CN113014333A - 天线测量系统及天线测量方法 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种天线测量系统及天线测量方法。天线测量系统包括：网络分析仪、功分器、上变频器、波导探头和下变频器，网络分析仪用于将射频信号发送至上变频器，将本振信号发送至功分器；功分器用于将本振信号拆分为第一子本振信号和第二子本振；上变频器用于对射频信号和第一子本振信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号；波导探头用于将经变频后的射频信号辐射出；下变频器用于对第二子本振信号和天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，将测试中频信号发送至网络分析仪；网络分析仪还用于基于参考中频信号的参数和测试中频信号的参数之间的差异，获得待测量天线的性能参数。

Description

天线测量系统及天线测量方法

技术领域

本公开涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种天线测量系统及天线测量方法。

背景技术

随着移动信息技术的发展，对高性能、高精度天线的需求愈发广泛，因此，作为评估天线性能的天线测量系统也越来越重要。近场测量技术通常采用一个特性已知的探头，在距离待测天线几个波长的范围内的某一个表面进行数据采样，将采样获得的数据发送至矢量网络分析仪，由矢量网络分析仪根据数据获得幅相特性，接着经过数学计算变换得到天线远场方向图。

相关技术中，为实现对高频天线的测量，例如，为实现对毫米波天线的测量，近场测量技术所使用的天线测量系统中，通常采用高性能矢量网络分析仪。但是高性能矢量网络分析仪的价格较高，因此，导致天线测量系统的成本较高。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种天线测量系统及天线测量方法，以实现满足毫米波天线测量要求的同时，降低天线测量系统的成本。具体技术方案如下：

根据本公开实施例的一个方面，提供一种天线测量系统，其特征在于，包括：网络分析仪、功分器、上变频器、波导探头和下变频器，其中：

所述网络分析仪，用于产生射频信号和本振信号，将所述射频信号发送至所述上变频器，将所述本振信号发送至所述功分器；

所述功分器，与所述网络分析仪电连接，用于接收所述本振信号，并将所述本振信号拆分为第一子本振信号和第二子本振信号，将所述第一子本振信号发送至所述上变频器，将所述第二子本振信号发送至所述下变频器；

所述上变频器，分别与所述网络分析仪和所述功分器电连接，用于接收所述射频信号和所述第一子本振信号，并对所述射频信号和所述第一子本振信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，将所述经变频后的射频信号发送至所述波导探头，将所述参考中频信号发送至所述网络分析仪；

所述波导探头，与所述上变频器电连接，用于接收所述经变频后的射频信号，并将所述经变频后的射频信号辐射出，以使待测量天线能够收到所述经变频后的射频信号；

所述下变频器，分别与所述网络分析仪和所述功分器电连接，用于接收所述第二子本振信号和待测量天线发射的天线测试信号，对所述第二子本振信号和所述天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，将所述测试中频信号发送至所述网络分析仪；

所述网络分析仪，还用于接收所述参考中频信号和所述测试中频信号，并基于所述参考中频信号的参数和所述测试中频信号的参数之间的差异，获得待测量天线的性能参数。

在一些实施例中，所述上变频器包括：相互电连接的第一倍频器和第一混频器；

所述第一倍频器，用于接收所述射频信号，对所述射频信号进行变频处理，获得所述经变频后的射频信号，将所述经变频后的射频信号发送至所述波导探头和所述第一混频器；

所述第一混频器，用于接收所述经变频后的射频信号和所述第一子本振信号，对所述经变频后的射频信号和所述第一子本振信号进行混频处理，获得所述参考中频信号，将所述参考中频信号发送至所述网络分析仪。

在一些实施例中，所述下变频器包括：依次相互电连接的第二倍频器、第二混频器、滤波器和第一功率放大器；

所述第二倍频器，用于接收所述第二子本振信号，对所述第二子本振信号进行变频处理，获得经变频后的子本振信号，将所述经变频后的子本振信号发送至所述第二混频器；

所述第二混频器，用于接收所述天线测试信号和所述经变频后的子本振信号，对所述天线测试信号和所述经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将所述经混频后的测试信号发送至所述滤波器；

所述滤波器，用于接收所述经混频后的测试信号，对所述经混频后的测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将所述经滤波后的测试信号发送至所述第一功率放大器；

所述第一功率放大器，用于接收所述经滤波后的测试信号，对所述经滤波后的测试信号进行功率放大处理，获得所述测试中频信号，将所述测试中频信号发送至所述网络分析仪，其中，所述测试中频信号的频段与所述下变频器的设备频段相同。

在一些实施例中，所述下变频器还包括与所述第二混频器电连接的带通滤波器，所述第二混频器通过所述带通滤波器接收所述天线测试信号；

所述带通滤波器，用于接收所述天线测试信号，对所述天线测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将所述经滤波后的测试信号发送至所述第二混频器，其中，所述经滤波后的测试信号的频段与所述经变频后的射频信号的频段相同；

