CN112730997A - 一种5g杆套天线自动检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于天线检测技术领域，提供了一种5G杆套天线自动检测方法，通过依次进行准备多个待测天线，然后进行用旋转天线的方法测量待测天线的辐射方向性图；接着把待测天线与已知增益的标准天线在相同条件下进行比较测试，得出待测天线的增益；用通过式功率计测出天线输入功率，用方向性图积分法确定天线辐射功率，即可求出天线的效率，最后进行阻抗和驻波测量比检测，从而可以自动化高效测定待测天线的多种性能参数。
Description
技术领域
本发明属于天线检测技术领域，尤其涉及一种5G杆套天线自动检测方法。
背景技术
第五代移动通信技术(英语：5th generation mobile networks或5thgeneration wireless systems、5th-Generation，简称5G或5G技术)是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。5G天线是5G通信设备的一个重要部件。
在5G天线的生产和加工中，需要对天线的产品性能进行测试，但是现有的测试方法，工序单一，不能实现自动化检测且检测项目少。
发明内容
本发明提供一种5G杆套天线自动检测方法，旨在解决现有技术存在的问题。
本发明是这样实现的，一种5G杆套天线自动检测方法，包括以下步骤：
S1、准备多个待测天线；
S2、辐射方向性图监测：用旋转天线的方法测量待测天线的辐射方向性图；
S3、增益检测：把待测天线与已知增益的标准天线在相同条件下进行比较测试，得出待测天线的增益；
S4、效率检测：用通过式功率计测出天线输入功率，用方向性图积分法确定天线辐射功率，即可求出效率。
优选的，步骤S2中，当没有标准天线时，用两个完全相同的待测天线，在天线测试场中相互对准，一个天线接信号源，用功率计测出天线输入功率P0，另一个天线接匹配终端功率计，测出天线接收功率Pr，再测出收、发天线的距离R和波长λ，天线的增益为
优选的，步骤S2中，当没有标准天线时，将待测天线置于反射屏的最小测试距离的二分之一处，用理想导电反射屏上的天线镜像来代替另一个天线；测量时，在放入金属屏以前使天线与馈线精密匹配，要求行波系数k≥0.95；放入金属屏后，由于馈线的入射波与金属屏镜像耦合产生的反射波干涉，在馈线上形成驻波，用测量线测出行波系数k，则天线的增益为
式中，R为天线到屏距离的两倍；λ为波长。此时反射屏的大小应该使待测天线方向性图主瓣张角小于天线对屏的张角；屏的不平坦度应小于λ/16。为提高测量精度，可取几次测试的平均值。
优选的，还包括：
步骤S5、阻抗和驻波测量比检测：阻抗图示仪测量，将待测天线用馈线接到图示仪的测试端上，经调制的扫频信号由于天线的阻抗与传输线阻抗不同而产生反射，从而引起驻波；用定向耦合器从射频网络中将入射波和反射波分别取出，经检波和低频放大后在阻抗圆图上显示或通过伺服电路进行自动记录；用驻波测量仪测量驻波测量仪由同轴T型接头组成，接头的一个侧臂接信号源，另外两个直通臂分别接可变电容和被测负载，并在T型连接处装有带检波器的圆截止波导；测量时把待测天线接在负载臂，按测试频率将可变电容调到此频率点上；旋转圆截止波导，就像测量线中移动探针一样可检出Uma×和Umin，从而确定天线驻波比，S＝Uma×/Umin，从最小值处的刻度可读出反射系数的相角，由此可从阻抗圆图求得天线的输入阻抗。
优选的，步骤S2中，所述辐射方向性图通过天线方向性图自动描绘仪检测，并且测试方法具体为：用待测天线作发射天线，先根据天线尺寸和工作频率确定天线最小测试距离和架设高度，将待测天线装在转台上，使待测天线相位中心通过转台转轴；辅助天线以相同极化形式安装在同一高度，并对准待测天线；测量时射频信号经可变衰减器加到待测天线，并利用定向耦合器从信号源分出小部分信号功率直接加到转接器，该信号与辅助天线收到的信号进行比较，以差值信号加到伺服机构、控制可变衰减器，改变发射天线功率，使两信号相等，比较器输出为零；由于记录笔与衰减器同步，记录仪纸带速度由旋转和定标角度部分来调节，在待测天线水平旋转时即可自动描绘天线水平方向性图；测量垂直方向性图，将天线以通过相位中心的水平线为轴，使之变成俯仰角方向转动即可描绘垂直方向性图；或将收、发天线极化方向旋转90°；在水平面测量，也可得到垂直方向性图。
优选的，所述天线方向性图自动描绘仪包括信号源、接收机、天线测试架、可变衰减器、自动记录器、辅助天线和伺服系统；
所述待测天线安装在所述天线测试架上，所述天线测试架上具有用于驱动所述待测天线旋转的旋转机构；所述信号源通过定向耦合器和所述可变衰减器依次连接所述待测天线；所述定向耦合器和转接器、接收机、检波器、比较器依次连接；
所述比较器连接一个伺服系统和所述转接器，所述伺服系统连接所述可变衰减器；所述可变衰减器通过一个自动记录器连接所述旋转机构；
