CN115882988B

CN115882988B - 天线环境测试方法、系统、装置、电子设备及存储介质

Info

Publication number: CN115882988B
Application number: CN202310152318.0A
Authority: CN
Inventors: 东君伟; 苏栋才
Original assignee: Zhongshan Xiangshan Microwave Technology Co ltd
Current assignee: Zhongshan Xiangshan Microwave Technology Co ltd
Priority date: 2023-02-23
Filing date: 2023-02-23
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2043-02-23
Also published as: CN115882988A

Abstract

本申请公开一种天线环境测试方法、系统、装置、电子设备及存储介质，该天线环境测试方法包括：针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型；利用已知天线的性能参数对所述环境效应模型进行校准；基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到所述待测天线的性能参数。本申请能够提高对天线进行环境效应测试的测量精度。

Description

天线环境测试方法、系统、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及无线电设备技术领域，具体涉及一种天线环境测试方法、系统、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

天线，是一种无线电设备，用于发射或接收电磁波。由于天线被广泛应用于无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，因此天线需要适应不同的工作环境。为了了解环境因素对天线的影响，需要对天线进行环境效应测试，然而，现有的环境效应测试方法对天线的测量精度低，测量得出的结果不能准确反映天线在实际工作环境中的工作状况。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种天线环境测试方法、系统、装置、电子设备及存储介质，能够提高对天线进行环境效应测试的测量精度。

本申请提供一种天线环境测试方法，包括：

针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型；

利用已知天线的性能参数对所述环境效应模型进行校准；

基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到所述待测天线的性能参数。

可选地，所述针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，包括：

基于二端口网络理论，针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，其中，所述环境效应模型的输入端用于输入已知电场，所述环境效应模型的输出端用于输出通过天线罩输出的输出电场。

可选地，所述利用已知天线的性能参数对所述环境效应模型进行校准，包括：

获取所述已知天线处于不同状态的多个电路网络参数；

将所述多个电路网络参数通过所述环境效应模型进行求解，得到所述环境效应模型的无源网络参数，以对所述环境效应模型进行校准。

可选地，所述获取所述已知天线处于不同状态的多个电路网络参数，包括：

控制所述已知天线所在工作环境的温度值，并获取对应温度值的电路网络参数，其中，所述工作环境至少包括第一工作环境和第二工作环境，所述第一工作环境的温度比所述第二工作环境的温度高。

另外，本申请还提供一种天线环境测试系统，至少包括天线罩、环境因素控制器以及网络分析仪；

所述天线罩，用于将已知天线或待测天线置于所述天线罩内部，以在所述天线罩内部形成所述已知天线或所述待测天线的工作环境；

所述环境因素控制器，用于控制所述工作环境的环境因素；

所述网络分析仪，用于：

针对所述工作环境进行建模，以得到环境效应模型；

利用所述已知天线的性能参数对所述环境效应模型进行校准；

基于校准后的环境效应模型，对所述待测天线进行测试，得到所述待测天线的性能参数。

可选地，所述环境因素控制器为温度控制器，用于控制所述工作环境的温度，以使所述已知天线或所述待测天线处于第一工作环境或第二工作环境，所述第一工作环境的温度比所述第二工作环境的温度高。

可选地，所述网络分析仪包括：

电场获取模块，为球面结构，包围所述天线罩及置于所述天线罩内部的已知天线或待测天线，用于获取所述已知天线或所述待测天线通过所述天线罩向外发射的电场。

对应地，本申请提供一种天线环境测试装置，包括：

建模模块，用于针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型；

校准模块，用于利用已知天线的性能参数对所述环境效应模型进行校准；

测试模块，用于基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到所述待测天线的性能参数。

此外，本申请还提供一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现如上任一项所述天线环境测试方法的步骤。

在此基础上，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述天线环境测试方法的步骤。

本申请提供一种天线环境测试方法、系统、装置、电子设备及存储介质，首先，针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，接着，利用已知天线的性能参数对环境效应模型进行校准，然后，基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到待测天线的性能参数。本申请通过对无线电设备的工作环境进行建模以得到环境效应模型，并通过对环境效应模型进行校准，有利于优化环境因素对测量精度影响的问题，从而提高测量待测天线的性能参数的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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附图。

图1为本申请实施例提供的天线环境测试方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的天线环境测试系统的第一结构示意图；

图3为本申请实施例提供的天线环境测试系统的第二结构示意图；

图4为本申请实施例提供的天线环境测试装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

请参见图1，图1为本申请实施例提供的天线环境测试方法的流程示意图。

本申请提供一种天线环境测试方法，包括：

S1、针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型。

可选地，在一些实施例中，步骤S1包括：

基于二端口网络理论，针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，其中，环境效应模型的输入端用于输入已知电场，环境效应模型的输出端用于输出通过天线罩输出的输出电场。

