所述激励信号和所述发射特性信号测得所述待测试天线1的性能参数。

上述上位机3主要执行两个步骤：其一为控制无人机2沿预设轨迹在待测试天线1的预设范围内移动，其中预设范围通常是预先设置的用于待测试天线1信号收发的空间，而无人机2不同的移动轨迹可以用来测量待测试天线1不同的性能参数；其二为控制无人机2向待测试天线1发送激励信号，以及控制无人机2接收微波信号。具体的，上述无人机2首先会沿预设轨道移动，以对待测试天线1在不同方向上的性能参数，例如主副瓣电平、波束宽度等电性能参数进行测量。

在本发明实施例中，当无人机2在所述预设范围内移动时，信号源通常会在预设位置，通过辅助天线向待测试天线1发送预设频点的激励信号，而待测试天线1会接收该激励信号，并将该激励信号发送至上位机3。具体的，上述待测试天线1通常会将激励信号转换为接收特性信号，并将该接收特性信号发送至上位机3，以便上位机3对待测试天线1的接收性能进行测试。

在本发明实施例中，当无人机2在所述预设范围内移动时，待测试天线1会向无人机2发送微波信号，而无人机2会通过装载的辅助天线接收该微波信号，同时无人机2装载的频谱仪会测量该接收的微波信号，生成相应的发射特性信号，并将该发射特性信号发送至上位机3，以便上位机3对待测试天线1的发射性能进行测试。上述上位机3会具体根据上述励信号和发射特性信号测得待测试天线1的性能参数，例如在不同方向上的主副瓣电平、波束宽度等电性能参数。总体上来说，上述发射特性信号最初是由待测试天线1向上位机3发送的，具体的待测试天线1会首先向辅助天线发送微波信号，然后无人机2中装载的频谱仪会测量该微波信号并产生相应的发射特性信号，然后无人机2再将该发射特性信号发送至上位机3。

作为优选的，所述上位机3具体用于：当所述无人机2在所述预设范围内移动时，控制所述辅助天线指向所述待测试天线1。在本发明实施例中，为了保证辅助天线可以充分的接收待测试天线1发送的微波信号，以及为了保证待测试天线1可以充分接收辅助天线发送的激励信号，上述无人机2在在预设范围内移动时，辅助天线会始终指向待测试天线1，以便于信号的传输。

在本发明实施例中，所述无人机2与所述上位机3之间通过网络通信模块通信，所述网络通信模块包括TCP协议单元和IP协议单元。即在本发明实施例中，无人机2通常采用低延时宽带数据链，通过TCP/IP协议，通过无线网络通信的方式实现与上位机3的通信。当然，在本发明实施例中对无人机2与上位机3之间具体的通信方式并不做具体限定，视具体情况而定。

需要说明的是，在本发明实施例中，上述上位机3通常还可以用于对无人机2，包括对无人机2中各个子系统，例如导航飞控子系统、动力子系统等等的工作状态进行实时监视和控制，对接收到的测试数据，包括激励信号和发射特性信号进行误差修正、分析处理、参数提取，并提供图形化显示及报表生成、故障报警、数据储存回放等。

本发明实施例所提供的一种外场天线测试系统，将辅助天线以及相关装置装载至无人机2上，然后通过控制无人机2在待测试天线1的预设范围内沿预设轨迹移动，以带动辅助天线移动并发送相应的测试信号，以完成对待测试天线1性能的测试。通过无人机2带动辅助天线移动，只需要待测试天线1周围具有一定的空间即可，对作业环境要求较低；同时无人机2的移动轨迹可以被精确控制，从而可以极大的提高待测试天线1性能参数的准确性。

有关本发明所提供的一种外场天线测试系统的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图2以及图3，图2为本发明实施例所提供的一种具体的外场天线测试系统方位向方向图测试的工作模式示意图；图3为本发明实施例所提供的一种具体的外场天线测试系统俯仰向方向图测试的工作模式示意图。

