CN111025033A - 用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统 - Google Patents

用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111025033A
CN111025033A CN202010002200.6A CN202010002200A CN111025033A CN 111025033 A CN111025033 A CN 111025033A CN 202010002200 A CN202010002200 A CN 202010002200A CN 111025033 A CN111025033 A CN 111025033A
Authority
CN
China
Prior art keywords
auxiliary antenna
antenna
wireless smoke
test
auxiliary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010002200.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111025033B (zh
Inventor
宋欣蔚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Original Assignee
Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Civil Engineering and Architecture filed Critical Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority to CN202010002200.6A priority Critical patent/CN111025033B/zh
Publication of CN111025033A publication Critical patent/CN111025033A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111025033B publication Critical patent/CN111025033B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0871—Complete apparatus or systems; circuits, e.g. receivers or amplifiers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0892—Details related to signal analysis or treatment; presenting results, e.g. displays; measuring specific signal features other than field strength, e.g. polarisation, field modes, phase, envelope, maximum value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas
    • G01R29/105—Radiation diagrams of antennas using anechoic chambers; Chambers or open field sites used therefor

Abstract

本发明实施例提供一种用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统，该方法包括：根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取参照点位和测试点位；将无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，通过辅助天线测试内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组；将无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，通过辅助天线测试内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组；根据第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，根据第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强；根据第一相对场强和第二相对场强，获取无线感烟器中内部天线的辐射方向图。本发明实施例能够更加快速准确地对无线感烟器成品的内部天线进行辐射方向图的测量。

Description

用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统。
背景技术
感烟探测器是最常用的火灾探测报警器，近些年新出现的无线感烟器，相比于传统感烟器，最大的特点是集成了无线传输模块，通过内部天线发送报警信号，从而无需布线，并可与物联网技术结合，成为智慧城市建设的重要方面之一。其中，无线感烟探测器发送报警信号的距离范围和成功率主要取决于内部天线的辐射特性。
辐射方向图是对天线辐射特性的图形描述方法，是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强(归一化模值)随方向变化的图形。辐射方向图一般是一个三维空间的曲面图形，工程上为了方便常采用两个相互正交主平面上的剖面图来进行描述。天线辐射方向图的常用测量方法是固定天线法和旋转天线法，这两种方法的原理相似，均为通过信号发生器使被测天线辐射固定大小的场，并通过另一个辅助天线和频谱仪在一定距离处测量接收到的场大小。这两种方法的区别在于，前者是被测天线不动，辅助天线绕被测天线转动；后者是辅助天线不动，被测天线绕自身的转轴转动。
然而，现有的天线辐射方向图测量方法，不能用于成品的无线感烟器内部天线，主要原因是现有测量方法不能使内部天线准确地辐射固定大小的场。具体来说，内部天线被焊接在电路板上，不能连接外部的信号发生器，即便通过无线感烟器自身电路向内部天线发送信号，该信号的大小由于自身电路原理的缘故而不能准确地保持在一个固定值，且该信号为瞬时信号，不适合通过频谱仪进行观测。因此，现在亟需一种用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供了一种用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法，包括：
根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动；