所述第二混频器，具体用于接收所述经滤波后的测试信号和所述经变频后的子本振信号，对所述经滤波后的测试信号和所述经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将所述经混频后的测试信号发送至所述滤波器。

在一些实施例中，所述第二混频器，用于根据预设表达式计算测试中频信号的频率，预设表达式为：

(F_LO-F_RF)*N＝F_IF

其中，F_LO表示所述经变频后的子本振信号的频率，F_RF表示所述经滤波后的测试信号的频率，N表示倍频因子，F_IF表示所述测试中频信号的频率。

在一些实施例中，所述上变频器表面设置有与所述网络分析仪电连接、且用于接收所述射频信号的射频信号输入端口；

在所述射频信号输入端口和所述网络分析仪之间还电连接有第二功率放大器，用于对所述射频信号进行功率放大处理，以使所述射频信号输入端口收到的射频信号的功率，满足所述射频信号输入端口的功率要求。

根据本公开实施例的另一个方面，提供一种天线测量方法，包括：

网络分析仪产生射频信号和本振信号，将所述射频信号发送至上变频器，将所述本振信号发送至功分器；

所述功分器接收所述本振信号，并将所述本振信号拆分为第一子本振信号和第二子本振信号，将所述第一子本振信号发送至所述上变频器，将所述第二子本振信号发送至下变频器；

所述上变频器接收所述射频信号和所述第一子本振信号，并对所述射频信号和所述第一子本振信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，将所述经变频后的射频信号发送至波导探头，将所述参考中频信号发送至所述网络分析仪；

所述波导探头接收所述经变频后的射频信号，并将所述经变频后的射频信号辐射出，以使待测量天线能够收到所述经变频后的射频信号；

所述下变频器接收所述第二子本振信号和待测量天线发射的天线测试信号，对所述第二子本振信号和所述天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，将所述测试中频信号发送至所述网络分析仪；

所述网络分析仪接收所述参考中频信号和所述测试中频信号，并基于所述参考中频信号的参数和所述测试中频信号的参数之间的差异，获得待测量天线的性能参数。

在一些实施例中，所述上变频器包括：相互电连接的第一倍频器和第一混频器；

所述接收所述射频信号和所述第一子本振信号，并对所述射频信号和所述第一子本振信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，包括：

所述第一倍频器接收所述射频信号，对所述射频信号进行变频处理，获得所述经变频后的射频信号，将所述经变频后的射频信号发送至所述波导探头和所述第一混频器；

所述第一混频器接收所述经变频后的射频信号和所述第一子本振信号，对所述经变频后的射频信号和所述第一子本振信号进行混频处理，获得所述参考中频信号，将所述参考中频信号发送至所述网络分析仪。

在一些实施例中，所述下变频器包括：依次相互电连接的第二倍频器、第二混频器、滤波器和第一功率放大器；

所述对所述第二子本振信号和所述天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，包括：

所述第二倍频器，用于接收所述第二子本振信号，对所述第二子本振信号进行变频处理，获得经变频后的子本振信号，将所述经变频后的子本振信号发送至所述第二混频器；

所述第二混频器，用于接收所述天线测试信号和所述经变频后的子本振信号，对所述天线测试信号和所述经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将所述经混频后的测试信号发送至所述滤波器；

所述滤波器，用于接收所述经混频后的测试信号，对所述经混频后的测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将所述经滤波后的测试信号发送至所述第一功率放大器；

所述第一功率放大器，用于接收所述经滤波后的测试信号，对所述经滤波后的测试信号进行功率放大处理，获得所述测试中频信号，将所述测试中频信号发送至所述网络分析仪，其中，所述测试中频信号的频段与所述下变频器的设备频段相同。

在一些实施例中，所述下变频器还包括与所述第二混频器电连接的带通滤波器，所述第二混频器通过所述带通滤波器接收所述天线测试信号；

所述对所述第二子本振信号和所述天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，还包括：

所述带通滤波器对所述天线测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将所述经滤波后的测试信号发送至所述第二混频器，其中，所述经滤波后的测试信号的频段与所述经变频后的射频信号的频段相同；

所述对所述天线测试信号和所述经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，包括：

所述第二混频器接收所述经滤波后的测试信号和所述经变频后的子本振信号，对所述经滤波后的测试信号和所述经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将所述经混频后的测试信号发送至所述滤波器。