区别于上述发明实施例，本发明实施例是在上述发明实施例的基础上，进一步的对外场天线测试系统的结构进行具体限定。其余内容已在上述发明实施例中进行了详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图2，在本发明实施例中，上位机3具体用于控制所述无人机2飞行至预设高度，并在所述预设高度处控制所述无人机2绕所述待测试天线1移动；当所述无人机2绕所述待测试天线1移动时，获取所述待测试天线1接收的激励信号；所述激励信号为所述信号源通过所述辅助天线向所述待测试天线1发送激励信号；当所述无人机2绕所述待测试天线1移动时，获取所述待测试天线1发送的发射特性信号；所述发射特性信号为所述频谱仪测量由所述待测试天线1向所述辅助天线发送的微波信号所得的发射特性信号；根据所述激励信号和所述发射特性信号测得所述待测试天线1的性能参数。

具体的，上述上位机3首先会控制无人机2飞行至预设高度，并在预设高度处控制无人机2绕待测试天线1移动，通常会控制无人机2绕待测试天线1做圆周运动，以对待测试天线1在不同方向上的性能参数，例如主副瓣电平、波束宽度等电性能参数。

在本发明实施例中，当无人机2绕待测试天线1移动时，信号源通常会在预设位置，通过辅助天线向待测试天线1发送预设频点的激励信号，而待测试天线1会接收该激励信号，并将该激励信号发送至上位机3。具体的，上述待测试天线1通常会将激励信号转换为接收特性信号，并将该接收特性信号发送至上位机3，以便上位机3对待测试天线1的接收性能进行测试。

在本发明实施例中，当无人机2绕待测试天线1移动时，待测试天线1会向无人机2发送微波信号，而无人机2会通过装载的辅助天线接收该微波信号，同时无人机2装载的频谱仪会测量该接收的微波信号，生成相应的发射特性信号，并将该发射特性信号发送至上位机3，以便上位机3对待测试天线1的发射性能进行测试。上述上位机3会具体根据上述励信号和发射特性信号测得待测试天线1的性能参数，例如在不同方向上的主副瓣电平、波束宽度等电性能参数，并根据上述电性能参数绘制出待测试天线1的方位向方向图。

参见图3，在本发明实施例中，所述上位机3还用于：控制所述无人机2在预设经纬度处垂直移动；当所述无人机2垂直移动时，获取所述待测试天线1接收的激励信号；当所述无人机2垂直移动时，获取所述待测试天线1发送的发射特性信号。

具体的，上述上位机3通常会在待测试天线1预设范围内的预设经纬度处，控制无人机2垂直移动，通常是控制无人机2上升或者下降，以对待测试天线1在不同角度上的性能参数，例如主副瓣电平、波束宽度等电性能参数。

在本发明实施例中，当无人机2垂直移动时，信号源通常会在预设高度处，通过辅助天线向待测试天线1发送预设频点的激励信号，而待测试天线1会接收该激励信号，并将该激励信号发送至上位机3。具体的，上述待测试天线1通常会将激励信号转换为接收特性信号，并将该接收特性信号发送至上位机3，以便上位机3对待测试天线1的接收性能进行测试。

在本发明实施例中，当无人机2垂直移动时，待测试天线1会向无人机2发送微波信号，而无人机2会通过装载的辅助天线接收该微波信号，同时无人机2装载的频谱仪会测量该接收的微波信号，生成相应的发射特性信号，并将该发射特性信号发送至上位机3，以便上位机3对待测试天线1的发射性能进行测试。上述上位机3会具体根据上述励信号和发射特性信号测得待测试天线1的性能参数，例如在不同角度上的主副瓣电平、波束宽度等电性能参数，并根据上述电性能参数绘制出待测试天线1的俯仰向方向图。

需要说明的是，在本发明实施例中，无人机2可以仅仅预先向无人机2发送控制指令，还控制指令通常会包括辅助天线与待测试天线1之间信号传递的初始频率、截止频率、以及测试时信号具体传输的频点等，然后无人机2在待测试天线1的预设范围内移动时，无论是绕待测试天线1移动或垂直移动时，均可以自动触发相应频点的测试开关，通常是通过无人机2中设置的控制模块自动触发相应频点的测试开关，以完成待测试天线1的性能测试。