将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组；将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组；
根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强；
根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
进一步地，所述根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动，包括：
根据辅助天线的最大尺寸，将所述辅助天线设置在以无线感烟器所处位置为圆心，所述无线感烟器和所述辅助天线之间的距离为半径的圆周上；
将所述圆周上标记一个参照点位和多个测试点位，以使得第一辅助天线固定在所述参照点位，第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动测试。
进一步地，所述将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组，包括：
将无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面；
将所述第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动，并对所述内部天线的辐射信号进行测试，获取所述第二辅助天线在每一个测试点位时，所述第一辅助天线测试到的第一信号波形数据和所述第二辅助天线测试到的第二信号波形数据，以根据所述第一信号波形数据和所述第二信号波形数据构建第一测试数据组。
进一步地，所述将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组，包括：
将无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面；
将所述第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动，并对所述内部天线的辐射信号进行测试，获取所述第二辅助天线在每一个测试点位时，所述第一辅助天线测试到的第三信号波形数据和所述第二辅助天线测试到的第四信号波形数据，以根据所述第三信号波形数据和所述第四信号波形数据构建第二测试数据组。
进一步地，所述根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，包括：
对所述第一测试数据组进行快速傅里叶变换处理，得到在每个测试点位中所述第一辅助天线的第一频谱数据和所述第二辅助天线的第一频谱数据；
根据所述第一辅助天线的第一频谱数据和所述第二辅助天线的第一频谱数据之间的差值，得到每个测试点位对应的第一相对场强。
进一步地，所述根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强，包括：
对所述第二测试数据组进行快速傅里叶变换处理，得到在每个测试点位中所述第一辅助天线的第二频谱数据和所述第二辅助天线的第二频谱数据；
根据所述第一辅助天线的第二频谱数据和所述第二辅助天线的第二频谱数据之间的差值，得到每个测试点位对应的第二相对场强，以根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
第二方面，本发明实施例提供了一种用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量系统，包括：
定位模块，用于根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动；
测试模块，用于将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，并通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组；将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，并通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组；
处理模块，用于根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强；
辐射方向图生成模块，用于根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
进一步地，所述定位模块包括：
定位单元，用于根据辅助天线的最大尺寸，将所述辅助天线设置在以无线感烟器所处位置为圆心，所述无线感烟器和所述辅助天线之间的距离为半径的圆周上；
标记单元，用于将所述圆周上标记一个参照点位和多个测试点位，以使得第一辅助天线固定在所述参照点位，第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动测试。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
本发明实施例提供的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统，突破了现有测量方法需要通过信号发生器使被测天线辐射固定大小的场的限制，能够更加快速准确地对无线感烟器成品的内部天线进行辐射方向图的测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例提供的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的无线感烟器内部天线的测试示意图；
图3为本发明实施例提供的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量系统的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
图1为本发明实施例提供的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法，包括：
步骤101，根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动。
在本发明实施例中，通过两个频率范围能够覆盖无线感烟器信号频率的辅助天线，对无线感烟器内部天线进行测试，除此之外，还包括一台示波器，两根用于连接辅助天线和示波器的同轴线，以及用于支撑辅助天线和无线感烟器的支架三个。图2为本发明实施例提供的无线感烟器内部天线的测试示意图，可参考图2所示，首先，根据辅助天线的最大尺寸，确定辅助天线与无线感烟器之间的距离，然后，将这个距离作为半径，以支撑无线感烟器支架(记为支架0)的位置为圆心形成一个圆周，并在该圆周上均匀地标记若干个点(记为n个)作为辅助天线的测试点位，以便能够在整个圆周范围内测试无线感烟器内部天线的辐射信号。其中，在测试点位中任选一点标记作为参照点位，以使得在后续测试时，一个辅助天线(为第一辅助天线)固定在参照点位，另一个辅助天线(为第二辅助天线)在其他测试点位依次进行测试。需要说明的是，在本发明实施例中，辅助天线在满足频率范围能够覆盖无线感烟器信号频率的前提下，选取尺寸较小的辅助天线；示波器可选取具有快速傅里叶变换功能的，也可以通过示波器直接将采集到的数据发送到计算机中进行快速傅里叶变换，从而进行后续的数据处理；同轴线选取特性阻抗为50欧姆的；支架除连接部分外，主体材质为非金属材质，且三个支架应能够调节到同一高度。