本公开实施例有益效果：

本公开实施例提供的天线测量系统及天线测量方法，网络分析仪所产生的射频信号，及由功分器发送的第一子本振信号能够经过上变频器的变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，这样，能够将网络分析仪所产生的位于低频段的射频信号，转换为位于高频段的参考中频信号。下变频器能够对接收到的由功分器拆分的第二子本振信号和待测量天线发送的天线测试信号进行变频处理，获得测试中频信号，这样，下变频器能够获得位于高频段的测试中频信号。接着，网络分析仪能够基于参考中频信号的参数和测试中频信号的参数之间的差异，获得待测量天线的性能参数。由于上变频器和下变频器能够对网络分析仪所发送的信号进行变频信号，使得输出信号的频率高于网络分析仪所发送信号的频率，而无需采用能够发送较高频段射频信号的高性能网络分析仪，因此，能够降低网络分析仪的价格，从而降低本公开实施例的天线测量系统的成本。

当然，实施本公开的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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实施例。

图1为本公开实施例的天线测量系统的结构示意图；

图2为本公开实施例的上变频器的结构示意图；

图3为本公开实施例的下变频器的结构示意图；

图4为本公开实施例的天线测量系统的信令交互图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

为实现满足毫米波天线测量要求的同时，降低天线测量系统的成本，本公开实施例提供了一种天线测量系统及天线测量方法。

如图1所示，本公开一些实施例提供了一种天线测量系统，包括：网络分析仪1、功分器2、上变频器3、波导探头4和下变频器5。其中：

网络分析仪1，用于产生射频信号和本振信号，将射频信号发送至上变频器3，将本振信号发送至功分器2。

网络分析仪1可以采用微波矢量网路分析仪，网络分析仪1上设置有第一射频信号输出端口11和本振信号输出端口12，当网络分析仪1产生射频信号和本振信号后，可以通过第一射频信号输出端口11将射频信号输出至上变频器3，以及通过本振信号输出端口12将本振信号输出至功分器2。

功分器2，与网络分析仪1电连接，用于接收本振信号，并将本振信号拆分为第一子本振信号和第二子本振信号，将第一子本振信号发送至上变频器3，将第二子本振信号发送至下变频器5。

功分器2上设置有本振信号输入端口21，且其与网络分析仪1的本振信号输出端口12通过线缆电连接，该本振信号输入端口21可以接收来自网络分析仪1的本振信号，并将本振信号拆分为第一子本振信号和第二子本振信号。

功分器2上还设置有第一子本振信号输出端口22，能够将第一子本振信号输出至上变频器3；功分器2上还设置有第二子本振信号输出端口23，能够将第二子本振信号输出至下变频器5。

上变频器3，分别与网络分析仪1和功分器2电连接，用于接收射频信号和第一子本振信号，并对射频信号和第一子本振信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，将经变频后的射频信号发送至波导探头4，将参考中频信号发送至网络分析仪1。

上变频器3上设置有射频信号输入端口31和第一子本振信号输入端口32，其中，射频信号输入端口31与网络分析仪1的第一射频信号输出端口11通过线缆电连接，能够接收来自网络分析仪1的射频信号。第一子本振信号输入端口32与功分器2的第一子本振信号输出端口22通过线缆电连接，能够接收来自功分器2的第一子本振信号。

上变频器3上还设置有第二射频信号输出端口33和参考中频信号输出端口34，其中，第二射频信号输出端口33能够将经变频后的射频信号发送至波导探头4；参考中频信号输出端口34能够将参考中频信号发送至网络分析仪1。

波导探头4，与上变频器3电连接，用于接收经变频后的射频信号，并将经变频后的射频信号辐射出，以使待测量天线能够收到经变频后的射频信号。

波导探头4通过线缆与上变频器3的参考中频信号输出端口34电连接，能够接收经变频后的射频信号，并将该经变频后的射频信号辐射出，这样，待测量天线便能够接收到该经变频后的射频信号。

下变频器5，分别与网络分析仪1和功分器2电连接，用于接收第二子本振信号和待测量天线发射的天线测试信号，对第二子本振信号和天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，将测试中频信号发送至网络分析仪1。

下变频器5上设置有第二子本振信号输入端口51和测试信号输入端口52，其中，第二子本振信号输入端口51与功分器2的第二子本振信号输出端口23通过线缆电连接，能够接收来自功分器2的第二子本振信号。测试信号输入端口52与待测量天线通过线缆电连接，能够接收到待测量天线发送的天线测试信号，该天线测试信号为待测量天线接收到波导探头4辐射的经变频后的射频信号后发送的，理论上，该天线测试信号的参数，与经变频后的射频信号的参数相同。

