CN115764285B - 一种用于ota测试的天线罩、装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及OTA测试技术领域，具体是一种用于OTA测试的天线罩、装置及测试方法，天线罩包括相互连接的圆柱部和圆锥部；所述圆柱部为两端开口的壳体；所述圆锥部为一端开口的壳体，所述圆锥部的开口端与所述圆柱部的一端开口连接，形成用于容纳天线的容纳空间；所述圆锥部的侧壁上开设有若干第一通孔，以减小所述天线罩的散射截面积；本发明通过设置相互连接的圆柱部和圆锥部，并在圆锥部的侧面上开设有若干第一通孔，这减小了所述天线罩的散射截面积，使得反射在所述圆锥部上的平面波向四周反射，减少了向前反射，这在一定程度上避免了反射到所述圆锥部上的平面波对测试结果的影响。
Description
技术领域
本发明涉及OTA测试技术领域，特别涉及一种用于OTA测试的天线罩、装置及测试方法。
背景技术
随着技术的不断发展，通信基站的集成度越来越高、频段覆盖范围不断扩展。与4G(第四代移动通讯系统)通信时代及以前不同，5G(第五代移动通讯系统)需要满足更加多样的业务类型和场景，为了满足国际电信联盟定义的5G三大场景八项关键性能指标，5G系统需要逐渐面向高频段，高频段主要用于满足城市热点、郊区热点与室内场景极高的用户体验速率和峰值容量需求。
随着频率的增加，接插件和馈线成本越来越高，尺寸越来越小，与此同时接插件和馈线的损耗也越来越高。在此背景之下，高频设备一体化设计将逐渐成为主流。RRU(远端射频模块)和天线之间不通过接插件和馈线，而是天线直接焊接在RRU上面，使基站设备的RRU和天线高度集成。OTA(空中下载技术)测试成为未来测试的演进方向。由于天线与RRU一体化设计，无法通过馈线进行射频信号传导，从而只能通过OTA测试方式进行测量。
在传统天线OTA测量系统中，希望被测天线被均匀的平面波照射，但在工程上，均匀平面波并不存在。故现有技术中以R>2D2/λ作为远场测量的最小距离准则。但是5GAAS还存在6GHz以下的低频段，如2.6GHz，基站尺寸D≥1米，在这种情况下，远场距离要达到十几米甚至几十米，这需要一个非常大的暗室才能够形成平面波照射，达到远场条件。目前还有一种新型的测试场采用的平面波合成器，通过给其上每个阵子赋予权值激励，能够在很近的距离处合成平面波，完成测试。但在进行OTA测试时，被测天线二次反射的平面波照到平面波发生器的天线上，造成测试结果出现一定误差。
基于现有技术存在的缺点，急需研究一种用于OTA测试的天线罩、装置及测试方法，来解决上述问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的提供了一种用于OTA测试的天线罩、装置及测试方法，本发明通过设置相互连接的圆柱部和圆锥部，并在圆锥部的侧面上开设有若干第一通孔，这减小了所述天线罩的散射截面积，使得反射在所述圆锥部上的平面波向四周反射，减少了向前反射，这在一定程度上避免了反射到所述圆锥部上的平面波对测试结果的影响。
本发明公开了一种用于OTA测试的天线罩，包括相互连接的圆柱部和圆锥部；
所述圆柱部为两端开口的壳体；
所述圆锥部为一端开口的壳体，所述圆锥部的开口端与所述圆柱部的一端开口连接，形成用于容纳天线的容纳空间；
所述圆锥部的侧壁上开设有若干第一通孔，以减小所述天线罩的散射截面积。
进一步地，所述圆柱部的侧壁上间隔设置若干第二通孔。
进一步地，所述第一通孔的直径范围为3mm-8mm。
进一步地，所述圆柱部和圆锥部一体成型，所述圆锥部的高度范围为30-50mm，所述圆柱部的高度范围为65-90mm。
本发明另一方面还保护一种OTA测试装置，包括暗室、温箱、被测件和如上所述的用于OTA测试的天线罩；
所述暗室的一侧与所述温箱的一侧连接；
所述暗室包括第一壳体和密封件；所述第一壳体上开设有第一开口，所述密封件与所述第一开口连接形成密闭的第一腔体，用于发出测试信号的平面波发生器设置在所述第一腔体内；
所述温箱包括第二壳体，所述第二壳体上开设有第二开口，所述第一开口和所述第二开口相对设置，且所述密封件与所述第二开口连接后形成密闭的第二腔体；所述被测件设置在所述第二腔体内；
所述平面波发生器包括至少两个天线，每个所述天线上均套设有所述天线罩，以减小所述天线罩的散射截面积。
