CN202444494U - 天线测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种天线测试系统，该系统包括：互调测试设备、驻波比和隔离度测试设备、以及至少一个定向耦合器组；所述定向耦合器组至少包括两个级联的定向耦合器；所述定向耦合器组的输入端口连接天线，输出端口连接所述互调测试设备，耦合端口连接所述驻波比和隔离度测试设备。本实用新型所以提高了天线测试的精度。

Description

天线测试系统

技术领域

本实用新型涉及天线测试技术，尤其涉及一种天线测试系统。

背景技术

互调性能参数，驻波比，隔离度是天线三个重要的指标，天线测试一般都需要对这三个指标进行测试。其中，用于测量互调性能参数的互调测试需要向天线输入大功率信号，驻波比和隔离度测试需要向天线输入小功率信号。

现有技术的一种天线测试方法是，将互调测试与“驻波比和隔离度”测试分开进行，即，可以将天线与互调测试设备连接进行互调测试，再把连接线拆下来，连接天线与“驻波比和隔离度”测试设备。但是，由于两次测试间需要更换连接线，使得测试效率较低。

现有技术的另一种天线测试方法是，使用大功率射频开关在两种测试间进行切换，即，可以将大功率射频开关的一端连接天线，另一端分别连接互调测试设备、及“驻波比和隔离度”测试设备，并通过大功率射频开关实现测试通道的选择，即选择将天线连接互调测试设备进行互调测试，或者将天线连接“驻波比和隔离度”测试设备。这种方式由于不需要更换连接线，测试效率有所提高；但是，大功率射频开关在长时间通过用于测量互调性能参数的大功率信号且经常切换时，其自身容易产生较大的互调信号，将对天线返回的互调信号造成干扰，使得测试结果不准确。

实用新型内容

本实用新型提供一种天线测试系统，目的是提高天线测试的效率和精度。

本实用新型提供一种天线测试系统，包括：互调测试设备、驻波比和隔离度测试设备、以及至少一个定向耦合器组；

所述定向耦合器组至少包括两个级联的定向耦合器；所述定向耦合器组的输入端口连接天线，输出端口连接所述互调测试设备，耦合端口连接所述驻波比和隔离度测试设备。

如上所述的天线测试系统，所述定向耦合器组包括第一定向耦合器和第二定向耦合器；所述第一定向耦合器包括：第一耦合端口、第一输入端口和第一输出端口；所述第一输入端口用于连接天线端口；所述第二定向耦合器包括：第二耦合端口、第二输入端口和第二输出端口；所述第二输入端口连接所述第一输出端口，所述第二输出端口连接所述互调测试设备；所述第一耦合端口和第二耦合端口连接所述驻波比和隔离度测试设备。

如上所述的天线测试系统，所述定向耦合器组还包括第三定向耦合器，所述第三定向耦合器级联在所述第一定向耦合器和第二定向耦合器之间；所述第三定向耦合器包括：第三耦合端口、第三输入端口和第三输出端口；所述第三输入端口连接所述第一输出端口，所述第三输出端口连接所述第二输入端口，所述第三耦合端口连接所述驻波比和隔离度测试设备。

如上所述的天线测试系统，所述定向耦合器组与驻波比和隔离度测试设备之间还包括选择开关；所述选择开关分别与所述定向耦合器组的耦合端口、以及所述驻波比和隔离度测试设备连接。

如上所述的天线测试系统，所述天线测试系统还包括小功率射频开关；所述小功率射频开关的一端连接所述定向耦合器组中的定向耦合器的耦合端口，另一端连接驻波比和隔离度测试设备。