可选地，在一些实施例中，对无线电设备的工作环境进行建模时不考虑天线罩对天线的工作环境的影响，但是，对于具备天线罩的无线电设备，由于天线罩的保护，环境因素（例如温度、多径耦合、湿度、烟雾等）通常只作用于天线罩，因此为了提高对天线进行测试的精度，构建环境效应模式时，需要考虑天线罩对天线的工作环境的影响。

S2、利用已知天线的性能参数对环境效应模型进行校准。

可选地，在一些实施例中，步骤S2包括：

（21）获取已知天线处于不同状态的多个电路网络参数。

（22）将多个电路网络参数通过环境效应模型进行求解，得到环境效应模型的无源网络参数，以对环境效应模型进行校准。

具体地，利用电磁场的球面波波谱正交关系，对不同模下的辐射特性采用电路理论进行建模，从而求解环境效应的无源网络参数，即完成环境系统误差提取。

可选地，在一些实施例中，步骤（21）包括：

控制已知天线所在工作环境的温度值，并获取对应温度值的电路网络参数，其中，工作环境至少包括第一工作环境和第二工作环境，第一工作环境的温度比第二工作环境的温度高。

S3、基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到待测天线的性能参数。

可选地，在另一些实施例中，步骤（21）包括：

控制已知天线所在工作环境的湿度值，并获取对应湿度值的电路网络参数，其中，工作环境至少包括高湿度工作环境和低湿度工作环境。

本申请还提供具体实施例以说明环境效应模型，在环境效应模型中，令u表示未设有天线罩的待测物(DUT)近场电场，v表示设有天线罩的DUT的近场电场。为了便于说明，假设u和v存在线性关系，如式（1）所示：

(1)

不失一般性地，令（1）中的任意u是属于Hilbert空间的函数，那么根据RieszRepresentation定理，泛函v=Lu亦属于Hilbert空间且与u一一对应。

更进一步，将u, v截断为关于基函数{B_i,1≤i≤N}（如球面波基函数）的有限元表达为式（2）和式（3）：

(2)

(3)

若将u表示为，，那么L可表示为一个N×N矩阵，满足式（4）：

L (4)

式（4）中，表示N个线性无关的输入DUT对应的u，表示相应的L。如果满足线性无关，则可以计算L的逆解：

(5)

因此，给定任意，可以求得如式（6）所示：

（6）

本申请实施例还适用于多径耦合、湿度、烟雾等环境因素的工作环境中进行环境效应模型的误差分析。

本申请提供一种天线环境测试方法，首先，针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，接着，利用已知天线的性能参数对环境效应模型进行校准，然后，基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到待测天线的性能参数。本申请通过对无线电设备的工作环境进行建模以得到环境效应模型，并通过对环境效应模型进行校准，有利于优化环境因素对测量精度影响的问题，从而提高测量待测天线的性能参数的精度。

请参见图2，图2为本申请实施例提供的天线环境测试系统的第一结构示意图。

本申请还提供一种天线环境测试系统，至少包括天线罩1、环境因素控制器2以及网络分析仪3。

天线罩1，用于将已知天线或待测天线0置于天线罩内部，以在天线罩内部形成已知天线或待测天线0的工作环境。

环境因素控制器2，用于控制工作环境的环境因素。

网络分析仪3，用于针对工作环境进行建模，以得到环境效应模型；利用已知天线的性能参数对环境效应模型进行校准；基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到待测天线的性能参数。

可选地，在一些实施例中，网络分析仪3还用于：

获取已知天线处于不同状态的多个电路网络参数；将多个电路网络参数通过环境效应模型进行求解，得到环境效应模型的无源网络参数，以对环境效应模型进行校准。

可选地，在一些实施例中，网络分析仪3还用于：

请参见图3，图3为本申请实施例提供的天线环境测试系统的第二结构示意图。

可选地，在一些实施例中，环境因素控制器2为温度控制器，用于控制工作环境的温度，以使已知天线或待测天线0处于第一工作环境或第二工作环境，第一工作环境的温度比第二工作环境的温度高。

可选地，在一些实施例中，网络分析仪3包括电场获取模块31，用于获取已知天线或待测天线0通过天线罩向外发射的电场。

电场获取模块31为球面结构，球面结构的电场获取模块31包围天线罩及置于天线罩内部的已知天线或待测天线0。

本申请提供一种天线环境测试系统，首先，针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，接着，利用已知天线的性能参数对环境效应模型进行校准，然后，基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到待测天线的性能参数。本申请通过对无线电设备的工作环境进行建模以得到环境效应模型，并通过对环境效应模型进行校准，有利于优化环境因素对测量精度影响的问题，从而提高测量待测天线的性能参数的精度。

