CN112130007A - 一种天线远场方向图测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天线远场方向图测试系统及测试方法，属于天线测试技术领域。该系统包括：第一转台，用于承载标准天线；第二转台，用于测试时安装待测天线；测试时，所述标准天线和待测天线间保持测试距离；其中，第二转台上垂直载有升降杆；若待测天线为定向天线，则将待测天线固定在第三转台，并将第三转台架设在升降杆上；若待测天线为全向天线，则将待测天线架设在升降杆上；信号源，用于生成信号，并通过标准天线发射生成的信号；频谱分析仪，用于扫描待测天线的信号得到测试结果；控制组件，用于控制所述信号源、第一转台、第二转台、频谱分析仪完成待测天线远场方向图测试。本发明解决了现有天线方向图远场测试效率低下、测试成本高问题。

Description

一种天线远场方向图测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及天线测试技术领域，尤其涉及一种天线远场方向图测试系统及方法。

背景技术

在现代电子产品无线通讯中，都会使用到天线，在天线的生产过程中，要获得天线的特性知道天线的好坏，就必须对天线的方向图进行测试。目前国外从事天线测试系统研究的厂商较多，国内较少，国外的测试系统价格昂贵，维护成本也较高，软件为全英文操作界面，需要专人进行培训。目前电子产品中，向着小型化、模块化产品发展，天线也向着小型化发展，小型天线的测试也越来越多。在生产测试过程中，尤其对于批量测试来说，测试速度的提高会大大降低天线的生产成本。

在天线方向图测试中，分为近场测试和远场测试，一般体积较大的天线使用近场测试，小天线使用远场测试，而当测试频率较高或测试距离较远时，一般微波暗室测试使用的都是1台网络分析仪，发射端和接收端的电缆都需要连接到这台仪器，距离远时电缆使用就较长，频率高时损耗就较大，能测试的距离也就较近，不能满足大口径、高频率天线的远场测试，天线方向图远场测试也不能实现全自动测试，效率低下，测试成本高。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种天线远场方向图的测试系统及方法，以解决现有天线方向图的远场测试存在的上述部分或全部问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种天线远场方向图测试系统，包括：

第一转台，用于承载标准天线；

第二转台，用于测试时安装待测天线；测试时，所述标准天线和待测天线间保持测试距离；

其中，第二转台上垂直载有升降杆；若待测天线为定向天线，则将待测天线固定在第三转台，并将第三转台架设在升降杆上；若待测天线为全向天线，则将待测天线架设在升降杆上；

第一转台、第二转台、第三转台匀速旋转；

信号源，用于生成信号，并通过标准天线发射生成的信号；

频谱分析仪，用于扫描待测天线的信号得到测试结果；

频谱分析仪匀速扫描；

控制组件，用于控制所述信号源、第一转台、第二转台、频谱分析仪完成所述待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试。

进一步地，所述控制组件包括转台控制器和主控机，通过串口线连接；

所述转台控制器通过串口线分别与第一转台、第二转台和第三转台连接；

所述主控机通过GPIB线分别与信号源、频谱分析仪连接；标准天线与信号源间、待测天线与频谱分析仪间分别通过射频线连接；

所述第一转台、第二转台和第三转台均为步进转台。

进一步地，所述主控机安装有自动测试软件，用于设置信号源、转台控制器及频谱分析仪的控制参数，包括：信号源和频谱分析仪的测试频率FL指令，信号源的发射信号指令，频谱分析仪的同步扫描信号指令，转台控制器的同步触发转动指令。

进一步地，所述测试频率F1、F2指令各包括1个测试频点，天线在两个方向上的测试；测试时，主控机依次发送多个测试频点指令进行待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试：本次测试频点指令完成测试后，发送下一个测试频点指令进行测试，得到待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图在各个角度的测试结果。

进一步地，所述主控机依次发送多个测试频点指令进行待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试，包括：

依次在各个测试频点测试待测天线的水平面方向图后，将待测天线的水平面方向图转换为俯仰面方向图，依次在上述各个测试频点进行测试；

当上述各个测试频点之间依次切换时，主控机通过向转台控制器下达同步触发转动指令控制第二转台的顺时针和逆时针交替旋转。

进一步地，所述依次在各个测试频点进行测试时，主控机向信号源和频谱分析仪发送测试频率F1、F2指令，向信号源发送发射信号指令，向频谱分析仪发送同步扫描信号指令，向转台控制器发送同步触发转动指令；