下变频器5上还设置有测试中频信号输出端口53，下变频器5能够在下变频器5获得测试中频信号后，通过测试中频信号输出端口53将该测试中频信号发送至网络分析仪1。

网络分析仪1，还用于接收参考中频信号和测试中频信号，并基于参考中频信号的参数和测试中频信号的参数之间的差异，获得待测量天线的性能参数。

网络分析仪1上设置有参考中频信号输入端口13和测试中频信号输入端口14，其中，参考中频信号输入端口13与上变频器3的参考中频信号输出端口34通过线缆连接，能够接收来自上变频器3的参考中频信号。测试中频信号输入端口14与下变频器5的测试中频信号输出端口53通过线缆电连接，能够接收来自下变频器5的测试中频信号。

当网络分析仪1接收参考中频信号和测试中频信号后，可以获得参考中频信号的参数和测试中频信号的参数，其中参数包括幅值和相位。接着，对参考中频信号的参数和测试中频信号的参数进行运算处理，可以获得待测量天线的性能参数，其中性能参数包括：天线增益和辐射方向图。

在使用本公开实施例的天线测量系统对待测量天线进行测量前，需要选用上变频器3和下变频器5，由于上变频器3和下变频器5的输出信号的频段是固定的，倍频因子也是固定的，因此，可以选择与待测量天线频段匹配的上变频器3和下变频器5。例如，需要测量90GHz频段的待测量天线，可以选用频段为90-120GHz的上变频器3和下变频器5，当上变频器3和下变频器5倍频因子为6时，那么网络分析仪1的射频信号的频段则为15-20GHz。

接着，还需要对各设备的参数进行设置。在网络分析仪1的设置界面上，将中频信号的来源设置为外部输入。在网络分析仪1设置界面上对倍频因子进行设置，在上变频器3和下变频器5的设置界面上设置，与网络分析仪1设置界面上相对应的倍频因子。此外，还需要在网络分析仪1设置界面上设置比值和网络分析仪输出端口的功率。

此外，还需要对网路分析仪的射频信号的频率进行设置，当上变频器3的设备频段和倍频因子确定后，射频信号的频段也确定了，因此，可以按照上变频器3的频段和倍频因子对射频信号的频段进行设置。由于网络分析仪1产生的本振信号的频段是固定不变的，且网络分析仪1接收的中频信号频率跟其固有中频需要保持一致，因此，在将射频信号的频段设置完成后，还需要确定射频信号的频段，与本振信号的频段之间的差值是否为一个固定值。具体，可以计算射频信号的频段中的最小值，和本振信号的频段中的最小值之间的差值，是否与射频信号的频段中的最大值，和本振信号的频段中的最大值之间的差值相同。

此外，在对网络分析仪1的参数进行设置时，也可以采用如下方法：在网络分析仪1的设置界面上选择接收机模式，设置测试中频信号的频段或参考中频信号的频段，接着设置射频信号的频段以及频偏参数。

本公开实施例提供的天线测量系统，网络分析仪1所产生的射频信号，及由功分器2发送的第一子本振信号能够经过上变频器3的变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，这样，能够将网络分析仪1所产生的位于低频段的射频信号，转换为位于高频段的参考中频信号。下变频器5能够对接收到的由功分器2拆分的第二子本振信号和待测量天线发送的天线测试信号进行变频处理，获得测试中频信号，这样，下变频器5能够获得位于高频段的测试中频信号。接着，网络分析仪1能够基于参考中频信号的参数和测试中频信号的参数之间的差异，获得待测量天线的性能参数。由于上变频器3和下变频器5能够对网络分析仪1所发送的信号进行变频信号，使得输出信号的频率高于网络分析仪1所发送信号的频率，而无需采用能够发送较高频段射频信号的高性能网络分析仪1，因此，能够降低网络分析仪1的价格，从而降低本公开实施例的天线测量系统的成本。

此外，由于本公开实施例的天线测量系统包括网络分析仪1、功分器2、上变频器3、波导探头4和下变频器5，设备数量较少，线路连接较为简单。且，上变频器3和下变频器5的集成度较高，其在使用中可以被当作一个“黑盒子”，当上变频器3或者下变频器5在使用中损坏时，直接进行更换即可，因此，拆装也更为方便。另外，由于可以通过网络分析仪1和支持高频段的上变频器3和下变频器5，使得本公开实施例的天线测量系统能够对高频段器件进行准确测量，例如能够实现对毫米波天线的测量。

如图2所示，在本公开的一些实施例中，上变频器3包括：相互电连接的第一倍频器35和第一混频器36，其中第一倍频器35的倍频因子即为上变频器3的倍频因子。

第一倍频器35，用于接收射频信号，对射频信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号，将经变频后的射频信号发送至波导探头4和第一混频器36。

第一混频器36，用于接收经变频后的射频信号和第一子本振信号，对经变频后的射频信号和第一子本振信号进行混频处理，获得参考中频信号，将参考中频信号发送至网络分析仪1。