步骤102，将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组；将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组。
在本发明实施例中，可参考图2所示，将无线感烟器置于支架0上，使无线感烟器内部天线的轴线平行于地平面，再将第一辅助天线和第二辅助天线分别通过两个支架(支架1和支架2)置于参照点位和该参照点位相邻的测试点位，并通过两根相同的同轴线连接到示波器的CH1和CH2端口。
进一步地，当开启无线感烟器之后，无线感烟器内部天线会辐射一个瞬时信号(本发明实施例采用的无线感烟器可通过开启调试模式进行测试)，两个辅助天线会接收到这个信号，并在示波器上显示出两个信号波形，从而通过示波器将这两个信号波形作为一组数据保存下来。在测试完一个测试位之后，支架1保持不动，将支架2移动到下一个测试点位，重复上述过程，直到支架2移动到最后一个测试点位，从而总共得到无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面时的n-1组数据，即得到第一测试数据组；在对无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面时的数据测试完成之后，再将无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，相应地，通过上述实施例描述的测试点位移动测试的步骤，获取无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面时的n-1组数据，即第二测试数据组。
步骤103，根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强；
步骤104，根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
在本发明实施例中，将上述实施例得到的第一测试数据组和第二测试数据组进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，简称FFT)，并将得到的数据中两个辅助天线的天线系数和两根同轴线的损耗进行修正，从而得到无线感烟器内部天线辐射场的频谱数据(单位为dB)。
进一步地，在开始绘制频率f0处的辐射方向图时，首先对于第一测试数据对应的频谱数据，用每个测试点位处(不包括参照点位)第二辅助天线对应的频谱数据减去第一辅助天线对应的频谱数据，从而得到各个测试点位的相对场强，其中，参照点位的相对场强为0dB；然后，将这些相对场强进行归一化后，在极坐标系中画出并用平滑的曲线连接，即得到一个主平面上无线感烟器内部天线的辐射方向图。相应地，基于上述实施例的步骤，将根据第二测试数据对应的频谱数据进行相同的处理，从而得到另一个主平面上无线感烟器内部天线的辐射方向图。最后，根据这两个辐射方向图，从而完成无线感烟器内部天线的辐射方向图的测量。
本发明实施例提供的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法，突破了现有测量方法需要通过信号发生器使被测天线辐射固定大小的场的限制，能够更加快速准确地对无线感烟器成品的内部天线进行辐射方向图的测量。
在上述实施例的基础上，所述根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动，包括：
根据辅助天线的最大尺寸，将所述辅助天线设置在以无线感烟器所处位置为圆心，所述无线感烟器和所述辅助天线之间的距离为半径的圆周上；
将所述圆周上标记一个参照点位和多个测试点位，以使得第一辅助天线固定在所述参照点位，第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动测试。
在本发明实施例中，可参考图2所示，首先，确定辅助天线与无线感烟器之间的距离R，R应满足R≥(D+d)2/λ，其中，D表示辅助天线的最大尺寸。在本发明实施例中，可预先获取辅助天线的最大尺寸，或者直接测量两个辅助天线的最大尺寸，其中，第一辅助天线的最大尺寸为D1，第二辅助天线的最大尺寸为D2，则辅助天线的最大尺寸D选取D1和D2中较大的；d表示无线感烟器内部天线的最大尺寸，在本发明实施例中，可预先获取内部天线的最大尺寸，或者直接拧开无线感烟器的外壳，测量内部天线的最大尺寸；λ表示无线感烟器信号的最小波长，在本发明实施例中，通过预先获取无线感烟器的信号最大频率fmax，再通过λ＝3×108/fmax得到。
进一步地，可参考图2所示，在本发明实施例中，在以R为半径、以支撑无线感烟器支架0的位置为圆心所形成的圆周C上，均匀地标记n个点作为辅助天线的测试点位，优选地，n的取值在20～30范围内，以便能够在整个圆周范围内测试无线感烟器内部天线的辐射信号。然后，将测试点位中任选一点标记为参照点位，在后续测试时，第一辅助天线固定在该参照点位，第二辅助天线在其他测试点位依次进行测试。优选地，在本发明实施例中，将无线感烟器以内部天线的轴线平行于地平面的方式置于支架0上，过圆周C的圆心做一条垂直于内部天线轴线的直线，这条直线与圆周C有两个交点，任选其中一个作为参照点位c0，其他个n-1测试点位c1、c2、…、cn-1依次均匀地在圆周C上标记出来。
在上述实施例的基础上，所述将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组，包括：
将无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面；
将所述第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动，并对所述内部天线的辐射信号进行测试，获取所述第二辅助天线在每一个测试点位时，所述第一辅助天线测试到的第一信号波形数据和所述第二辅助天线测试到的第二信号波形数据，以根据所述第一信号波形数据和所述第二信号波形数据构建第一测试数据组。
在上述实施例的基础上，所述将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组，包括：
将无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面；