如上所述的天线测试系统，所述小功率射频开关与驻波比和隔离度测试设备之间还包括选择开关；所述选择开关分别与所述小功率射频开关、以及驻波比和隔离度测试设备连接。

如上所述的天线测试系统，所述互调测试设备包括双工器或者多工器，还包括频谱仪；所述双工器或者多工器与所述频谱仪连接。

如上所述的天线测试系统，所述互调测试设备还包括功放器，所述功放器连接在双工器或者多工器与频谱仪之间。

如上所述的天线测试系统，驻波比和隔离度测试设备包括网络分析仪。

如上所述的天线测试系统，所述定向耦合器组的数量为两个。

本实用新型天线测试系统的技术效果是：通过使用定向耦合器组连接互调测试设备、驻波比和隔离度测试设备，使得不用更换连接线，测试效率高；并且，定向耦合器组不会如现有技术的大功率射频开关那样产生较大的干扰信号，所以提高了天线测试的精度。

附图说明

图1为本实用新型天线测试系统一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型天线测试系统另一实施例的结构示意图。

附图标记说明：

11-互调测试设备；    12-驻波比和隔离度测试设备；  13-定向耦合器组；

14-天线；            15-天线端口；                16-第一定向耦合器；

17-第二定向耦合器；  18-天线端口；                19-第三定向耦合器；

20-第四定向耦合器；  21-第五定向耦合器；          22-第六定向耦合器；

23-小功率射频开关；  24-选择开关。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种天线测试系统，该系统中包括互调测试设备、驻波比和隔离度测试设备、以及至少一个定向耦合器组；定向耦合器组至少包括两个级联的定向耦合器；定向耦合器组的输入端口连接天线，输出端口连接互调测试设备，耦合端口连接驻波比和隔离度测试设备。由于定向耦合器具有多个端口，不同的测试可以通过该多个端口选择经过不同的传输路径，能够满足不同测试的需求，即通过该定向耦合器组进行互调测试、以及驻波比和隔离度测试并且不需要如现有技术那样在两种测试间切换连接路径，所以大大提高了测试效率；并且，定向耦合器组不会产生干扰信号，提高了天线测试的精度。

下面通过附图和具体实施例，对本实用新型的方案做进一步详细说明。

实施例一

图1为本实用新型天线测试系统一实施例的结构示意图，如图1所示，本实施例的天线测试系统包括互调测试设备11、驻波比和隔离度测试设备12、以及定向耦合器组13。

其中，图1中示出了两个定向耦合器组13，是因为本实施例是以驻波比和隔离度测试设备12需要测试隔离度指标为例，该隔离度指标在测试时需要使用两个定向耦合器组13；但是，本领域技术人员可以理解，若驻波比和隔离度测试设备12仅需要测试驻波比指标，则该天线测试系统也可以只包括一个定向耦合器组13。

下面分别对本实施例的天线测试系统中的互调测试设备、定向耦合器组、以及驻波比和隔离度测试设备的结构及其连接关系进行说明：

本实施例中，图1中所示的互调测试设备11是指的双工器。实际实施中，互调测试设备可以包括双工器和频谱仪等设备，双工器的输入信号端口和输出信号端口连接频谱仪；所述互调测试设备还可以包括功放器，所述功放器连接在双工器或者多工器与频谱仪之间；只是该图1中没有示出所述的频谱仪等设备，而是仅示出了直接与定向耦合器组13连接的双工器，并在图1中用双工器代表了互调测试设备。本领域技术人员可以理解，本实施例的中的互调测试设备均为常用测试设备，该设备中具体包括哪些测试装置例如功放器、频谱仪等可以根据实际需求进行设置，本实施例仅为其中一种示例。

此外，互调测试设备11还可以是多工器(后续可以参见图2所示)。具体的，本实施例的双工器包括输入信号通路T1和输出信号通路T2；其中，输入信号通路用于接收去往定向耦合器组13的输入信号，该输入信号是从互调信号源例如频谱仪发射的大功率测试信号；输出信号通路用于接收从定向耦合器组13返回的输出信号。