第一倍频器35在接收到射频信号后，可以对射频信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号，该经变频后的射频信号的频段高于射频信号的频段。例如，当射频信号的频段为15-20GHz，第一倍频器35的倍频因子为6时，则，经变频后的射频信号的频段为90-120GHz。

第一混频器36能够接收经变频后的射频信号和第一子本振信号，对经变频后的射频信号和第一子本振信号进行混频处理，具体为，将经变频后的射频信号的频段，与第一子本振信号的频段做减法处理，获得的频段即为参考中频信号的频段。

在本公开实施例中，上变频器3先利用第一倍频器35对接收到的射频信号进行变频处理，以提高射频信号的频段，接着，利用第一混频器36对经变频后的射频信号和第一子本振信号进行混频处理获得参考中频信号，参考中频信号与经变频后的射频信号的频段不同，因此，能够采用较为简单的结构，实现对信号的变频处理。

如图3所示，在本公开的一些实施例中，下变频器5包括：依次相互电连接的第二倍频器54、第二混频器55、滤波器56和第一功率放大器57，其中，第二倍频器54的倍频因子与下变频器5的倍频因子相同。

第二倍频器54，用于接收第二子本振信号，对第二子本振信号进行变频处理，获得经变频后的子本振信号，将经变频后的子本振信号发送至第二混频器55。

第二混频器55，用于接收天线测试信号和经变频后的子本振信号，对天线测试信号和经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将经混频后的测试信号发送至滤波器56。

滤波器56，用于接收经混频后的测试信号，对经混频后的测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将经滤波后的测试信号发送至第一功率放大器57。

第一功率放大器57，用于接收经滤波后的测试信号，对经滤波后的测试信号进行功率放大处理，获得测试中频信号，将测试中频信号发送至网络分析仪1，其中，测试中频信号的频段与下变频器5的设备频段相同。

由于经滤波后的测试信号的频率较低，因此，可以通过第一功率放大器57对该经滤波后的测试信号进行功率放大处理，使测试中频信号的功率大于经滤波后的测试信号的功率。此外，由于经滤波后的测试信号中可能还存在噪声信号，因此，第一功率放大器57可以为噪声功率放大器，可以将经滤波后的测试信号中有用的信号进行功率放大处理，而对经滤波后的测试信号中的噪声信号不进行处理。前述实现对信号进行变频的下变频器5结构较为简单。

如图3所示，在本公开的一些实施例中，下变频器5还包括与第二混频器55电连接的带通滤波器58，第二混频器55通过带通滤波器58接收天线测试信号。

带通滤波器58，用于接收天线测试信号，对天线测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将经滤波后的测试信号发送至第二混频器55，其中，经滤波后的测试信号的频段与经变频后的射频信号的频段相同。

由于待测量天线在接收波导探头4辐射的经变频后的射频信号时，还可能接收到其他频段的电磁波，因此待测量天线发送的天线测试信号的频段比经变频后的射频信号的频段宽，通过带通滤波器58，可以对天线测试信号进行滤波处理，将位于经变频后的射频信号的频段外的频率的电磁波滤除掉，使得经滤波后的测试信号的频段与经变频后的射频信号的频段尽量相同。

第二混频器55，具体用于接收经滤波后的测试信号和经变频后的子本振信号，对经滤波后的测试信号和经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将经混频后的测试信号发送至滤波器56。

在本公开的一些实施例中，第二混频器55，用于根据预设表达式计算测试中频信号的频率，预设表达式为：

(F_LO-F_RF)*N＝F_IF

其中，F_LO表示经变频后的子本振信号的频率，F_RF表示经滤波后的测试信号的频率，N表示倍频因子，F_IF表示测试中频信号的频率。

在本公开实施例中，通过采用带通滤波器58将天线测试信号中的噪声信号滤除，能够减少噪声信号对待测量天线的性能参数的影响，进而提高本公开实施例的天线测量系统的测试准确性。

在本公开的一些实施例中，上变频器3表面设置有与网络分析仪1电连接、且用于接收射频信号的射频信号输入端口31。

在射频信号输入端口31和网络分析仪1之间还电连接有第二功率放大器6，用于对射频信号进行功率放大处理，以使射频信号输入端口31收到的射频信号的功率，满足射频信号输入端口31的功率要求。

在上变频器3和下变频器5中，各个端口都有额定功率范围，到达该端口的信号的功率位于额定功率范围内，才能够使上变频器3和下变频器5正常工作，这样，能够避免因到达该端口的信号的功率超出额定功率范围，而导致上变频器3和下变频器5损坏或者无法正常驱动的情况。然而，网络分析仪1输出的信号经过线缆传输后会产生损耗，且线缆损耗随着信号频率的升高而升高，因此可以计算对各个链路的功率损耗情况，根据功率损耗值选择合适的功率放大器，从而对该链路上的信号进行功率放大处理，使到达上变频器3和下变频器5各端口的信号的功率位于额定功率范围内。