进一步地，所述密封件为透波门，所述透波门由隔热透波材料制成。
进一步地，所述平面波生成器还包括固定组件和吸波材料层；
所述吸波材料层的一侧与所述固定组件的一侧连接，所述天线的一端与所述固定组件固定连接，所述天线的另一端穿过所述吸波材料层；
所述天线罩套设在所述天线上，且所述天线罩的一端穿过所述吸波材料层与所述固定组件可拆卸连接。
本发明另一方面还保护一种OTA测试方法，所述OTA测试方法使用如上所述的OTA测试装置完成，所述方法包括以下步骤：
将所述被测件放置在所述温箱中，使所述被测件的相位中心与所述平面波发生器的相位中心对齐；
控制所述平面波发生器，在所述被测件区域形成平面波；
控制所述被测件发射第一信号，同时所述平面波发生器接收所述被测件发射的第一信号，并对所述第一信号进行分析处理，得到第一处理结果；
判断所述第一处理结果是否处于预设范围；
若所述第一处理结果处于预设范围，确定所述天线罩套设在所述天线上，则控制所述平面波发生器发射第二信号，同时所述被测件接收所述平面波发生器发射的第二信号，并对所述第二信号进行分析处理，得到第二处理结果；将所述第一处理结果和所述第二处理结果进行存储。
进一步地，所述判断所述第一处理结果是否处于预设范围之后还包括：
若所述第一处理结果不处于预设范围，确定所述天线未套设所述天线罩，则退出OTA测试，并删除此次的所述第一处理结果。
进一步地，所述OTA测试方法还包括：
放置一个标准增益天线在所述温箱内，使所述标准增益天线的相位中心与所述平面波发生器的相位中心对齐；
将所述标准增益天线和所述平面波发生器分别与测量仪表连接；
控制所述标准增益天线发射测试信号，所述平面波发生器接收所述测试信号；
通过所述测量仪表对所述标准增益天线发射的测试信号和所述平面波发生器接收的所述测试信号进行分析处理，获得待测频段内的路径损耗值，并建立补偿表；
控制所述测量仪表导出所述补偿表。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1.本发明通过设置相互连接的圆柱部和圆锥部，并在圆锥部的侧面上开设有若干第一通孔，这减小了所述天线罩的散射截面积，使得反射在所述圆锥部上的平面波向四周反射，减少了向前反射，这在一定程度上避免了反射到所述圆锥部上的平面波对测试结果的影响。
2.本发明的天线罩套设在平面波发生器的天线上，保证由被测件二次反射的平面波被所述天线罩向四周反射，这能够由被测件二次反射的平面波对OTA测试的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，还能够根据这些附图获得其它附图。
图1为本实施例所述用于OTA测试的天线罩的结构图；
图2为另一实施例所述用于OTA测试的天线罩的结构图；
图3为本实施例所述OTA测试装置的结构图；
图4为本实施例所述平面波发生器与所述支撑组件连接后的结构图；
图5为现有技术中的天线罩的散射截面的曲线图；
图6为本实施例所述用于OTA测试的天线罩的散射截面的曲线图。
其中，图中附图标记对应为：
1-暗室；2-温箱；3-被测件；4-天线罩；11-第一壳体；12-密封件；13-平面波发生器；14-支撑组件；15-驱动组件；41-圆柱部；42-圆锥部；141-支撑件；142-调节件；131-天线；132-固定组件；133-吸波材料层；411-第二通孔；421-第一通孔。
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的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，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现有技术存在以下缺点：在传统天线OTA测量系统中，希望被测天线被均匀的平面波照射，但在工程上，均匀平面波并不存在。故现有技术中以R>2D2/λ作为远场测量的最小距离准则。但是5GAAS还存在6GHz以下的低频段，如2.6GHz，基站尺寸D≥1米，在这种情况下，远场距离要达到十几米甚至几十米，这需要一个非常大的暗室才能够形成平面波照射，达到远场条件。目前还有一种新型的测试场采用的平面波合成器，通过给其上每个阵子赋予权值激励，能够在很近的距离处合成平面波，完成测试。但在进行OTA测试时，被测天线二次反射的平面波照到平面波发生器的天线上，造成测试结果出现一定误差。