本实施例中，每个定向耦合器组13均连接一个天线端口，且每个定向耦合器组13至少包括两个级联的定向耦合器。

具体的，如图1所示，以其中一个定向耦合器组为例，对该定向耦合器组的连接结构进行说明。该定向耦合器组13包括第一定向耦合器16和第二定向耦合器17。该第一定向耦合器16包括第一耦合端口a1、第一输入端口a3、以及第一输出端口a2；第二定向耦合器17包括第二耦合端口b1、第二输入端口b3、以及第二输出端口b2。通常，定向耦合器中的输入端口距离耦合端口较近，输出端口距离耦合端口较远。其中，所述的第一耦合端口a1、第二耦合端口b1相当于该定向耦合器组13的耦合端口，所述的第一输入端口a3相当于该定向耦合器组13的输入端口，所述的第二输出端口b2相当于该定向耦合器组13的输出端口，即定向耦合器组13的输入端口、输出端口和耦合端口为该定向耦合器组13作为一个整体对外连接的几个端口。

第一输出端口a2连接第二输入端口b3，第二输出端口b2连接双工器，第一耦合端口a1和第二耦合端口b1都连接驻波比和隔离度测试设备12，可以是第一耦合端口a1连接驻波比和隔离度测试设备12中的第一端口(即端口A)，第二耦合端口b1连接驻波比和隔离度测试设备12中的第二端口(即端口B)。第一输入端口a3与天线端口15连接。另一个定向耦合器组的连接结构与上述的连接结构类似，具体可以参见图1所示，不再赘述。

本实施例中，驻波比和隔离度测试设备12可以是网络分析仪。该网络分析仪具有多个用于输入或者输出“驻波比和隔离度测试信号”的端口，例如，可以包括端口A、端口B、端口C和端口D。

具体的，参见图1，上述的第一耦合端口a1、第二耦合端口b1都连接驻波比和隔离度测试设备12，可以是，第一耦合端口a1连接端口A，第二耦合端口b1连接端口B。同理，另一个定向耦合器组13中的两个级联定向耦合器的耦合端口可以连接至端口C和端口D。

通过使用定向耦合器组集成连接互调测试设备、驻波比和隔离度测试设备，由于定向耦合器具有三个端口(包括前述的输入端口、输出端口和耦合端口)，测试信号可以选择不同的传输路径，例如可以使用输入端口与输出端口之间的路径，或者选择使用输入端口和耦合端口之间的路径等，从而使得在进行互调测试、或者驻波比等测试时，不同的测试可以通过该定向耦合器选择不同的测试路径而互不影响，因此，使用该定向耦合器可以完成上述的两种测试而不需要如现有技术那样必须在两种测试间切换连接即两种测试交替使用某个测试路径，所以大大提高了测试效率；并且，定向耦合器组自身不会如现有技术切换连接所用的大功率射频开关那样产生较大的互调干扰信号，所以对天线的互调测试不会产生影响，从而提高了天线测试的精度。

在上述的结构和连接关系说明的基础上，下面详细说明本实施例的天线测试系统进行天线测试的原理，并且分别描述该天线测试系统的互调测试、隔离度测试和驻波比测试时的测试原理：

在互调测试时：天线的互调性能参数是对应的天线单个端口的互调性能，所以需要一个定向耦合器组即可得到对应该天线端口的互调参数。

例如，由信号源发出的测试互调的大功率信号，进入双工器(即图1中所示的互调测试设备11)的输入通路；再从第二输出端口b2由双工器输出至第二定向耦合器17。接着，依次经过第二输入端口b3、第一输出端口a2进入第一定向耦合器16，从第一输入端口a3、天线端口15进入天线14。天线14将返回一个互调信号(也称PIM信号)，该互调信号按照上述的反向路径，从天线端口15输出后，依次经过第一定向耦合器16、第二定向耦合器17进入双工器的输出通路。最后，该输出信号即互调信号将输送至频谱仪，由该频谱仪进行信号分析后就可以得到天线14的互调性能参数即互调指标(Passive Intermodulation，简称：PIM)。