作为优选的，在本发明实施例中，所述无人机2包括无人机本体，所述无人机本体固定有三轴稳向云台、所述频谱仪和所述信号源；所述辅助天线与所述三轴稳向云台固定连接。上述无人机本体即无人机2中主要用于飞行的结构。上述辅助天线具体通过三轴稳向云台与无人机本体固定连接，而并不直接与无人机本体固定连接。上述三轴稳向云台可以稳定辅助天线的朝向，并且隔离无人机2飞行时振动对辅助天线的影响，从而提高对待测试天线1测试的准确性。

作为优选的，在本发明实施例中，所述无人机2还装载有时钟同步模块，所述时钟同步模块用于向所述频谱仪、所述信号源和所述待测试天线1发送统一的时间信号。上述无人机2还可以装载有时钟同步模块，该时钟同步模块可以向频谱仪、信号源和待测试天线1，通常还包括上位机3，具体包括待测试天线1中配置的矢量网络分析仪发送统一的时间信号，该统一的时间信号可以作为参考频率，用于消除因待测试天线1以及无人机2中装载的各个设备内部时钟差异而引起的测试误差。

作为优选的，在本发明实施例中，所述无人机2的重心与所述无人机本体的重心重合。为了保证无人机2在装载有辅助天线、频谱仪以及信号源，通常还装载有三轴稳向云台等辅助设备的前提下，仍然具有良好的抗风性以及可以保证良好的姿态控制精度，上述装载有各个设备的无人机2的重心通常需要与不装在有上述各个设备的无人机本体的重心相重合，同时保证上述无人机2装载的各个设备尽量轻便。

作为优选的，在本发明实施例中，所述激励信号的传输频率与所述微波信号的传输频率均与所述无人机2与所述上位机3之间的通信频率相互隔离。即在本发明实施例中，待测试天线1与辅助天线之间传递信号的频率与无人机2和上位机3之间传递信号的频率相互隔离，以保证无人机2和上位机3之间传递信号不会对测试天线与辅助天线之间传递信号造成干扰，保证测量精度。由于在本发明实施例中无人机2上装载的电子设备较多，需要做好各设备及电缆的电磁屏蔽和抗干扰措施，以保证无人机2的稳定飞行。具体的，出了分离无人机2和上位机3之间传递信号和待测试天线1与辅助天线之间传递信号的频率之外，还可以通过优化电子设备布局和线缆布线、适当应用滤波、接地、屏蔽层等技术的方法提高无人机2飞行安全性能。

在本发明实施例中，当无人机2测得上述待测试天线1在各个方位，各个俯仰角度前提下的性能参数之后，通常还需要将待测试天线1更换为标准天线，用同样的流程测量标准天线的标准性能参数，然后将待测试天线1的性能参数与标准天线的标准性能参数进行对比，以最终绘制处待测试天线1最终的方向图。

本发明实施例所提供的一种外场天线测试系统，通过三轴稳向云台在无人机本体表面固定辅助天线可以稳定辅助天线的朝向，并且隔离无人机2飞行时振动对辅助天线的影响，从而提高对待测试天线1测试的准确性；通过将待测试天线1和辅助天线之间传递信号的频率与无人机2和上位机3之间传递信号的频率相互分离，可以避免干扰，保证测量精度。

本发明实施例所提供的一种外场天线测试系统，可以全自主作业，最快2min即可出图，测试参数设置灵活；可以实现亚米级定位精度，高方向图重复性精度、步进精度；可以实现大测量范围：360°方位向，大于120°俯仰向测试范围；具有较强的环境适应性，即可以不受场地限制，具有10km控制半径，在五级风、小雨条件下均可作业。

下面对本发明所提供的一种外场天线测试方法进行介绍，下文描述的外场天线测试方法与上述描述的外场天线测试系统可以相互对应参照。

请参考图4，图4为本发明实施例所提供的一种外场天线测试方法的流程图。

本发明实施例所提供的外场天线测试方法具体应用于外场天线测试系统中的上位机，有关外场天线测试系统的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图4，在本发明实施例中，外场天线测试方法包括：