信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令，转台控制器下达同步触发转动指令同步第二转台转动与频谱分析仪扫描。

进一步地，转台控制器下达同步触发转动指令同步第二转台转动与频谱分析仪扫描包括：当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描指令时，主控机控制信号源关闭发射源。

进一步地，所述标准天线与所述待测天线间的测试距离R为：

R＞2D²/λ；

其中，λ为待测天线工作频率波长，D为最大天线口面尺寸。

此外，一种基于上述系统的天线远场方向图测试方法，用于测试定向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图，包括以下步骤：

步骤1，通过主控机控制转台控制器，使得第一转台、第二转台回归到初始位置及第三转台与水平面平行，并等待同步触发转动指令；

步骤2，主控机根据设置的信号源、频谱分析仪的参数发送控制指令，包括测试频率F1指令，发射信号指令、同步扫描信号指令；

步骤3，信号源、频谱分析仪接收到控制指令后，信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤4，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤5，主控机发送下一个测试频率F2指令，信号源根据下一次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤6，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始逆时针或顺时针的反向旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤7，重复上述步骤3、步骤4、步骤5和步骤6，直至多个测试频点指令完成；

步骤8、主控机控制第三转台旋转90度与水平面垂直，重复上述步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6和步骤7；

步骤9，测试完毕后，主控机将所有扫描图形数据信息调入自动测试软件，得到定向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试结果。

同时，一种基于上述系统的天线远场方向图测试方法，用于测试全向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图，包括以下步骤：

步骤1，将待测天线水平架设在升降杆上，通过主控机控制转台控制器，使得第一转台、第二转台回归到初始位置，并等待同步触发转动指令；

步骤2，主控机根据设置的信号源、频谱分析仪的参数发送控制指令，包括测试频率F1指令，发射信号指令、同步扫描信号指令；

步骤3，信号源、频谱分析仪接收到控制指令后，信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤4，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤5，主控机发送下一个测试频率F2指令，信号源根据下一次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤6，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始逆时针或顺时针的反向旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤7，重复上述步骤3、步骤4、步骤5和步骤6，直至多个测试频点指令完成；

步骤8，将待测天线俯仰架设在升降杆上，重复上述步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6和步骤7；

步骤9，测试完毕后，主控机将所有扫描图形数据信息调入自动测试软件，得到全向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试结果。

本技术方案有益效果如下：本发明公开了一种天线远场方向图测试系统和测试方法，使用自动化测试软件，减少了测试时间，提高了测试效率，节约了测试成本；通过自动测试软件可控制任意转台的转动角度、速度及方向，可对仪器进行控制，并从频谱分析仪返回测试结果，通过软件预先配置测试程序，可实现天线方向图的自动测试；根据实际测试频率选择测试仪器，降低测试仪器成本；根据测试天线的口径大小及使用频率，测试距离可在一定范围内调节；使用频谱分析仪，采用连续扫描方式，测试速度快；扫描点数设置越多，扫描时间越长或转动旋转速度越慢，测试精度越高；该测试系统搭建方便。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例的定向天线远场方向图测试系统框图；

图2为本发明实施例的全向天线远场方向图测试系统框图；

图3为本发明实施例的一种天线远场方向图测试方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，如图1和图2所示，公开了一种天线远场方向图测试系统，包括：

第一转台3，用于承载标准天线1；第二转台5，用于测试时安装待测天线2；测试时，所述标准天线1和待测天线2间保持测试距离；

其中，第二转台5上垂直载有升降杆；若待测天线2为定向天线，则将待测天线2固定在第三转台4，并将第三转台4架设在升降杆上；若待测天线2为全向天线，则将待测天线2架设在升降杆上；

第一转台3、第二转台5、第三转台匀速旋转

信号源7，用于生成信号，并通过标准天线1发射生成的信号；

频谱分析仪8，用于扫描待测天线2的信号得到测试结果；

频谱分析仪8匀速扫描；

控制组件包括转台控制器6和主控机9，用于控制所述信号源7、第一转台3、第二转台5、频谱分析仪8完成所述待测天线2的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试。