举例而言，针对上变频器3的射频信号输入端口31和网络分析仪1的第一射频信号输出端口11之间的射频链路，线缆的衰减系数为2.1dB/m，也就是说，在15GHz条件下，该线缆传输的信号每米损耗2.1dB，因此当线缆的长度为10m时，总衰减量为21dB。如果网络分析仪1的第一射频信号输出端口11输出的射频信号的功率为21dB，为了使达到上变频器3的射频信号输入端口31的射频信号能够满足该射频信号输入端口31的额定功率范围，需要使射频信号达到上变频器3的射频信号输入端口31的功率为9dB，可以在该链路上增加一个参数为30dB增益的第二功率放大器6。其中，线缆可以为射频线缆。

在网络分析仪1与功分器2之间、功分器2与上变频器3之间、功分器2与下变频器5之间，也可以参照前述方法计算链路总损耗值，再结合接收信号的端口的额定功率范围，选择相应的功率放大器。

如图4所示，本公开实施例还提供一种天线测量方法，包括：

步骤S401，网络分析仪产生射频信号和本振信号。

步骤S402，网络分析仪将射频信号发送至上变频器。

步骤S403，网络分析仪将本振信号发送至功分器。

步骤S404，功分器接收本振信号，将本振信号拆分为第一子本振信号和第二子本振信号。

步骤S405，将第一子本振信号发送至上变频器。

步骤S406，将第二子本振信号发送至下变频器。

步骤S407，上变频器接收射频信号和第一子本振信号，并对射频信号和第一子本振信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号。

步骤S408，将经变频后的射频信号发送至波导探头。

步骤S409，将参考中频信号发送至网络分析仪。

步骤S410，波导探头接收经变频后的射频信号，并将经变频后的射频信号辐射出，以使待测量天线能够收到经变频后的射频信号。

步骤S411，下变频器接收第二子本振信号和待测量天线发射的天线测试信号，对第二子本振信号和天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号。

步骤S412，下变频器将测试中频信号发送至网络分析仪。

步骤S413，网络分析仪接收参考中频信号和测试中频信号，并基于参考中频信号的参数和测试中频信号的参数之间的差异，获得待测量天线的性能参数。

本公开实施例提供的天线测量方法，网络分析仪所产生的射频信号，及由功分器发送的第一子本振信号能够经过上变频器的变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，这样，能够将网络分析仪所产生的位于低频段的射频信号，转换为位于高频段的参考中频信号。下变频器能够对接收到的由功分器拆分的第二子本振信号和待测量天线发送的天线测试信号进行变频处理，获得测试中频信号，这样，下变频器能够获得位于高频段的测试中频信号。接着，网络分析仪能够基于参考中频信号的参数和测试中频信号的参数之间的差异，获得待测量天线的性能参数。由于上变频器和下变频器能够对网络分析仪所发送的信号进行变频信号，使得输出信号的频率高于网络分析仪所发送信号的频率，而无需采用能够发送较高频段射频信号的高性能网络分析仪，因此，能够降低网络分析仪的价格，从而降低本公开实施例的天线测量系统的成本。

在本公开的一些实施例中，上变频器包括：相互电连接的第一倍频器和第一混频器。

图4所示实施例流程步骤S410，接收射频信号和第一子本振信号，并对射频信号和第一子本振信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，包括：

第一倍频器接收射频信号，对射频信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号，将经变频后的射频信号发送至波导探头和第一混频器36。

第一混频器接收经变频后的射频信号和第一子本振信号，对经变频后的射频信号和第一子本振信号进行混频处理，获得参考中频信号，将参考中频信号发送至网络分析仪。

在本公开的一些实施例中，下变频器包括：依次相互电连接的第二倍频器、第二混频器、滤波器和第一功率放大器。

图4所示实施例流程步骤S411，对第二子本振信号和天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，包括：

第二倍频器接收第二子本振信号，对第二子本振信号进行变频处理，获得经变频后的子本振信号，将经变频后的子本振信号发送至第二混频器。

第二混频器接收天线测试信号和经变频后的子本振信号，对天线测试信号和经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将经混频后的测试信号发送至滤波器。

滤波器接收经混频后的测试信号，对经混频后的测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将经滤波后的测试信号发送至第一功率放大器。

第一功率放大器接收经滤波后的测试信号，对经滤波后的测试信号进行功率放大处理，获得测试中频信号，将测试中频信号发送至网络分析仪，其中，测试中频信号的频段与下变频器的设备频段相同。

在本公开的一些实施例中，下变频器还包括与第二混频器电连接的带通滤波器，第二混频器通过带通滤波器接收天线测试信号。

图4所示实施例流程步骤S411，下变频器对第二子本振信号和天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，还包括：