S101：控制无人机沿预设轨迹在待测试天线的预设范围内移动。

在本发明实施例中，所述无人机装载有辅助天线、频谱仪和信号源。有关无人机的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

在本步骤中，会控制无人机在待测试天线的预设范围内移动，以改变辅助天线与待测试天线之间的方向或者角度，以便在后续步骤中对待测试天线进行测试。

S102：当无人机在预设范围内移动时，获取待测试天线接收的激励信号。

在本发明实施例中，所述激励信号为所述信号源通过所述辅助天线向所述待测试天线发送激励信号。有关激励信号的具体内容以在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

在本发明实施例中，信号源通常会通过辅助天线向待测试天线发送预设频点的激励信号。相应的在本步骤中，会获取待测试天线接收的激励信号，以便对待测试天线的接收特性进行测试。具体的，上述待测试天线通常会将激励信号转换为接收特性信号，并将该接收特性信号发送至上位机，以便上位机对待测试天线的接收性能进行测试。

S103：当无人机在预设范围内移动时，获取待测试天线发送的发射特性信号。

在本发明实施例中，发射特性信号为所述频谱仪测量由所述待测试天线向所述辅助天线发送的微波信号所得的发射特性信号。有关发射特性信号的具体内容已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

在本发明实施例中，当无人机移动时，待测试天线会向无人机发送微波信号，而无人机会通过装载的辅助天线接收该微波信号，同时无人机装载的频谱仪会测量该接收的微波信号，生成相应的发射特性信号。相应的在本步骤中，具体会获取无人机发送的发射特性信号，以便对待测试天线的发射特性进行测试。即总体上来说，上述发射特性信号最初是由待测试天线向上位机发送的，具体的待测试天线会首先向辅助天线发送微波信号，然后无人机中装载的频谱仪会测量该微波信号并产生相应的发射特性信号，然后无人机再将该发射特性信号发送至上位机。

S104：根据激励信号和发射特性信号测得待测试天线的性能参数。

在本步骤中，可以根据上述S102以及S103测得的信号测得待测试天线的性能参数，例如在不同方向或不同角度上的主副瓣电平、波束宽度等电性能参数。

有关上位机的具体功能已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

本发明实施例所提供的一种外场天线测试方法，将辅助天线以及相关装置装载至无人机上，然后通过控制无人机在待测试天线的预设范围内沿预设轨迹移动，以带动辅助天线移动并发送相应的测试信号，以完成对待测试天线性能的测试。通过无人机带动辅助天线移动，只需要待测试天线周围具有一定的空间即可，对作业环境要求较低；同时无人机的移动轨迹可以被精确控制，从而可以极大的提高待测试天线性能参数的准确性。

有关本发明所提供的一种外场天线测试方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图5，图5为本发明实施例所提供的一种具体的外场天线测试方法的流程图。

参见图5，在本发明实施例中，外场天线测试方法包括：

S201：控制无人机飞行至预设高度，并在预设高度处控制无人机绕待测试天线移动。

在本步骤中，会首先控制无人机飞行至预设高度，该预设高度对应无人机与待测试天线之间的一个俯仰角。在该预设高度处，会控制无人机绕待测试天线移动，通常是做圆周运动，以便在后续步骤中对待测试天线进行测试。

S202：当无人机绕待测试天线移动时，获取待测试天线接收的激励信号。

本步骤与上述发明实施例中S102基本类似，详细内容可以参考上述发明实施例。在本步骤中，具体会在无人机绕待测试天线移动时，获取激励信号。

S203：当无人机绕所述待测试天线移动时，获取待测试天线发送的发射特性信号。

本步骤与上述发明实施例中S103基本类似，详细内容可以参考上述发明实施例。在本步骤中，具体会在无人机绕待测试天线移动时，获取发射特性信号。

S204：根据激励信号和发射特性信号测得待测试天线的性能参数。

本步骤与上述发明实施例中S104基本类似，详细内容可以参考上述发明实施例。在本步骤中，具体可以绘制出待测试天线的方位向方向图。

本发明实施例所提供的一种外场天线测试方法，具体可以通过无人机绕待测试天线飞行的方式测量并绘制待测试天线的方位向方向图。

有关本发明所提供的一种外场天线测试方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图6，图6为本发明实施例所提供的另一种具体的外场天线测试方法的流程图。