与现有技术相比，本发明实施例的测试系统搭建简单方便，可控制任意转台的转动角度、速度及方向，对信号源、转台控制器及频谱分析仪各仪器进行控制并从频谱分析仪返回测试结果，可根据实际测试频率选择测试仪器，降低测试仪器成本；可根据测试天线的口径大小及使用频率，使得测试距离在一定范围内可调节；使用频谱分析仪，采用连续扫描方式，测试速度快，且扫描点数设置越多，扫描时间越长或转动旋转速度越慢，测试精度越高。

本发明的一个具体实施例，结合图1和图2所示，所述转台控制器6和主控机9通过串口线连接；

所述转台控制器6通过串口线分别与第一转台3、第二转台5和第三转台4连接；

所述主控机9通过GPIB线分别与信号源7、频谱分析仪8连接；标准天线1与信号源7间、待测天线2与频谱分析仪8间分别通过射频线连接；

所述第一转台3、第二转台5和第三转台4均为步进转台。

本发明的一个具体实施例，结合图1和图2所示，所述主控机9安装有自动测试软件，用于设置信号源7、转台控制器6及频谱分析仪8的控制参数，包括：信号源7和频谱分析仪8的测试频率FL指令，信号源7的发射信号指令，频谱分析仪8的同步扫描信号指令，转台控制器6的同步触发转动指令。

本发明的一个具体实施例，所述测试频率F1、F2指令各包括1个测试频点，天线在两个方向上的测试；测试时，主控机依次发送多个测试频点指令进行待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试：本次测试频点指令完成测试后，发送下一个测试频点指令进行测试，得到待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图在各个角度的测试结果。

本发明的一个具体实施例，所述主控机依次发送多个测试频点指令进行待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试，包括：

依次在各个测试频点测试待测天线的水平面方向图后，将待测天线的水平面方向图转换为俯仰面方向图，依次在上述各个测试频点进行测试；

当上述各个测试频点之间依次切换时，主控机通过向转台控制器下达同步触发转动指令控制第二转台的顺时针和逆时针交替旋转。

本发明的一个具体实施例，所述依次在各个测试频点进行测试时，主控机向信号源和频谱分析仪发送测试频率F1、F2指令，向信号源发送发射信号指令，向频谱分析仪发送同步扫描信号指令，向转台控制器发送同步触发转动指令；

信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令，转台控制器下达同步触发转动指令同步第二转台转动与频谱分析仪扫描。

本发明的一个具体实施例，转台控制器下达同步触发转动指令同步第二转台转动与频谱分析仪扫描包括：当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描指令时，主控机控制信号源关闭发射源。

本发明的一个具体实施例，所述标准天线与所述待测天线间的测试距离R为：

R＞2D²/λ；

其中，λ为待测天线工作频率波长，D为最大天线口面尺寸。

如图3所示的一种天线远场方向图测试方法流程图。

本发明的一个具体实施例，公开了一种基于上述系统的天线远场方向图测试方法，用于测试定向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图，包括以下步骤：

步骤1，通过主控机控制转台控制器，使得第一转台、第二转台回归到初始位置及第三转台与水平面平行，并等待同步触发转动指令；

步骤2，主控机根据设置的信号源、频谱分析仪的参数发送控制指令，包括测试频率F1指令，发射信号指令、同步扫描信号指令；

步骤3，信号源、频谱分析仪接收到控制指令后，信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤4，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤5，主控机发送下一个测试频率F2指令，信号源根据下一次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤6，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始逆时针或顺时针的反向旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤7，重复上述步骤3、步骤4、步骤5和步骤6，直至多个测试频点指令完成；

步骤8、主控机控制第三转台旋转90度与水平面垂直，重复上述步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6和步骤7；

步骤9，测试完毕后，主控机将所有扫描图形数据信息调入自动测试软件，得到定向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试结果。