针对现有技术的缺陷，本发明通过设置相互连接的圆柱部和圆锥部，并在圆锥部的侧面上开设有若干第一通孔，这减小了所述天线罩的散射截面积，使得反射在所述圆锥部上的平面波向四周反射，减少了向前反射，这在一定程度上避免了反射到所述圆锥部上的平面波对测试结果的影响；并且所述天线罩套设在平面波发生器的天线上，保证由被测件二次反射的平面波被所述天线罩向四周反射，这能够由被测件二次反射的平面波对OTA测试的影响。
实施例1
参见附图1～图6，本实施例提供了一种用于OTA测试的天线罩，包括相互连接的圆柱部41和圆锥部42；
圆柱部41为两端开口的壳体；
圆锥部42为一端开口的壳体，圆锥部42的开口端与圆柱部41的一端开口连接，形成用于容纳天线131的容纳空间；
圆锥部42的侧壁上开设有若干第一通孔421，以减小天线罩4的散射截面积。
需要说明的是：在本实施例中通过设置相互连接的圆柱部41和圆锥部42，并在圆锥部42的侧面上开设有若干第一通孔421，这减小了天线罩的散射截面积，使得反射在圆锥部42上的平面波向四周反射，减少了向前反射，这在一定程度上避免了反射到圆锥部42上的平面波对测试结果的影响。
具体地，圆柱部41为两端开口的圆柱形壳体，圆锥部42为一端开口的圆锥形壳体；圆柱部41的直径与圆锥部42的最大直径相等，以确保圆锥部42与圆柱部41在一体成型时更容易进行加工，减少生产成本。
在一些可能的实施例中，圆柱部41的侧壁上间隔设置若干第二通孔411。
具体地，第二通孔411的直径范围为3mm-8mm。
在一些可能的实施例中，第一通孔421的直径范围为3mm-8mm。
具体地，图5为与无通孔的天线罩对应的散射截面的曲线图；第一通孔421的直径范围和第二通孔411的直径范围，通过对现有技术中的无通孔的天线罩为基础进行仿真得到的，具体将现有技术中的天线罩上开设不同直径不同的通孔，并开设不同通孔的数量，最后得到最优的第一通孔421的直径范围和最优的第二通孔411的直径范围。
具体地，在进行仿真时，先在圆锥部42的侧壁上开设有一个直径为2mm的第一通孔421，并在仿真软件中不断的改变第一通孔421的数量和第一通孔421的直径，直至仿真出合理的第一通孔421的直径范围和第一通孔421的数量，通过在圆锥部42上开设第一通孔421能够使得反射在圆锥部42上的平面波向四周反射，减少向前反射，避免影响测试结果。
具体地，圆柱部41的侧壁上开设第二通孔411的数量和直径范围也是由仿真软件进行仿真得出，通过在圆柱部41上开设第二通孔411能够使得反射在圆柱部41上的平面波向四周反射，减少向前反射，避免影响测试结果。
根据图5和图6可以看成，本实施例中的天线罩相对于现有技术中的无通孔的天线罩来说，明显减小了天线罩的散射截面积，这使得反射到天线罩上的平面波向四周反射，减少了向前反射，避免了被测件3二次反射的平面波对OTA测试的影响。
在一些可能的实施例中，圆柱部41和圆锥部42一体成型，圆锥部42的高度范围为30-50mm，圆柱部41的高度范围为65-90mm。
本实施例中的天线罩套设在平面波发生器13上的天线131上，故天线罩的尺寸不易过大，所以将圆锥部42的高度范围设置为30-50mm、将圆柱部41的高度范围设置为65-90mm并将圆柱部41的直径设置为70mm，这保证天线罩能够套设在天线131上，天线罩套设在天线131上时也能够保证向四周反射平面波，同时能够避免天线罩与套设在相邻天线131的天线罩发生干涉，造成天线罩无法安装。
可见图3，本发明另一方面还保护一种OTA测试装置，包括暗室1、温箱2、被测件3和如上的用于OTA测试的天线罩；
暗室1的一侧与温箱2的一侧连接；
暗室1包括第一壳体11和密封件12；第一壳体11上开设有第一开口，密封件12与第一开口连接形成密闭的第一腔体，用于发出测试信号的平面波发生器13设置在第一腔体内；
温箱2包括第二壳体，第二壳体上开设有第二开口，第一开口和第二开口相对设置，且密封件12与第二开口连接后形成密闭的第二腔体；被测件3设置在第二腔体内；
平面波发生器13包括至少两个天线131，每个天线131上均套设有天线罩4，以减小天线罩4的散射截面积。
