CN113726460A - 一种宽带的功率传输函数的确定方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信天线测试技术领域，公开了一种宽带的功率传输函数的确定方法，包括：S1：确定天线的等效平均效率η_avg；S2：确定天线的等效平均失配损耗e_avg；S3：根据所述等效平均效率η_avg和等效平均失配损耗e_avg确定功率传输函数；该宽带的功率传输函数的确定方法分别对天线的效率和失配损耗随频率变化的曲线进行积分运算，然后将得到的总量在目标频段进行平均分配，获得等效平均效率和等效平均失配损耗，利用等效平均效率和等效平均失配损耗计算天线在宽带的功率传输函数，避免天线效率和反射系数在宽频带范围内有较大起伏引起功率传输函数的计算误差。

Description

一种宽带的功率传输函数的确定方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及无线通信天线测试技术领域，具体涉及一种宽带的功率传输函数的确定方法、装置及存储介质。

背景技术

利用电磁混响室测试无线通信天线的各项特性指标，从而可以获得其功率传输函数。CTIA(美国无线通信和互联网协会)标准中规范的混响室功率传输函数(PowerTransfer Function，简写PTF)适用于相对较窄的频率宽度，比如LTE(Long TermEvolution，长期演进技术)最大20MHz的频率宽度下，此时天线效率和反射系数不会有大幅变化的情况，其计算公式为：

其中，

η为中心频率效率，N为模式搅拌个数，F为带宽内频点个数，Γ为反射系数，e_r、e_m分别是参考天线和测量天线的失配损耗，η_r、η_m分别是参考天线和测量天线的效率。在最新的无线通信技术中，频率带宽更宽，可能达到100MHz、200MHz，在这些范围内，天线的失配损耗和效率会发生明显变化，前述公式无法适用，这使得对较宽的频带宽度的天线功率传输函数的准确计算较为困难。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种宽带的功率传输函数的确定方法、装置及存储介质，该宽带的功率传输函数的确定方法、装置及存储介质能克服天线的失配损耗和效率变化带来的功率传输函数计算不准确的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种宽带的功率传输函数的确定方法，包括：S1：确定天线的等效平均效率η_avg；S2：确定天线的等效平均失配损耗e_avg；S3：根据所述等效平均效率η_avg和等效平均失配损耗e_avg确定功率传输函数。

在本发明中，优选的，所述功率传输函数的计算公式为：

其中，PTF表示功率传输函数，N表示模式搅拌个数，n表示第n个模式搅拌，F表示带宽内频点个数，f表示第f个频点，S₂₁(n,f)表示第n个模式搅拌、第f个频点下的正向传输系数，η_r,avg表示参考天线的等效平均效率，η_m,avg表示测量天线的等效平均效率，e_r,avg表示参考天线的等效平均失配损耗，e_m,avg表示测量天线的等效平均失配损耗。

在本发明中，优选的，所述S1包括：S101：确定目标频段的总辐射功率TRP；S102：根据总辐射功率TRP确定等效平均辐射功率TRP_avg；S103：根据等效平均辐射功率TRP_avg确定等效平均效率η_avg。

在本发明中，优选的，所述总辐射功率TRP的计算公式为：

其中，TRP(f)为第f个射频点对应的总辐功率，Δf为频间距；

所述等效平均辐射功率TRP_avg的计算公式为：

所述等效平均效率η_avg的计算公式为：

其中，η(f)表示第f个频点对应的效率。

在本发明中，优选的，所述等效平均失配损耗e_avg的计算公式为：

其中，Γ(f)表示第f个频点的反射系数。

一种宽带的功率传输函数的确定装置，包括：平均效率确定模块，用于确定天线的等效平均效率η_avg；平均失配损耗确定模块，用于确定天线的等效平均失配损耗e_avg；功率传输函数确定模块，分别与所述平均效率确定模块和平均失配损耗确定模块连接，用于根据所述等效平均效率η_avg和等效平均失配损耗e_avg确定功率传输函数。

在本发明中，优选的，所述平均效率确定模块包括：总辐射功率确定单元，用于确定目标频段的总辐射功率TRP；平均辐射功率确定单元，与所述总辐射功率确定单元连接，用于根据总辐射功率TRP确定等效平均辐射功率TRP_avg；等效平均效率确定单元，与所述平均辐射功率确定单元连接，用于根据等效平均辐射功率TRP_avg确定等效平均效率η_avg。