具体地，如图3所示，并结合图1，对本发明实施例的测试系统应用于定向天线远场方向图的测试过程，具体说明如下：

1.确定待测天线的测试距离：大于2D²/λ(其中λ为所测天线工作频率波长，D为最大天线口面尺寸)距离，同时调节标准天线与待测天线在高度方向与水平方向一致。

2.按图1连接各设备、仪器：标准天线与信号源之间、待测天线与频谱分析仪之间分别通过射频线连接；X轴转台、Y轴转台、Z轴转台通过串口线与转台控制器连接；转台控制器与计算机之间通过串口线连接；信号源、频谱分析仪与计算机之间通过GPIB线连接；

X轴转台为步进转台，标准天线固定在X轴转台上；Y轴转台为步进转台，待测天线固定在Y轴转台上；Z轴转台为步进转台，Y轴转台通过升降杆固定在Z轴转台上，升降杆与地面垂直。

3.打开信号源、转台控制器、频谱分析仪、计算机电源。

4.打开计算机中自动测试软件，设置信号源、转台控制器、频谱分析仪各参数，设置自动测试程序。

假设测试定向天线水平面方向图和俯仰面方向图各3个频点(FL、F0、FH)，自动测试程序步骤如下：

步骤1：计算机发送X轴、Y轴、Z轴初使状态角度，各转台回到初使位置，转台等待同步触发转动指令。

步骤2：计算机发送信号源、频谱分析仪设置参数指令。

步骤3：计算机发送信号源、频谱分析仪测试频率FL指令，信号源等待发射信号指令，频谱分仪等待同步扫描信号指令，Z轴转台等待同步触发转动指令(转台将顺时针或逆时针旋转)。

步骤4：计算机下达同步转台扫描指令，首先控制信号源打开发射指令，随后同步控制Z轴转台转动指令(若此时转台为顺时针旋转)、频谱分析仪扫描一次指令。此时Z轴转台开始转动的同时，频谱分析仪开始扫描，当转台停止转动时，频谱分析仪也同时停止扫描(即转台与频谱分析仪扫描是同步的)。

步骤5：频谱分析仪返回停止扫描指令，计算机控制信号源关闭发射源，读取当前扫描图形数据信息。

步骤6：计算机发送下一测试频点F0(FH)指令到信号源和频谱仪，信号源等待发射信号指令，频谱分仪等待同步扫描信号指令，Z轴转台等待同步触发转动指令，此时为逆时针旋转(下一次又顺时针旋转)。

步骤7：重复步骤3、步骤4、步骤5、步骤6，直到FH测试完毕。

步骤8：计算机控制Y轴转台旋转90度，测试天线俯仰面方向图。

步骤9：重复步骤3、步骤4、步骤5、步骤6，直到FH测试完毕。

步骤10：测试完毕后，将所有测试数据调入软件，对测试结果进行处理和查看。

本发明的一个具体实施例，公开了一种基于上述系统的天线远场方向图测试方法，用于测试全向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图，包括以下步骤：

步骤1，将待测天线水平架设在升降杆上，通过主控机控制转台控制器，使得第一转台、第二转台回归到初始位置，并等待同步触发转动指令；

步骤2，主控机根据设置的信号源、频谱分析仪的参数发送控制指令，包括测试频率F1指令，发射信号指令、同步扫描信号指令；

步骤3，信号源、频谱分析仪接收到控制指令后，信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤4，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤5，主控机发送下一个测试频率F2指令，信号源根据下一次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤6，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始逆时针或顺时针的反向旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤7，重复上述步骤3、步骤4、步骤5和步骤6，直至多个测试频点指令完成；

步骤8，将待测天线俯仰架设在升降杆上，重复上述步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6和步骤7；

步骤9，测试完毕后，主控机将所有扫描图形数据信息调入自动测试软件，得到全向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试结果。

具体地，如图3所示，并结合图2，对本发明实施例的测试系统应用于全向天线远场方向图的测试过程，具体说明如下：

1.确定待测天线的测试距离：大于2D²/λ(其中λ为所测天线工作频率波长，D为最大天线口面尺寸)距离，同时调节标准天线与待测天线在高度方向与水平方向一致。

2.按图2连接各设备、仪器：标准天线与信号源之间、待测天线与频谱分析仪之间分别通过射频线连接；X轴转台、Y轴转台、Z轴转台通过串口线与转台控制器连接；转台控制器与计算机之间通过串口线连接；信号源、频谱分析仪与计算机之间通过GPIB线连接；