在隔离度测试时：天线隔离度参数即指的是天线端口15和天线端口18之间的隔离度，所以需要读取分别和这两个端口级联的定向耦合器间的传输参数得到。

例如，网络分析仪可以从上述的端口A至端口D都输出测试信号，该信号为小功率信号。例如，端口A输出的测试信号沿着以下路线行进“端口A——(第一定向耦合器16的第一耦合端口a1)——(第一定向耦合器16的第一输入端口a3)——天线端口15(入天线)——天线端口18(出天线)——第三定向耦合器19——端口D”，或者，该信号也可以由第三定向耦合器19继续向下经过第四定向耦合器20输入端口C。网络分析仪(即图1中所示的驻波比和隔离度测试设备12)可以直接进行信号分析后得到端口A和端口D之间的传输参数即天线14的隔离度，或者也可以读取端口A和端口C之间的传输参数也为天线14的隔离度，即上述的两种参数均可以表示隔离度。同理，也可读取端口B和端口C之间、或者端口B和端口D之间的传输参数即为天线隔离度。

在驻波比测试时：天线的驻波比是对应的单个天线端口的驻波比，所以需要读取天线同一个端口下级联的两个定向耦合器的传输参数得到。

例如，以网络分析仪从端口A输出测试信号为例，该信号为小功率信号。该测试信号经过第一定向耦合器16的第一耦合端口a1、第一输入端口a3进入天线14；接着，从天线14返回的信号会从天线端口15输出，经过第一定向耦合器16、第二定向耦合器17，再通过第二定向耦合器17的第二耦合端口b1、端口B输入网络分析仪，也有部分返回的信号会从第一耦合端口a1返回至端口A。该网络分析仪可以读取端口A和端口B之间的传输参数得到天线端口15处测得的天线驻波比。同理，也可以是读取对网络分析仪的端口B输出、从端口A输入的信号分析后得到的端口A和端口B之间的传输参数得到天线端口15的驻波比。同理，天线端口18的驻波比可以通过读取端口C和端口D之间的传输参数(从端口C输出、从端口D输入的参数)或端口D和端口C之间的传输参数(即从端口D输出、从端口C输入的参数)得到。

本实施例的天线测试系统，通过使用定向耦合器组连接互调测试设备、驻波比和隔离度测试设备，使得使用该定向耦合器可以完成上述的两种测试而不需要如现有技术那样必须在两种测试间切换连接即两种测试交替使用某个测试路径，所以大大提高了测试效率；并且，定向耦合器组不会如现有技术的大功率射频开关那样产生较大的干扰信号，所以提高了天线测试的精度。

实施例二

图2为本实用新型天线测试系统另一实施例的结构示意图，本实施例的天线测试系统与实施例一相比，主要区别在于，每个定向耦合器组中至少还包括第三定向耦合器；此处的“第三定向耦合器”实际上指的是每个定向耦合器组中新增加的第三个定向耦合器(假设原来每个定向耦合器中有两个定向耦合器)，即图2中所示的第五定向耦合器21和第六定向耦合器22；即，该“第三定向耦合器”仅仅指代的是新增加的一个定向耦合器而已，不表示具体的定向耦合器的名称。如图2所示，第五定向耦合器21和第六定向耦合器22可以是级联在原有的两个定向耦合器之间，当然，实际实施时也不局限于此，例如也可以连接在原有两个定向耦合器下方等。本实施例只是表示一个定向耦合器组中，两个级联的定向耦合器可以增加为多个定向耦合器级联。

如图2所示，以定向耦合器组13中包括三个定向耦合器为例，是在图1中的四个定向耦合器的基础上，增加了第五定向耦合器21、第六定向耦合器22。以第五定向耦合器21为例，具体的连接方式可以为：第五定向耦合器21包括：第三耦合端口c1、第三输入端口c2和第三输出端口c3；第三输入端口c2连接第一输出端口a2，第三输出端口c3连接第二输入端口b3，第三耦合端口c1连接驻波比和隔离度测试设备。