将所述第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动，并对所述内部天线的辐射信号进行测试，获取所述第二辅助天线在每一个测试点位时，所述第一辅助天线测试到的第三信号波形数据和所述第二辅助天线测试到的第四信号波形数据，以根据所述第三信号波形数据和所述第四信号波形数据构建第二测试数据组。
在本发明实施例中，将无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，然后开始测试，此时，内部天线会辐射一个瞬时信号，两个辅助天线会接收到这个信号并在示波器上显示出两个信号波形，在示波器中将这两个信号波形作为一组数据保存下来，记为：
[Ap1_1,Ap2_1]；
其中，Ap1_1表示无线感烟器内部天线的轴线平行于地平面时，第一辅助天线在参考点位c0测到的信号波形数据；Ap2_1表示无线感烟器内部天线的轴线平行于地平面时，第二辅助天线在测试点位c1测到的信号波形数据。
进一步地，支架1保持不动，将支架2移动到下一个测试点位c2，重复上述过程进行信号波形数据采集，直到支架2移动到最后一个测试点位cn-1，从而总共得到n-1组数据(即第一测试数据组)：
{[Ap1_1,Ap2_1]；[Ap1_2,Ap2_2]；…；[Ap1_n-1,Ap2_n-1]}；
其中，下角标p表示无线感烟器内部天线的轴线平行于地平面，Ap1_i表示第二辅助天线在测试点位ci(i＝1,2,…,n-1)时，第一辅助天线在参考点位测到的信号波形数据；Ap2_j表示第二辅助天线在测试点位cj(j＝1,2,…,n-1)测到的信号波形数据。
进一步地，将无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，通过上述步骤再次进行测试，总共得到n-1组数据(即第二测试数据组)：
{[Ah1_1,Ah2_1]；[Ah1_2,Ah2_2]；…；[Ah1_n-1,Ah2_n-1]}；
其中，下角标h表示无线感烟器内部天线的轴线垂直于地平面，Ah1_i表示第二辅助天线在测试点位ci(i＝1,2,…,n-1)时，第一辅助天线在参考点位测到的信号波形数据；Ah2_j表示第二辅助天线在测试点位cj(j＝1,2,…,n-1)测到的信号波形数据。
在上述实施例的基础上，所述根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，包括：
对所述第一测试数据组进行快速傅里叶变换处理，得到在每个测试点位中所述第一辅助天线的第一频谱数据和所述第二辅助天线的第一频谱数据；
根据所述第一辅助天线的第一频谱数据和所述第二辅助天线的第一频谱数据之间的差值，得到每个测试点位对应的第一相对场强。
在上述实施例的基础上，所述根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强，包括：
对所述第二测试数据组进行快速傅里叶变换处理，得到在每个测试点位中所述第一辅助天线的第二频谱数据和所述第二辅助天线的第二频谱数据；
根据所述第一辅助天线的第二频谱数据和所述第二辅助天线的第二频谱数据之间的差值，得到每个测试点位对应的第二相对场强，以根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
在本发明实施例中，将第一测试数据组和第二测试数据组进行快速傅里叶变换(本发明实施例选取的示波器可直接显示)，并将进行FFT处理之后的数据换算为dB形式的单位，即将进行FFT处理之后的数据取以10为底的对数再乘以20，从而得到第一测试数据组对应的频谱数据：
{[Fp1_1,Fp2_1]；[Fp1_2,Fp2_2]；…；[Fp1_n-1,Fp2_n-1]}；
以及第二测试数据组对应的频谱数据：
{[Fh1_1,Fh2_1]；[Fh1_2,Fh2_2]；…；[Fh1_n-1,Fh2_n-1]}；
然后，从第一测试数据组对应的频谱数据中选取频率f0处的值，并构建矩阵M1：
Figure BDA0002353899320000111
进一步地，在本发明实施例中，预先获取到(可通过辅助天线和同轴线的参数说明书等手册获取得到)第一辅助天线在频率f0处的天线系数a1，第二辅助天线在频率f0处的天线系数a2，同轴线在频率f0处的单位长度损耗b，同轴线的长度L。然后，将矩阵M1中每个元素fpx_y(x＝1，2；y＝1，2，…，n-1)加上ax再减去b×L，得到矩阵M2：
Figure BDA0002353899320000121
进一步地，根据矩阵M2，获取到矩阵M3：
M3＝[0 f′p2_1-f′p1_1 f′p2_2-f′p1_2 … f′p2_n-1-f′p1_n-1]1×n；
若矩阵M3中所有元素都不大于0，则矩阵M3中的各个元素即为各个测试点位的归一化相对场强，将这些归一化相对场强在极坐标系中绘制，并用平滑的曲线进行连接，即得到一个主平面上无线感烟器内部天线的辐射方向图；若矩阵M3中有大于0的元素，则将矩阵M3中最大的元素记为fpmax，计算矩阵M4：
M4＝M3-fpmax；
则矩阵M4中各个元素即为各个测试点位的归一化相对场强，然后，将这些归一化相对场强在极坐标系中绘制，并用平滑的曲线连接，即得到一个主平面上无线感烟器内部天线的辐射方向图。
进一步地，对第二测试数据组对应的频谱数据进行的相对场强获取步骤，和上述实施例提供的第一测试数据对应的频谱数据进行的相对场强获取步骤相同，本发明实施例不再赘述，从而得到另一个主平面上无线感烟器内部天线的辐射方向图。最后，根据这两个辐射方向图，从而完成无线感烟器内部天线的辐射方向图的测量。
图3为本发明实施例提供的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量系统的结构示意图，如图3所示，本发明实施例提供了一种用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量系统，包括定位模块301、测试模块302、处理模块303和辐射方向图生成模块304，其中，定位模块301用于根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动；测试模块302用于将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，并通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组；将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，并通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组；处理模块303用于根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强；辐射方向图生成模块304用于根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