需要说明的是：本发明的天线罩套设在平面波发生器13的天线131上，保证由被测件3二次反射的平面波被天线罩向四周反射，这能够由被测件3二次反射的平面波对OTA测试的影响。
在一些可能的实施例中，密封件12为透波门，透波门由隔热透波材料制成。
在一些可能的实施例中，参见图4，平面波生成器还包括固定组件132和吸波材料层133；
吸波材料层133的一侧与固定组件132的一侧连接，天线131的一端与固定组件132固定连接，天线131的另一端穿过吸波材料层133；
天线罩4套设在天线131上，且天线罩4的一端穿过吸波材料层133与固定组件132可拆卸连接。
具体地，温箱2还包括支撑架，支撑架包括固定板和伸缩杆，固定板的一侧与第二壳体固定连接，固定板的另一侧与伸缩杆的一端连接，伸缩杆的另一端与被测件3固定连接。
参见图4，暗室1内还设置有支撑组件14和用于驱动固定组件132转动的驱动组件15；
支撑组件14包括支撑件141和调节件142，调节件142用于调节平面波发生器13的高度；
调节件142的一端与暗室1的待安装面连接，调节件142的另一端与支撑件141的一端连接，支撑件141的另一端与驱动组件15的一端连接，驱动组件15的另一端与固定组件132连接；通过调节件142调节平面波发生器13的高度，使被测件3的相位中心与平面波发生器13的相位中心对齐，保证OTA测试装置在使用时的测试精度。
具体地，驱动组件15为电机，通过电机带动平面波发生器13转动，使平面波发生器13产生的平面波能够适配各种类型的被测件3，进而提高平面波发生器13的适配性。
本发明另一方面还保护一种OTA测试方法，OTA测试方法使用如上的OTA测试装置完成，方法包括以下步骤：
将被测件3放置在温箱2中，使被测件3的相位中心与平面波发生器13的相位中心对齐；
控制平面波发生器13，在被测件3区域形成平面波；
控制被测件3发射第一信号，同时平面波发生器13接收被测件3发射的第一信号，并对第一信号进行分析处理，得到第一处理结果；
判断第一处理结果是否处于预设范围；
若第一处理结果处于预设范围，确定天线罩4套设在天线131上，则控制平面波发生器13发射第二信号，同时被测件3接收平面波发生器13发射的第二信号，并对第二信号进行分析处理，得到第二处理结果；将第一处理结果和第二处理结果进行存储。
在一些可能实施例中，控制平面波发生器13，在被测件3区域形成平面波之前还包括：
放置一个标准增益天线在温箱2内，使标准增益天线的相位中心与平面波发生器13的相位中心对齐；
控制标准增益天线发射第三信号，同时平面波发生器13接收标准增益天线发射的第三信号，并对第三信号进行分析处理，得到第三处理结果；
返回控制标准增益天线发射第三信号的步骤，至获得若干组第三处理结果；
将天线罩套设在平面波发生器13上的天线131上，控制标准增益天线发射第四信号，同时平面波发生器13接收标准增益天线发射的第四信号，并对第四信号进行分析处理，得到第四处理结果；
返回控制标准增益天线发射第四信号的步骤，至获得若干组第四处理结果；
根据若干第三处理结果和若干第四处理结果，得到预设范围。
具体地，根据若干述第三处理结果和若干第四处理结果，得到预设范围包括：
根据若干个第四处理结果，确定第一预设范围；
根据若干个第三处理结果，确定第二预设范围；
将第一预设范围去除第二预设范围，得到预设范围。
在一些可能的实施例中，判断第一处理结果是否处于预设范围之后还包括：
若第一处理结果不处于预设范围，确定天线131未套设天线罩4，则退出OTA测试，并删除此次的第一处理结果。
在一些可能的实施例中，OTA测试方法还包括：
放置一个标准增益天线在温箱2内，使标准增益天线的相位中心与平面波发生器13的相位中心对齐；
将标准增益天线和平面波发生器13分别与测量仪表连接；
控制标准增益天线发射测试信号，平面波发生器13接收测试信号；
通过测量仪表对标准增益天线发射的测试信号和平面波发生器13接收的测试信号进行分析处理，获得待测频段内的路径损耗值，并建立补偿表；
控制测量仪表导出补偿表。
虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种用于OTA测试的天线罩，其特征在于，包括相互连接的圆柱部(41)和圆锥部(42)；