一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有指令，所述指令被处理器执行时上述任一项所述的方法的各步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的宽带的功率传输函数的确定方法、装置及存储介质分别对天线的效率和失配损耗随频率变化的曲线进行积分运算，然后将得到的总量在目标频段进行平均分配，获得等效平均效率和等效平均失配损耗，利用等效平均效率和等效平均失配损耗计算天线在宽带的功率传输函数，避免天线效率和反射系数在宽频带范围内有较大起伏引起功率传输函数的计算误差。

附图说明

图1为宽带的功率传输函数的确定方法的流程图。

图2为宽带的功率传输函数的确定方法中S1的流程图。

图3为天线效率随频率变化的曲线示意图。

图4为宽带的功率传输函数的确定装置一个实施例的结构示意图。

图5为宽带的功率传输函数的确定装置另一个实施例的结构示意图。

附图中：1-平均效率确定模块、101-总辐射功率确定单元、102-平均辐射功率确定单元、103-等效平均效率确定单元、2-平均失配损耗确定模块、3-功率传输函数确定模块。

具体实施方式

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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1和图2，本发明一较佳实施方式提供一种宽带的功率传输函数的确定方法，包括：

S1：确定天线的等效平均效率η_avg。

本实施方式中，具体的，S1包括：

S101：确定目标频段的总辐射功率TRP。

该步骤可以采用任意能够计算出总辐射功率TRP的数学方法，本实施方式采用积分的方法。图3是天线效率随频率的变化曲线，如果纵坐标乘以输入功率，则成为在不同频率下的总辐射功率曲线。按照带宽积分的方法(即面积法)，在目标频段f₁～f₂范围内的总辐射功率TRP为：

式中，F为f₁～f₂范围内频点的个数，Δf为频间距，TRP(f)为第f个频点对应的总辐射功率。

S102：根据总辐射功率TRP确定等效平均辐射功率TRP_avg。

确定目标频段内的总辐射功率后，一定存在一个等效的平均辐射功率，使得满足如下关系：

那么，等效平均辐射功率TRP_avg的计算公式为：

S103：根据等效平均辐射功率TRP_avg确定等效平均效率η_avg。

因TRP_avg＝P_t·η_avg，故可得：

此为该频段范围内的等效平均效率。

S2：确定天线的等效平均失配损耗e_avg。

假设天线的反射系数为Γ，则功率失配损耗为：

e＝1-|Γ|²；

类似于辐射效率，不同频点的反射系数不同，意味着失配损耗也不同。根据带宽积分方法，同样可以计算出f₁～f₂范围内的等效平均失配损耗：

式中，F为频点的个数，Γ(f)为天线第f个频点的反射系数。

对于宽频带，由于天线反射系数在频段内起伏较大，只有从功率的角度计算等效的失配损耗，才能保证更好的测试精度。但是，这种方法需要单独测试天线的反射系数，不能与S₂₁同时测试。

S3：根据等效平均效率η_avg和等效平均失配损耗e_avg确定功率传输函数。

确定宽频段内的等效平均效率和失配损耗之后，便可以计算出相应的功率传输函数PTF。无论处于哪一种边界条件，这两个参数都是恒定不变的，因此，宽频带功率传输函数PTF的计算公式为：

其中，PTF表示功率传输函数，N表示模式搅拌个数，n表示第n个模式搅拌，F表示带宽内频点个数，f表示第f个频点，S₂₁(n,f)表示第n个模式搅拌、第f个频点下的正向传输系数,η_r,avg表示参考天线的等效平均效率，η_m,avg表示测量天线的等效平均效率，e_r,avg表示参考天线的等效平均失配损耗，e_m,avg表示测量天线的等效平均失配损耗。

本实施方式分别对天线的效率和失配损耗随频率变化的曲线进行积分运算，然后将得到的总量在目标频段进行平均分配，获得等效平均效率和等效平均失配损耗，利用等效平均效率和等效平均失配损耗计算天线在宽带的功率传输函数，避免天线效率和反射系数在宽频带范围内有较大起伏引起功率传输函数的计算误差。