本发明实施例提供的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量系统，突破了现有测量方法需要通过信号发生器使被测天线辐射固定大小的场的限制，能够更加快速准确地对无线感烟器成品的内部天线进行辐射方向图的测量。
在上述实施例的基础上，所述定位模块301包括定位单元和标记单元，其中，定位单元用于根据辅助天线的最大尺寸，将所述辅助天线设置在以无线感烟器所处位置为圆心，所述无线感烟器和所述辅助天线之间的距离为半径的圆周上；标记单元用于将所述圆周上标记一个参照点位和多个测试点位，以使得第一辅助天线固定在所述参照点位，第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动测试。
本发明实施例提供的系统是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。
图4为本发明实施例提供的电子设备结构示意图，参照图4，该电子设备可以包括：处理器(processor)401、通信接口(Communications Interface)402、存储器(memory)403和通信总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储器403中的逻辑指令，以执行如下方法：根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动；将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组；将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组；根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强；根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
此外，上述的存储器403中的逻辑指令可以通过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(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法，例如包括：根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动；将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组；将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组；根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强；根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法，其特征在于，包括：
根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动；
将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组；将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组；
根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强；
根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
2.根据权利要求1所述的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法，其特征在于，所述根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动，包括：
根据辅助天线的最大尺寸，将所述辅助天线设置在以无线感烟器所处位置为圆心，所述无线感烟器和所述辅助天线之间的距离为半径的圆周上；
将所述圆周上标记一个参照点位和多个测试点位，以使得第一辅助天线固定在所述参照点位，第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动测试。
3.根据权利要求2所述的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法，其特征在于，所述将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组，包括：
将无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面；
将所述第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动，并对所述内部天线的辐射信号进行测试，获取所述第二辅助天线在每一个测试点位时，所述第一辅助天线测试到的第一信号波形数据和所述第二辅助天线测试到的第二信号波形数据，以根据所述第一信号波形数据和所述第二信号波形数据构建第一测试数据组。
4.根据权利要求2所述的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法，其特征在于，所述将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组，包括：
将无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面；
将所述第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动，并对所述内部天线的辐射信号进行测试，获取所述第二辅助天线在每一个测试点位时，所述第一辅助天线测试到的第三信号波形数据和所述第二辅助天线测试到的第四信号波形数据，以根据所述第三信号波形数据和所述第四信号波形数据构建第二测试数据组。
5.根据权利要求2所述的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法，其特征在于，所述根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，包括：
对所述第一测试数据组进行快速傅里叶变换处理，得到在每个测试点位中所述第一辅助天线的第一频谱数据和所述第二辅助天线的第一频谱数据；
根据所述第一辅助天线的第一频谱数据和所述第二辅助天线的第一频谱数据之间的差值，得到每个测试点位对应的第一相对场强。
6.根据权利要求5所述的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法，其特征在于，所述根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强，包括：
对所述第二测试数据组进行快速傅里叶变换处理，得到在每个测试点位中所述第一辅助天线的第二频谱数据和所述第二辅助天线的第二频谱数据；