带通滤波器接收天线测试信号，对天线测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将经滤波后的测试信号发送至第二混频器，其中，经滤波后的测试信号的频段与经变频后的射频信号的频段相同。

第二混频器对天线测试信号和经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，包括：

第二混频器接收经滤波后的测试信号和经变频后的子本振信号，对经滤波后的测试信号和经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将经混频后的测试信号发送至滤波器。

在本公开的一些实施例中，第二混频器，根据预设表达式计算测试中频信号的频率，预设表达式为：

(F_LO-F_RF)*N＝F_IF

其中，F_LO表示经变频后的子本振信号的频率，F_RF表示经滤波后的测试信号的频率，N表示倍频因子，F_IF表示测试中频信号的频率。

在本公开的一些实施例中，上变频器表面设置有与网络分析仪电连接、且用于接收射频信号的射频信号输入端口。

在射频信号输入端口和网络分析仪之间还电连接有第二功率放大器，本公开实施例提供的天线测量方法还包括：

第二功率放大器对射频信号进行功率放大处理，以使射频信号输入端口收到的射频信号的功率，满足射频信号输入端口的功率要求。

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。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本公开的较佳实施例，并非用于限定本公开的保护范围。凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本公开的保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线测量系统，其特征在于，包括：网络分析仪、功分器、上变频器、波导探头和下变频器，其中：

所述网络分析仪，用于产生射频信号和本振信号，将所述射频信号发送至所述上变频器，将所述本振信号发送至所述功分器；

所述功分器，与所述网络分析仪电连接，用于接收所述本振信号，并将所述本振信号拆分为第一子本振信号和第二子本振信号，将所述第一子本振信号发送至所述上变频器，将所述第二子本振信号发送至所述下变频器；

所述上变频器，分别与所述网络分析仪和所述功分器电连接，用于接收所述射频信号和所述第一子本振信号，并对所述射频信号和所述第一子本振信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，将所述经变频后的射频信号发送至所述波导探头，将所述参考中频信号发送至所述网络分析仪；

所述波导探头，与所述上变频器电连接，用于接收所述经变频后的射频信号，并将所述经变频后的射频信号辐射出，以使待测量天线能够收到所述经变频后的射频信号；

所述下变频器，分别与所述网络分析仪和所述功分器电连接，用于接收所述第二子本振信号和待测量天线发射的天线测试信号，对所述第二子本振信号和所述天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，将所述测试中频信号发送至所述网络分析仪；

所述网络分析仪，还用于接收所述参考中频信号和所述测试中频信号，并基于所述参考中频信号的参数和所述测试中频信号的参数之间的差异，获得待测量天线的性能参数。

2.根据权利要求1所述的天线测量系统，其特征在于，所述上变频器包括：相互电连接的第一倍频器和第一混频器；

所述第一倍频器，用于接收所述射频信号，对所述射频信号进行变频处理，获得所述经变频后的射频信号，将所述经变频后的射频信号发送至所述波导探头和所述第一混频器；

所述第一混频器，用于接收所述经变频后的射频信号和所述第一子本振信号，对所述经变频后的射频信号和所述第一子本振信号进行混频处理，获得所述参考中频信号，将所述参考中频信号发送至所述网络分析仪。

3.根据权利要求1所述的天线测量系统，其特征在于，所述下变频器包括：依次相互电连接的第二倍频器、第二混频器、滤波器和第一功率放大器；

所述第二倍频器，用于接收所述第二子本振信号，对所述第二子本振信号进行变频处理，获得经变频后的子本振信号，将所述经变频后的子本振信号发送至所述第二混频器；

所述第二混频器，用于接收所述天线测试信号和所述经变频后的子本振信号，对所述天线测试信号和所述经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将所述经混频后的测试信号发送至所述滤波器；

所述滤波器，用于接收所述经混频后的测试信号，对所述经混频后的测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将所述经滤波后的测试信号发送至所述第一功率放大器；

所述第一功率放大器，用于接收所述经滤波后的测试信号，对所述经滤波后的测试信号进行功率放大处理，获得所述测试中频信号，将所述测试中频信号发送至所述网络分析仪，其中，所述测试中频信号的频段与所述下变频器的设备频段相同。

4.根据权利要求3所述的天线测量系统，其特征在于，所述下变频器还包括与所述第二混频器电连接的带通滤波器，所述第二混频器通过所述带通滤波器接收所述天线测试信号；

所述带通滤波器，用于接收所述天线测试信号，对所述天线测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将所述经滤波后的测试信号发送至所述第二混频器，其中，所述经滤波后的测试信号的频段与所述经变频后的射频信号的频段相同；