X轴转台为步进转台，标准天线固定在X轴转台上；升降杆固定在Z轴转台上，与地面垂直；待测天线水平架设在升降杆上。

3.打开信号源、转台控制器、频谱分析仪、计算机电源。

4.打开计算机中自动测试软件，设置信号源、转台控制器、频谱分析仪各参数，设置自动测试程序。

假设测试全向天线水平面方向图和俯仰面方向图各3个频点(FL、F0、FH)，自动测试程序步骤如下：

步骤1：计算机发送X轴、Z轴初使状态角度，各转台回到初使位置，转台等待同步触发转动指令。

步骤2：计算机发送信号源、频谱分析仪设置参数指令。

步骤3：计算机发送信号源、频谱分析仪测试频率FL指令，信号源等待发射信号指令，频谱分仪等待同步扫描信号指令，Z轴转台等待同步触发转动指令(转台将顺时针或逆时针旋转)。

步骤4：计算机下达同步转台扫描指令，首先控制信号源打开发射指令，随后同步控制Z轴转台转动指令(若此时转台为顺时针旋转)、频谱分析仪扫描一次指令。此时Z轴转台开始转动的同时，频谱分析仪开始扫描，当转台停止转动时，频谱分析仪也同时停止扫描(即转台与频谱分析仪扫描是同步的)。

步骤5：频谱分析仪返回停止扫描指令，计算机控制信号源关闭发射源，读取当前扫描图形数据信息。

步骤6：计算机发送下一测试频点F0(FH)指令到信号源和频谱仪，信号源等待发射信号指令，频谱分仪等待同步扫描信号指令，Z轴转台等待同步触发转动指令，此时为逆时针旋转(下一次又顺时针旋转)。

步骤7：重复步骤3、步骤4、步骤5、步骤6，直到FH测试完毕。

步骤8：将待测天线俯仰架设在升降杆上，测试天线俯仰面方向图。

步骤9：重复步骤3、步骤4、步骤5、步骤6，直到FH测试完毕。

步骤10：测试完毕后，将所有测试数据调入软件，对测试结果进行处理和查看。

综上所述，本发明公开了一种天线远场方向图测试系统和测试方法，该测试系统搭建方便，包括第一转台，用于承载标准天线；第二转台，用于测试时安装待测天线；测试时，所述标准天线和待测天线间保持测试距离；其中，第二转台上垂直载有升降杆；若待测天线为定向天线，则将待测天线固定在第三转台，并将第三转台架设在升降杆上；若待测天线为全向天线，则将待测天线架设在升降杆上；信号源，用于生成信号，并通过标准天线发射生成的信号；频谱分析仪，用于扫描待测天线的信号得到测试结果；控制组件，用于控制所述信号源、第一转台、第二转台、频谱分析仪完成所述待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试。本发明测试方法使用自动化测试软件，减少了测试时间，提高了测试效率，节约了测试成本；通过自动测试软件可控制任意转台的转动角度、速度及方向，可对仪器进行控制，并从频谱分析仪返回测试结果，通过软件预先配置测试程序，可实现天线方向图的自动测试；根据实际测试频率选择测试仪器，降低测试仪器成本；根据测试天线的口径大小及使用频率，测试距离可在一定范围内调节；使用频谱分析仪，采用连续扫描方式，测试速度快；扫描点数设置越多，扫描时间越长或转动旋转速度越慢，测试精度越高；解决了目前天线方向图远场测试距离较近，测试速度较慢的问题。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例中方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线远场方向图测试系统，其特征在于，包括：

第一转台，用于承载标准天线；

第二转台，用于测试时安装待测天线；测试时，所述标准天线和待测天线间保持测试距离；

其中，第二转台上垂直载有升降杆；若待测天线为定向天线，则将待测天线固定在第三转台，并将第三转台架设在升降杆上；若待测天线为全向天线，则将待测天线架设在升降杆上；

第一转台、第二转台、第三转台匀速旋转；

信号源，用于生成信号，并通过标准天线发射生成的信号；

频谱分析仪，用于扫描待测天线的信号得到测试结果；

频谱分析仪匀速扫描；

控制组件，用于控制所述信号源、第一转台、第二转台、第三转台、频谱分析仪完成所述待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制组件包括转台控制器和主控机，通过串口线连接；