根据所述第一辅助天线的第二频谱数据和所述第二辅助天线的第二频谱数据之间的差值，得到每个测试点位对应的第二相对场强，以根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
7.一种用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量系统，其特征在于，包括：
定位模块，用于根据辅助天线和无线感烟器之间的距离，获取一个参照点位和多个测试点位，所述辅助天线包括第一辅助天线和第二辅助天线，所述第一辅助天线固定在所述参照点位，所述第二辅助天线在所述多个测试点位上进行移动；
测试模块，用于将所述无线感烟器中内部天线的轴线平行于地平面，并通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第一测试数据组；将所述无线感烟器中内部天线的轴线垂直于地平面，并通过所述辅助天线测试所述内部天线的辐射信号，得到第二测试数据组；
处理模块，用于根据所述第一测试数据组，获取每个测试点位对应的第一相对场强，根据所述第二测试数据组，获取每个测试点位对应的第二相对场强；
辐射方向图生成模块，用于根据所述第一相对场强和所述第二相对场强，获取所述无线感烟器中内部天线的辐射方向图。
8.根据权利要求7所述的用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量系统，其特征在于，所述定位模块包括：
定位单元，用于根据辅助天线的最大尺寸，将所述辅助天线设置在以无线感烟器所处位置为圆心，所述无线感烟器和所述辅助天线之间的距离为半径的圆周上；
标记单元，用于将所述圆周上标记一个参照点位和多个测试点位，以使得第一辅助天线固定在所述参照点位，第二辅助天线在所述多个测试点位上依次进行移动测试。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法的步骤。
CN202010002200.6A 2020-01-02 2020-01-02 用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统 Expired - Fee Related CN111025033B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010002200.6A CN111025033B (zh) 2020-01-02 2020-01-02 用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010002200.6A CN111025033B (zh) 2020-01-02 2020-01-02 用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111025033A true CN111025033A (zh) 2020-04-17
CN111025033B CN111025033B (zh) 2021-12-10

Family

ID=70198371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010002200.6A Expired - Fee Related CN111025033B (zh) 2020-01-02 2020-01-02 用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111025033B (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2719193A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-04 Astrium Gmbh Method and device for measuring a radiation field
CN202817168U (zh) * 2012-05-09 2013-03-20 浙江佳源通讯技术有限公司 一种应用于无线通信系统的烟感器型天线
CN103558459A (zh) * 2013-11-11 2014-02-05 电子科技大学 一种外场天线方向图的测试方法
CN104133121A (zh) * 2014-07-09 2014-11-05 中国电子科技集团公司第二十二研究所 一种短波规模天线阵方向图的自动测试方法
CN104515909A (zh) * 2015-01-20 2015-04-15 中国人民解放军国防科学技术大学 一种基于相关法的大天线方向图测量方法
CN104569625A (zh) * 2015-01-20 2015-04-29 中国人民解放军国防科学技术大学 一种基于可转动辅助天线的大型天线方向图测量方法
CN105182091A (zh) * 2015-03-24 2015-12-23 广州司南天线设计研究所有限公司 一种天线方向图平面近场扫描测试设备
CN105208594A (zh) * 2015-10-13 2015-12-30 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） 一种无线传感网天线特性测试系统及方法
CN106443210A (zh) * 2016-12-03 2017-02-22 刘科宏 有源基站天线三维空间辐射场相位的测试系统和方法
RU2620961C1 (ru) * 2015-12-21 2017-05-30 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Способ определения диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки
US9954279B1 (en) * 2017-06-14 2018-04-24 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Test system and test method
CN108414844A (zh) * 2018-03-15 2018-08-17 上海民航华东空管工程技术有限公司 一种目标天线辐射场型的测试方法
CN109061322A (zh) * 2018-06-15 2018-12-21 西安电子科技大学 一种基于无人机的天线远场测量方法
CN109581078A (zh) * 2018-11-30 2019-04-05 电子科技大学 一种适用于半空间环境中天线的方向图测量系统及方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2719193A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-04 Astrium Gmbh Method and device for measuring a radiation field