所述辅助天线安装在所述转接器上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种5G杆套天线自动检测方法，通过依次进行准备多个待测天线，然后进行用旋转天线的方法测量待测天线的辐射方向性图；接着把待测天线与已知增益的标准天线在相同条件下进行比较测试，得出待测天线的增益；最后用通过式功率计测出天线输入功率，用方向性图积分法确定天线辐射功率，即可求出天线的效率，从而可以自动化高效测定待测天线的多种性能参数。
附图说明
图1为本发明的一种5G杆套天线自动检测方法的流程示意图。
图2为本发明的天线方向性图自动描绘仪的方框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种5G杆套天线自动检测方法，包括以下步骤：
S1、准备多个待测天线。
S2、辐射方向性图监测：用旋转天线的方法测量待测天线的辐射方向性图。
辐射方向性图通过天线方向性图自动描绘仪检测，并且测试方法具体为：用待测天线作发射天线，先根据天线尺寸和工作频率确定天线最小测试距离和架设高度，将待测天线装在转台上，使待测天线相位中心通过转台转轴；辅助天线以相同极化形式安装在同一高度，并对准待测天线；测量时射频信号经可变衰减器加到待测天线，并利用定向耦合器从信号源分出小部分信号功率直接加到转接器，该信号与辅助天线收到的信号进行比较，以差值信号加到伺服机构、控制可变衰减器，改变发射天线功率，使两信号相等，比较器输出为零；由于记录笔与衰减器同步，记录仪纸带速度由旋转和定标角度部分来调节，在待测天线水平旋转时即可自动描绘天线水平方向性图；测量垂直方向性图，将天线以通过相位中心的水平线为轴，使之变成俯仰角方向转动即可描绘垂直方向性图；或将收、发天线极化方向旋转90°；在水平面测量，也可得到垂直方向性图。
请参阅图2，天线方向性图自动描绘仪包括信号源、接收机、天线测试架、可变衰减器、自动记录器、辅助天线和伺服系统；待测天线安装在天线测试架上，天线测试架上具有用于驱动待测天线旋转的旋转机构；信号源通过定向耦合器和可变衰减器依次连接待测天线；定向耦合器和转接器、接收机、检波器、比较器依次连接；比较器连接一个伺服系统和转接器，伺服系统连接可变衰减器；可变衰减器通过一个自动记录器连接旋转机构；辅助天线安装在转接器上。自动描绘仪的优点是测量结果与信号源功率和接收机灵敏度的变化无关，并可提供足够大的动态测量范围。
当没有标准天线时，用两个完全相同的待测天线，在天线测试场中相互对准，一个天线接信号源，用功率计测出天线输入功率P0，另一个天线接匹配终端功率计，测出天线接收功率Pr，再测出收、发天线的距离R和波长λ，天线的增益为
或者，当没有标准天线时，将待测天线置于反射屏的最小测试距离的二分之一处，用理想导电反射屏上的天线镜像来代替另一个天线；测量时，在放入金属屏以前使天线与馈线精密匹配，要求行波系数k≥0.95；放入金属屏后，由于馈线的入射波与金属屏镜像耦合产生的反射波干涉，在馈线上形成驻波，用测量线测出行波系数k，则天线的增益为
式中，R为天线到屏距离的两倍；λ为波长。此时反射屏的大小应该使待测天线方向性图主瓣张角小于天线对屏的张角；屏的不平坦度应小于λ/16。为提高测量精度，可取几次测试的平均值。
S3、增益检测：把待测天线与已知增益的标准天线在相同条件下进行比较测试，得出待测天线的增益。
S4、效率检测：用通过式功率计测出天线输入功率，用方向性图积分法确定天线辐射功率，即可求出天线的效率。
步骤S5、阻抗和驻波测量比检测：阻抗图示仪测量，将待测天线用馈线接到图示仪的测试端上，经调制的扫频信号由于天线的阻抗与传输线阻抗不同而产生反射，从而引起驻波；用定向耦合器从射频网络中将入射波和反射波分别取出，经检波和低频放大后在阻抗圆图上显示或通过伺服电路进行自动记录；用驻波测量仪测量驻波测量仪由同轴T型接头组成，接头的一个侧臂接信号源，另外两个直通臂分别接可变电容和被测负载，并在T型连接处装有带检波器的圆截止波导；测量时把待测天线接在负载臂，按测试频率将可变电容调到此频率点上；旋转圆截止波导，就像测量线中移动探针一样可检出Uma×和Umin，从而确定天线驻波比，S＝Uma×/Umin，从最小值处的刻度可读出反射系数的相角，由此可从阻抗圆图求得天线的输入阻抗。
本发明的一种5G杆套天线自动检测方法，通过依次进行准备多个待测天线，然后进行用旋转天线的方法测量待测天线的辐射方向性图；接着把待测天线与已知增益的标准天线在相同条件下进行比较测试，得出待测天线的增益；用通过式功率计测出天线输入功率，用方向性图积分法确定天线辐射功率，即可求出天线的效率，最后进行阻抗和驻波测量比检测，从而可以自动化高效测定待测天线的多种性能参数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种5G杆套天线自动检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、准备多个待测天线；