所述第二混频器，具体用于接收所述经滤波后的测试信号和所述经变频后的子本振信号，对所述经滤波后的测试信号和所述经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将所述经混频后的测试信号发送至所述滤波器。

5.根据权利要求4所述的天线测量系统，其特征在于，所述第二混频器，用于根据预设表达式计算测试中频信号的频率，预设表达式为：

(F_LO-F_RF)*N＝F_IF

其中，F_LO表示所述经变频后的子本振信号的频率，F_RF表示所述经滤波后的测试信号的频率，N表示倍频因子，F_IF表示所述测试中频信号的频率。

6.根据权利要求2所述的天线测量系统，其特征在于，所述上变频器表面设置有与所述网络分析仪电连接、且用于接收所述射频信号的射频信号输入端口；

在所述射频信号输入端口和所述网络分析仪之间还电连接有第二功率放大器，用于对所述射频信号进行功率放大处理，以使所述射频信号输入端口收到的射频信号的功率，满足所述射频信号输入端口的功率要求。

7.一种天线测量方法，其特征在于，包括：

网络分析仪产生射频信号和本振信号，将所述射频信号发送至上变频器，将所述本振信号发送至功分器；

所述功分器接收所述本振信号，并将所述本振信号拆分为第一子本振信号和第二子本振信号，将所述第一子本振信号发送至所述上变频器，将所述第二子本振信号发送至下变频器；

所述上变频器接收所述射频信号和所述第一子本振信号，并对所述射频信号和所述第一子本振信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，将所述经变频后的射频信号发送至波导探头，将所述参考中频信号发送至所述网络分析仪；

所述波导探头接收所述经变频后的射频信号，并将所述经变频后的射频信号辐射出，以使待测量天线能够收到所述经变频后的射频信号；

所述下变频器接收所述第二子本振信号和待测量天线发射的天线测试信号，对所述第二子本振信号和所述天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，将所述测试中频信号发送至所述网络分析仪；

所述网络分析仪接收所述参考中频信号和所述测试中频信号，并基于所述参考中频信号的参数和所述测试中频信号的参数之间的差异，获得待测量天线的性能参数。

8.根据权利要求7所述的天线测量方法，其特征在于，所述上变频器包括：相互电连接的第一倍频器和第一混频器；

所述接收所述射频信号和所述第一子本振信号，并对所述射频信号和所述第一子本振信号进行变频处理，获得经变频后的射频信号和参考中频信号，包括：

所述第一倍频器接收所述射频信号，对所述射频信号进行变频处理，获得所述经变频后的射频信号，将所述经变频后的射频信号发送至所述波导探头和所述第一混频器；

所述第一混频器接收所述经变频后的射频信号和所述第一子本振信号，对所述经变频后的射频信号和所述第一子本振信号进行混频处理，获得所述参考中频信号，将所述参考中频信号发送至所述网络分析仪。

9.根据权利要求7所述的天线测量方法，其特征在于，所述下变频器包括：依次相互电连接的第二倍频器、第二混频器、滤波器和第一功率放大器；

所述对所述第二子本振信号和所述天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，包括：

所述第二倍频器，用于接收所述第二子本振信号，对所述第二子本振信号进行变频处理，获得经变频后的子本振信号，将所述经变频后的子本振信号发送至所述第二混频器；

所述第二混频器，用于接收所述天线测试信号和所述经变频后的子本振信号，对所述天线测试信号和所述经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将所述经混频后的测试信号发送至所述滤波器；

所述滤波器，用于接收所述经混频后的测试信号，对所述经混频后的测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将所述经滤波后的测试信号发送至所述第一功率放大器；

所述第一功率放大器，用于接收所述经滤波后的测试信号，对所述经滤波后的测试信号进行功率放大处理，获得所述测试中频信号，将所述测试中频信号发送至所述网络分析仪，其中，所述测试中频信号的频段与所述下变频器的设备频段相同。

10.根据权利要求9所述的天线测量方法，其特征在于，所述下变频器还包括与所述第二混频器电连接的带通滤波器，所述第二混频器通过所述带通滤波器接收所述天线测试信号；

所述对所述第二子本振信号和所述天线测量信号进行变频处理，获得测试中频信号，还包括：

所述带通滤波器对所述天线测试信号进行滤波处理，获得经滤波后的测试信号，将所述经滤波后的测试信号发送至所述第二混频器，其中，所述经滤波后的测试信号的频段与所述经变频后的射频信号的频段相同；

所述对所述天线测试信号和所述经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，包括：

所述第二混频器接收所述经滤波后的测试信号和所述经变频后的子本振信号，对所述经滤波后的测试信号和所述经变频后的子本振信号进行混频处理，获得经混频后的测试信号，将所述经混频后的测试信号发送至所述滤波器。

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