所述转台控制器通过串口线分别与第一转台、第二转台和第三转台连接；

所述主控机通过GPIB线分别与信号源、频谱分析仪连接；标准天线与信号源间、待测天线与频谱分析仪间分别通过射频线连接；

所述第一转台、第二转台和第三转台均为步进转台。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控机安装有自动测试软件，用于设置信号源、转台控制器及频谱分析仪的控制参数，包括：信号源和频谱分析仪的测试频率F1、F2指令，信号源的发射信号指令，频谱分析仪的同步扫描信号指令，转台控制器的同步触发转动指令。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述测试频率F1、F2指令各包括1个测试频点，天线在两个方向上的测试；测试时，主控机依次发送多个测试频点指令进行待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试：本次测试频点指令完成测试后，发送下一个测试频点指令进行测试，得到待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图在各个角度的测试结果。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主控机依次发送多个测试频点指令进行待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试，包括：

依次在各个测试频点测试待测天线的水平面方向图后，将待测天线的水平面方向图转换为俯仰面方向图，依次在上述各个测试频点进行测试；

当上述各个测试频点之间依次切换时，主控机通过向转台控制器下达同步触发转动指令控制第二转台的顺时针和逆时针交替旋转。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述依次在各个测试频点进行测试时，主控机向信号源和频谱分析仪发送测试频率F1、F2指令，向信号源发送发射信号指令，向频谱分析仪发送同步扫描信号指令，向转台控制器发送同步触发转动指令；

信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令，转台控制器下达同步触发转动指令同步第二转台转动与频谱分析仪扫描。

7.根据权利要求6所述的系统，特征在于，转台控制器下达同步触发转动指令同步第二转台转动与频谱分析仪扫描包括：当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描指令时，主控机控制信号源关闭发射源。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标准天线与所述待测天线间的测试距离R为：

R＞2D²/λ；

其中，λ为待测天线工作频率波长，D为最大天线口面尺寸。

9.一种基于权利要求1-8任一所述系统的天线远场方向图测试方法，用于测试定向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过主控机控制转台控制器，使得第一转台、第二转台回归到初始位置及第三转台与水平面平行，并等待同步触发转动指令；

步骤2，主控机根据设置的信号源、频谱分析仪的参数发送控制指令，包括测试频率F1指令，发射信号指令、同步扫描信号指令；

步骤3，信号源、频谱分析仪接收到控制指令后，信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤4，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤5，主控机发送下一个测试频率F2指令，信号源根据下一次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤6，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始逆时针或顺时针的反向旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤7，重复上述步骤3、步骤4、步骤5和步骤6，直至多个测试频点指令完成；

步骤8、主控机控制第三转台旋转90度与水平面垂直，重复上述步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6和步骤7；

步骤9，测试完毕后，主控机将所有扫描图形数据信息调入自动测试软件，得到定向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试结果。

10.一种基于权利要求1-8任一所述系统的天线远场方向图测试方法，用于测试全向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将待测天线水平架设在升降杆上，通过主控机控制转台控制器，使得第一转台、第二转台回归到初始位置，并等待同步触发转动指令；

步骤2，主控机根据设置的信号源、频谱分析仪的参数发送控制指令，包括测试频率F1指令，发射信号指令、同步扫描信号指令；

步骤3，信号源、频谱分析仪接收到控制指令后，信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤4，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤5，主控机发送下一个测试频率F2指令，信号源根据下一次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；

步骤6，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：

当第二转台开始逆时针或顺时针的反向旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；

频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；

步骤7，重复上述步骤3、步骤4、步骤5和步骤6，直至多个测试频点指令完成；

步骤8，将待测天线俯仰架设在升降杆上，重复上述步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6和步骤7；

步骤9，测试完毕后，主控机将所有扫描图形数据信息调入自动测试软件，得到全向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试结果。

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