本发明另一较佳实施方式提供一种宽带的功率传输函数的确定装置，如图4所示，该装置包括：平均效率确定模块1，用于确定天线的等效平均效率η_avg；平均失配损耗确定模块2，用于确定天线的等效平均失配损耗e_avg；功率传输函数确定模块3，分别与平均效率确定模块1和平均失配损耗确定模块2连接，用于根据等效平均效率η_avg和等效平均失配损耗e_avg确定功率传输函数。

本实施方式中，优选的，如图5所示，平均效率确定模块1包括：总辐射功率确定单元101，用于确定目标频段的总辐射功率TRP；平均辐射功率确定单元102，与总辐射功率确定单元101连接，用于根据总辐射功率TRP确定等效平均辐射功率TRP_avg；等效平均效率确定单元103，与平均辐射功率确定单元102连接，用于根据等效平均辐射功率TRP_avg确定等效平均效率η_avg。

上述各模块、单元，均为模块化功能实体，具体是依靠计算机装置来实现的。该计算机装置包括处理器、存储器、输入输出设备以及总线；总线分别与处理器、存储器、输入输出设备连接；处理器用于执行上述各种功能。

其中，处理器和存储器的数量可以是一个或多个。存储器可以选用易失性存储器或持久存储器。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述宽带的功率传输函数的确定方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，其中的各步骤的实现均已在前文详细介绍，此处不做赘述。其中，计算机可读存储介质，可以是ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、磁碟或者光盘等。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (8)

1.一种宽带的功率传输函数的确定方法，其特征在于，包括：

S1：确定天线的等效平均效率η_avg；

S2：确定天线的等效平均失配损耗e_avg；

S3：根据所述等效平均效率η_avg和等效平均失配损耗e_avg确定功率传输函数。

2.根据权利要求1所述的宽带的功率传输函数的确定方法，其特征在于，所述功率传输函数的计算公式为：

其中，PTF表示功率传输函数，N表示模式搅拌个数，n表示第n个模式搅拌，F表示带宽内频点个数，f表示第f个频点，S₂₁(n,f)表示第n个模式搅拌、第f个频点下的正向传输系数,η_r,avg表示参考天线的等效平均效率，η_m,avg表示测量天线的等效平均效率，e_r,avg表示参考天线的等效平均失配损耗，e_m,avg表示测量天线的等效平均失配损耗。

3.根据权利要求1所述的宽带的功率传输函数的确定方法，其特征在于，所述S1包括：

S101：确定目标频段的总辐射功率TRP；

S102：根据总辐射功率TRP确定等效平均辐射功率TRP_avg；

S103：根据等效平均辐射功率TRP_avg确定等效平均效率η_avg。

4.根据权利要求3所述的宽带的功率传输函数的确定方法，其特征在于，所述总辐射功率TRP的计算公式为：

其中，TRP(f)为第f个射频点对应的总辐功率，Δf为频间距；所述等效平均辐射功率TRP_avg的计算公式为：

所述等效平均效率η_avg的计算公式为：

其中，η(f)表示第f个频点对应的效率。

5.根据权利要求1所述的宽带的功率传输函数的确定方法，其特征在于，所述等效平均失配损耗e_avg的计算公式为：

其中，Γ(f)表示第f个频点的反射系数。

6.一种宽带的功率传输函数的确定装置，其特征在于，包括：

平均效率确定模块，用于确定天线的等效平均效率η_avg；

平均失配损耗确定模块，用于确定天线的等效平均失配损耗e_avg；

功率传输函数确定模块，分别与所述平均效率确定模块和平均失配损耗确定模块连接，用于根据所述等效平均效率η_avg和等效平均失配损耗e_avg确定功率传输函数。

7.根据权利要求6所述的宽带的功率传输函数的确定装置，其特征在于，所述平均效率确定模块包括：

总辐射功率确定单元，用于确定目标频段的总辐射功率TRP；

平均辐射功率确定单元，与所述总辐射功率确定单元连接，用于根据总辐射功率TRP确定等效平均辐射功率TRP_avg；

等效平均效率确定单元，与所述平均辐射功率确定单元连接，用于根据等效平均辐射功率TRP_avg确定等效平均效率η_avg。

8.一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的各步骤。

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