S2、辐射方向性图监测：用旋转天线的方法测量待测天线的辐射方向性图；
S3、增益检测：把待测天线与已知增益的标准天线在相同条件下进行比较测试，得出待测天线的增益；
S4、效率检测：用通过式功率计测出天线输入功率，用方向性图积分法确定天线辐射功率，即可求出效率。
2.如权利要求1所述的一种5G杆套天线自动检测方法，其特征在于：步骤S2中，当没有标准天线时，用两个完全相同的待测天线，在天线测试场中相互对准，一个天线接信号源，用功率计测出天线输入功率P0，另一个天线接匹配终端功率计，测出天线接收功率Pr，再测出收、发天线的距离R和波长λ，天线的增益为
3.如权利要求1所述的一种5G杆套天线自动检测方法，其特征在于：步骤S2中，当没有标准天线时，将待测天线置于反射屏的最小测试距离的二分之一处，用理想导电反射屏上的天线镜像来代替另一个天线；测量时，在放入金属屏以前使天线与馈线精密匹配，要求行波系数k≥0.95；放入金属屏后，由于馈线的入射波与金属屏镜像耦合产生的反射波干涉，在馈线上形成驻波，用测量线测出行波系数k，则天线的增益为
式中，R为天线到屏距离的两倍；λ为波长。此时反射屏的大小应该使待测天线方向性图主瓣张角小于天线对屏的张角；屏的不平坦度应小于λ/16。为提高测量精度，可取几次测试的平均值。
4.如权利要求1所述的一种5G杆套天线自动检测方法，其特征在于：还包括：
步骤S5、阻抗和驻波测量比检测：阻抗图示仪测量，将待测天线用馈线接到图示仪的测试端上，经调制的扫频信号由于天线的阻抗与传输线阻抗不同而产生反射，从而引起驻波；用定向耦合器从射频网络中将入射波和反射波分别取出，经检波和低频放大后在阻抗圆图上显示或通过伺服电路进行自动记录；用驻波测量仪测量驻波测量仪由同轴T型接头组成，接头的一个侧臂接信号源，另外两个直通臂分别接可变电容和被测负载，并在T型连接处装有带检波器的圆截止波导；测量时把待测天线接在负载臂，按测试频率将可变电容调到此频率点上；旋转圆截止波导，就像测量线中移动探针一样可检出Uma×和Umin，从而确定天线驻波比，S＝Uma×/Umin，从最小值处的刻度可读出反射系数的相角，由此可从阻抗圆图求得天线的输入阻抗。
5.如权利要求1所述的一种5G杆套天线自动检测方法，其特征在于：步骤S2中，所述辐射方向性图通过天线方向性图自动描绘仪检测，并且测试方法具体为：用待测天线作发射天线，先根据天线尺寸和工作频率确定天线最小测试距离和架设高度，将待测天线装在转台上，使待测天线相位中心通过转台转轴；辅助天线以相同极化形式安装在同一高度，并对准待测天线；测量时射频信号经可变衰减器加到待测天线，并利用定向耦合器从信号源分出小部分信号功率直接加到转接器，该信号与辅助天线收到的信号进行比较，以差值信号加到伺服机构、控制可变衰减器，改变发射天线功率，使两信号相等，比较器输出为零；由于记录笔与衰减器同步，记录仪纸带速度由旋转和定标角度部分来调节，在待测天线水平旋转时即可自动描绘天线水平方向性图；测量垂直方向性图，将天线以通过相位中心的水平线为轴，使之变成俯仰角方向转动即可描绘垂直方向性图；或将收、发天线极化方向旋转90°，在水平面测量，也可得到垂直方向性图。
6.如权利要求5所述的一种5G杆套天线自动检测方法，其特征在于：所述天线方向性图自动描绘仪包括信号源、接收机、天线测试架、可变衰减器、自动记录器、辅助天线和伺服系统；
所述待测天线安装在所述天线测试架上，所述天线测试架上具有用于驱动所述待测天线旋转的旋转机构；所述信号源通过定向耦合器和所述可变衰减器依次连接所述待测天线；所述定向耦合器和转接器、接收机、检波器、比较器依次连接；
所述比较器连接一个伺服系统和所述转接器，所述伺服系统连接所述可变衰减器；所述可变衰减器通过一个自动记录器连接所述旋转机构；
所述辅助天线安装在所述转接器上。
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| 江思杰等: "大尺寸短波发射天线现场测试技术研究", 《环境技术》, vol. 35, no. 02 * |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116827452A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-09-29 | 福州物联网开放实验室有限公司 | 一种物联网通信终端天线调试装置 |
| CN116827452B (zh) * | 2023-08-30 | 2023-12-01 | 福州物联网开放实验室有限公司 | 一种物联网通信终端天线调试装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112730997B (zh) | 2024-03-12 |
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