参见图6，在本发明实施例中，外场天线测试方法包括：

S301：控制无人机在预设经纬度处垂直移动。

在本步骤中，会控制无人机在待测试天线预设范围内的预设经纬度处，沿垂直方向移动，以便在后续步骤中对待测试天线进行测试。在无人机移动过程中，无人机与待测试天线之间的俯仰角会发生变化。

S302：当无人机垂直移动时，获取待测试天线接收的激励信号。

本步骤与上述发明实施例中S102基本类似，详细内容可以参考上述发明实施例。在本步骤中，具体会在无人机垂直移动时，获取激励信号。

S303：当无人机垂直移动时，获取待测试天线发送的发射特性信号。

本步骤与上述发明实施例中S103基本类似，详细内容可以参考上述发明实施例。在本步骤中，具体会在无人机垂直移动时，获取发射特性信号。

S304：根据激励信号和发射特性信号测得待测试天线的性能参数。

本步骤与上述发明实施例中S104基本类似，详细内容可以参考上述发明实施例。在本步骤中，具体可以绘制出待测试天线的俯仰向方向图。

本发明实施例所提供的一种外场天线测试方法，具体可以通过无人机垂直飞行的方式测量并绘制待测试天线的俯仰向方向图。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种外场天线测试系统以及一种外场天线测试方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种外场天线测试系统，其特征在于，包括上位机、待测试天线和无人机；

所述无人机装载有辅助天线、频谱仪和信号源；

所述上位机用于：

控制所述无人机沿预设轨迹在所述待测试天线的预设范围内移动；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；所述激励信号为所述信号源通过所述辅助天线向所述待测试天线发送激励信号；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号；所述发射特性信号为所述频谱仪测量由所述待测试天线向所述辅助天线发送的微波信号所得的发射特性信号；

根据所述激励信号和所述发射特性信号测得所述待测试天线的性能参数。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上位机具体用于：

控制所述无人机飞行至预设高度，并在所述预设高度处控制所述无人机绕所述待测试天线移动；

当所述无人机绕所述待测试天线移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；

当所述无人机绕所述待测试天线移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上位机具体用于：

控制所述无人机在预设经纬度处垂直移动；

当所述无人机垂直移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；

当所述无人机垂直移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上位机具体用于：

当所述无人机在所述预设范围内移动时，控制所述辅助天线指向所述待测试天线。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述无人机包括无人机本体，所述无人机本体固定有三轴稳向云台、所述频谱仪和所述信号源；所述辅助天线与所述三轴稳向云台固定连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述无人机还装载有时钟同步模块，所述时钟同步模块用于向所述频谱仪、所述信号源和所述待测试天线发送统一的时间信号。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激励信号的传输频率与所述微波信号的传输频率均与所述无人机与所述上位机之间的通信频率相互隔离。

8.一种外场天线测试方法，应用于上位机，其特征在于，包括：

控制无人机沿预设轨迹在待测试天线的预设范围内移动；所述无人机装载有辅助天线、频谱仪和信号源；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；所述激励信号为所述信号源通过所述辅助天线向所述待测试天线发送激励信号；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号；所述发射特性信号为所述频谱仪测量由所述待测试天线向所述辅助天线发送的微波信号所得的发射特性信号；

根据所述激励信号和所述发射特性信号测得所述待测试天线的性能参数。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制无人机沿预设轨迹在待测试天线的预设范围内移动包括：

控制所述无人机飞行至预设高度，并在所述预设高度处控制所述无人机绕所述待测试天线移动；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号包括：

当所述无人机绕所述待测试天线移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号包括：

当所述无人机绕所述待测试天线移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制无人机沿预设轨迹在待测试天线的预设范围内移动包括：

控制所述无人机在预设经纬度处垂直移动；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号包括：

当所述无人机垂直移动时，获取所述待测试天线接收的激励信号；

当所述无人机在所述预设范围内移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号包括：

当所述无人机垂直移动时，获取所述待测试天线发送的发射特性信号。

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