所述圆柱部(41)为两端开口的壳体，所述圆柱部(41)的侧壁上间隔设置若干第二通孔(411)；
所述圆锥部(42)为一端开口的壳体，所述圆锥部(42)的开口端与所述圆柱部(41)的一端开口连接，形成用于容纳天线(131)的容纳空间；
所述圆锥部(42)的侧壁上开设有若干第一通孔(421)，以减小所述天线罩(4)的散射截面积。
2.根据权利要求1所述的一种用于OTA测试的天线罩，其特征在于，所述第一通孔(421)的直径范围为3mm-8mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于OTA测试的天线罩，其特征在于，所述圆柱部(41)和圆锥部(42)一体成型，所述圆锥部(42)的高度范围为30-50mm，所述圆柱部(41)的高度范围为65-90mm。
4.一种OTA测试装置，其特征在于，包括暗室(1)、温箱(2)、被测件(3)和如权利要求1-3任意一项所述的用于OTA测试的天线罩；
所述暗室(1)的一侧与所述温箱(2)的一侧连接；
所述暗室(1)包括第一壳体(11)和密封件(12)；所述第一壳体(11)上开设有第一开口，所述密封件(12)与所述第一开口连接形成密闭的第一腔体，用于发出测试信号的平面波发生器(13)设置在所述第一腔体内；
所述温箱(2)包括第二壳体，所述第二壳体上开设有第二开口，所述第一开口和所述第二开口相对设置，且所述密封件(12)与所述第二开口连接后形成密闭的第二腔体；所述被测件(3)设置在所述第二腔体内；
所述平面波发生器(13)包括至少两个天线(131)，每个所述天线(131)上均套设有所述天线罩(4)，以减小所述天线罩(4)的散射截面积。
5.根据权利要求4所述的一种OTA测试装置，其特征在于，所述密封件(12)为透波门，所述透波门由隔热透波材料制成。
6.根据权利要求4所述的一种OTA测试装置，其特征在于，所述平面波生成器还包括固定组件(132)和吸波材料层(133)；
所述吸波材料层(133)的一侧与所述固定组件(132)的一侧连接，所述天线(131)的一端与所述固定组件(132)固定连接，所述天线(131)的另一端穿过所述吸波材料层(133)；
所述天线罩(4)套设在所述天线(131)上，且所述天线罩(4)的一端穿过所述吸波材料层(133)与所述固定组件(132)可拆卸连接。
7.一种OTA测试方法，其特征在于，所述OTA测试方法使用如权利要求4-6任意一项所述的OTA测试装置完成，所述方法包括以下步骤：
将所述被测件(3)放置在所述温箱(2)中，使所述被测件(3)的相位中心与所述平面波发生器(13)的相位中心对齐；
控制所述平面波发生器(13)，在所述被测件(3)区域形成平面波；
控制所述被测件(3)发射第一信号，同时所述平面波发生器(13)接收所述被测件(3)发射的第一信号，并对所述第一信号进行分析处理，得到第一处理结果；
判断所述第一处理结果是否处于预设范围；
若所述第一处理结果处于预设范围，确定所述天线罩(4)套设在所述天线(131)上，则控制所述平面波发生器(13)发射第二信号，同时所述被测件(3)接收所述平面波发生器(13)发射的第二信号，并对所述第二信号进行分析处理，得到第二处理结果；将所述第一处理结果和所述第二处理结果进行存储。
8.根据权利要求7所述的一种OTA测试方法，其特征在于，所述判断所述第一处理结果是否处于预设范围之后还包括：
若所述第一处理结果不处于预设范围，确定所述天线(131)未套设所述天线罩(4)，则退出OTA测试，并删除此次的所述第一处理结果。
9.根据权利要求8所述的一种OTA测试方法，其特征在于，所述OTA测试方法还包括：
放置一个标准增益天线在所述温箱(2)内，使所述标准增益天线的相位中心与所述平面波发生器(13)的相位中心对齐；
将所述标准增益天线和所述平面波发生器(13)分别与测量仪表连接；
控制所述标准增益天线发射测试信号，所述平面波发生器(13)接收所述测试信号；
通过所述测量仪表对所述标准增益天线发射的测试信号和所述平面波发生器(13)接收的所述测试信号进行分析处理，获得待测频段内的路径损耗值，并建立补偿表；
控制所述测量仪表导出所述补偿表。
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