请参见图4，图4为本申请实施例提供的天线环境测试装置的结构示意图。

本申请还提供一种天线环境测试装置，包括：

建模模块201，用于针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型。

校准模块202，用于利用已知天线的性能参数对环境效应模型进行校准。

测试模块203，用于基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到待测天线的性能参数。

可选地，在一些实施例中，建模模块201还用于：

可选地，在一些实施例中，校准模块202包括：

获取单元，用于获取已知天线处于不同状态的多个电路网络参数。

校准单元，用于将多个电路网络参数通过环境效应模型进行求解，得到环境效应模型的无源网络参数，以对环境效应模型进行校准。

可选地，在一些实施例中，获取单元还用于：

本申请提供一种天线环境测试装置，首先，建模模块201针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，接着，校准模块202利用已知天线的性能参数对环境效应模型进行校准，然后，测试模块203基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到待测天线的性能参数。本申请通过对无线电设备的工作环境进行建模以得到环境效应模型，并通过对环境效应模型进行校准，有利于优化环境因素对测量精度影响的问题，从而提高测量待测天线的性能参数的精度。

此外，本申请实施例还提供一种电子设备，如图5所示，其示出了本申请实施例所涉及的电子设备的结构示意图，具体来讲：

该电子设备可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器301、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器302、电源303和输入单元304等部件。本领域技术人员可以理解，图5中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

处理器301是该电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器302内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器302内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。可选的，处理器301可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器301可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器301中。

存储器302可用于存储软件程序以及模块，处理器301通过运行存储在存储器302的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及图像信息通信方法。存储器302可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器302还可以包括存储器控制器，以提供处理器301对存储器302的访问。

电子设备还包括给各个部件供电的电源303，优选的，电源303可以通过电源管理系统与处理器301逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源303还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

该电子设备还可包括输入单元304，该输入单元304可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。

尽管未示出，电子设备还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本实施例中，电子设备中的处理器301会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器302中，并由处理器301来运行存储在存储器302中的应用程序，从而实现各种功能，如下：

针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型；利用已知天线的性能参数对环境效应模型进行校准；基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到待测天线的性能参数。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

本申请提供一种电子设备，首先，针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，接着，利用已知天线的性能参数对环境效应模型进行校准，然后，基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到待测天线的性能参数。本申请通过对无线电设备的工作环境进行建模以得到环境效应模型，并通过对环境效应模型进行校准，有利于优化环境因素对测量精度影响的问题，从而提高测量待测天线的性能参数的精度。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

为此，本申请实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本申请实施例所提供的任一种天线环境测试方法中的步骤。例如，该指令可以执行如下步骤：

其中，该存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取记忆体（RAM，Random Access Memory）、磁盘或光盘等。

由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本申请实施例所提供的任一种天线环境测试方法中的步骤，因此，可以实现本申请实施例所提供的任一种天线环境测试方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。

尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。

即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

另外，对于特性相同或相似的结构元件，本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims

1.一种天线环境测试方法，其特征在于，包括：

利用已知天线的性能参数对所述环境效应模型进行校准；

基于校准后的环境效应模型，对待测天线进行测试，得到所述待测天线的性能参数；

所述针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，包括：

基于二端口网络理论，针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，其中，所述环境效应模型的输入端用于输入已知电场，所述环境效应模型的输出端用于输出通过天线罩输出的输出电场；

所述利用已知天线的性能参数对所述环境效应模型进行校准，包括：

获取所述已知天线处于不同状态的多个电路网络参数；

2.根据权利要求1所述的天线环境测试方法，其特征在于，所述获取所述已知天线处于不同状态的多个电路网络参数，包括：

3.一种天线环境测试系统，其特征在于，至少包括天线罩、环境因素控制器以及网络分析仪；

所述环境因素控制器，用于控制所述工作环境的环境因素；

所述网络分析仪，用于：

针对所述工作环境进行建模，以得到环境效应模型，具体包括：基于二端口网络理论，针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，其中，所述环境效应模型的输入端用于输入已知电场，所述环境效应模型的输出端用于输出通过天线罩输出的输出电场；

利用所述已知天线的性能参数对所述环境效应模型进行校准，具体包括：获取所述已知天线处于不同状态的多个电路网络参数；将所述多个电路网络参数通过所述环境效应模型进行求解，得到所述环境效应模型的无源网络参数，以对所述环境效应模型进行校准；

4.根据权利要求3所述的天线环境测试系统，其特征在于，所述环境因素控制器为温度控制器，用于控制所述工作环境的温度，以使所述已知天线或所述待测天线处于第一工作环境或第二工作环境，所述第一工作环境的温度比所述第二工作环境的温度高。

5.根据权利要求3所述的天线环境测试系统，其特征在于，所述网络分析仪包括：

6.一种天线环境测试装置，其特征在于，包括：

建模模块，用于针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，具体包括：基于二端口网络理论，针对无线电设备的工作环境进行建模，以得到环境效应模型，其中，所述环境效应模型的输入端用于输入已知电场，所述环境效应模型的输出端用于输出通过天线罩输出的输出电场；

校准模块，用于利用已知天线的性能参数对所述环境效应模型进行校准，具体包括：获取所述已知天线处于不同状态的多个电路网络参数；将所述多个电路网络参数通过所述环境效应模型进行求解，得到所述环境效应模型的无源网络参数，以对所述环境效应模型进行校准；

7.一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1或2所述天线环境测试方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1或2所述天线环境测试方法的步骤。