CN202817168U (zh) * 2012-05-09 2013-03-20 浙江佳源通讯技术有限公司 一种应用于无线通信系统的烟感器型天线
CN103558459A (zh) * 2013-11-11 2014-02-05 电子科技大学 一种外场天线方向图的测试方法
CN104133121A (zh) * 2014-07-09 2014-11-05 中国电子科技集团公司第二十二研究所 一种短波规模天线阵方向图的自动测试方法
CN104515909A (zh) * 2015-01-20 2015-04-15 中国人民解放军国防科学技术大学 一种基于相关法的大天线方向图测量方法
CN104569625A (zh) * 2015-01-20 2015-04-29 中国人民解放军国防科学技术大学 一种基于可转动辅助天线的大型天线方向图测量方法
CN105182091A (zh) * 2015-03-24 2015-12-23 广州司南天线设计研究所有限公司 一种天线方向图平面近场扫描测试设备
CN105208594A (zh) * 2015-10-13 2015-12-30 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） 一种无线传感网天线特性测试系统及方法
RU2620961C1 (ru) * 2015-12-21 2017-05-30 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Способ определения диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки
CN106443210A (zh) * 2016-12-03 2017-02-22 刘科宏 有源基站天线三维空间辐射场相位的测试系统和方法
US9954279B1 (en) * 2017-06-14 2018-04-24 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Test system and test method
CN108414844A (zh) * 2018-03-15 2018-08-17 上海民航华东空管工程技术有限公司 一种目标天线辐射场型的测试方法
CN109061322A (zh) * 2018-06-15 2018-12-21 西安电子科技大学 一种基于无人机的天线远场测量方法
CN109581078A (zh) * 2018-11-30 2019-04-05 电子科技大学 一种适用于半空间环境中天线的方向图测量系统及方法

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MICHAEL BANK等: "The Development of a Cellular Phone Antenna with Small Irradiation of Human-Organism Tissues", 《IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION MAGAZINE》 *
孙晓利: "线天线方向图自动测量系统设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *
安婷婷: "无线通信系统中新型天线技术的研究与设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *
文园: "天线三维辐射方向图的近似计算方法", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士)信息科技辑》 *
李相周: "利用实测天线方向图确定天线增益的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士)信息科技辑》 *
杨栋林: "天线远场测量系统的设计及误差分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *
秦冲: "基片集成波导缝隙天线的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *
罗屹洁: "多目标天线自动测试系统研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111025033B (zh) 2021-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10044104B1 (en) Test arrangement and test method
CN104833869A (zh) 天线测试装置及方法
JP7016303B2 (ja) 放射電力推定方法
CN115378518B (zh) 基于深度学习的射频通信设备空间辐射测试系统及方法
CN107884766A (zh) 基于天线进行距离检测的方法、装置及电子设备
JP2017181104A (ja) 放射妨害波測定装置
CN108427941A (zh) 用于生成人脸检测模型的方法、人脸检测方法和装置
CN105527598B (zh) 一种场传感器校准系统和方法
CN111025033B (zh) 用于无线感烟器内部天线的辐射方向图测量方法及系统
CN104579516B (zh) 一种驻波比检测方法和设备
CN115389877A (zh) 电缆绝缘故障的定位方法、装置、终端及存储介质
CN105187135B (zh) 测试无线设备的方法及系统
CN109116215B (zh) 一种线路反射谐振点的测试方法、测试装置以及存储介质
EP3864779A1 (en) Systems and methods for identifying target object
CN110426598B (zh) 一种通信电缆屏蔽层故障定位的方法及系统
JP2004069372A (ja) 遠方電磁界強度の算出方法及び装置、遠方電磁界強度の算出プログラム、及び、そのプログラムを記録した記録媒体
CN108196168A (zh) 一种局放脉冲检测方法、系统、终端及可读存储介质
KR19990034686A (ko) 전자파 측정장치 및 측정방법
CN117792526B (zh) 一种天线射频性能的测试系统及方法
JP2016176872A (ja) 全電波無響室における不要輻射測定方法
CN112001054A (zh) 屏蔽罩接地性能的确定方法、装置、设备及存储介质
CN113589242B (zh) 一种毫米波雷达接收回路频谱特性测量系统及方法
CN117728906B (zh) 一种有源天线的抗干扰性能测试系统及方法
CN110558984A (zh) 射频特定吸收率的确定方法、检测装置、磁共振系统及扫描控制方法
JP6052355B1 (ja) 試験装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20211210