可选的，本实施例是采用的具有两个端口的驻波比和隔离度测试设备(该测试设备也可以为具有四个端口的测试设备例如图1所示，可以选择使用)。相应的，本实施例在定向耦合器组13与驻波比和隔离度测试设备12之间增设了小功率射频开关23，该小功率射频开关23分别与定向耦合器组13、驻波比和隔离度测试设备12连接，具体是该小功率射频开关23的一端分别连接定向耦合器组13中的各个定向耦合器的耦合端口，另一端连接驻波比和隔离度测试设备12；该小功率射频开关23的作用是可以在所述的三个定向耦合器间进行选择使用，例如，该小功率射频开关23可以选择连接其中的两个定向耦合器进行相关测试，而断开与另一个定向耦合器的连接。

可选的，在采用具有两个端口的驻波比和隔离度测试设备时，可以设置选择开关24。该选择开关24分别与所述定向耦合器组的耦合端口、以及驻波比和隔离度测试设备连接；具体到本实施例中，由于定向耦合器组的耦合端口连接至小功率射频开关23，所以选择开关24可以连接小功率射频开关23。该选择开关24的作用是，从连接至该选择开关24的多个传输通路中选择其中的两路信号输入至驻波比和隔离度测试设备的两个端口。如图2所示，驻波比和隔离度测试设备12只有两个端口，而连接至选择开关24的传输通路有四个w1、w2、w3、w4，则选择开关24就可以从中选择两个通路，使得该两个通路的信号输入至驻波比和隔离度测试设备12的两个端口。其中，选择不同的通路对应于不同的测试指标，例如，若选择w3、w4，则可以测试天线的驻波比指标，若选择w3、w1，则可以测试天线的隔离度指标，实际中可以根据实际测试环境具体设置。

本实施例结构的天线测试系统，可以用于宽频天线的多子频段测试。例如，天线14的频段范围是800M～2000M；需要测试该天线的800M～1200M范围的子频段的各指标(驻波比和隔离度)、以及1200M～2000M范围的子频段的各指标，即测试该宽频天线的分频段的驻波比和隔离度。可以按照以下方法测量：

具体的，定向耦合器一般可能是在某个频段范围内的定向性比较好，如图2所示，假设第二定向耦合器17的较优频段范围为800M～1200M，第五定向耦合器21的较优频段范围为1200M～2000M。此外，本实施例的互调测试设备11中可以采用多工器；该多工器包括两个输入通路和两个输出通路，可以分别用于测试不同的子频段。

例如，同时测试天线的两个子频段范围，即800M～1200M子频段、及1200M～2000M子频段。以其中一个定向耦合器组为例，当进行互调测试时，从多工器的两个输入通路分别输入对应上述两个子频段的大功率测试信号。上述测试信号经过第二定向耦合器17、第五定向耦合器21、第一定向耦合器16后，从天线端口15进入天线14。从天线14返回的互调信号再反向依次经过第一定向耦合器16、第五定向耦合器21和第二定向耦合器17后，分别从多工器的两个输出通路输出，最终会输出至频谱仪，由频谱仪在信号分析后得到天线14的上述两个对应子频段的互调性能参数。

当进行隔离度和驻波比测试时，测试原理与实施例一基本相同，区别在于，上述两个子频段需要分别测试。例如，测试1200M～2000M子频段时，可以通过小功率射频开关23，选择本次测试使用第一定向耦合器16、第二定向耦合器17；再通过选择开关24选择网络分析仪上的与第一定向耦合器16、第二定向耦合器17相连接的两个端口，就可以按照实施例一的测试方法进行隔离度和驻波比测试。同理，在测试800M～1200M子频段时，可以通过小功率射频开关23，选择本次测试使用第一定向耦合器16、第五定向耦合器21，并通过选择开关24选择网络分析仪上对应连接的端口即可。

本实施例中，由于小功率射频开关23是设置在驻波比和隔离度的测试通道上，没有级联在互调测试的大功率信号通道即互调测试通道(互调测试通道即由互调测试设备、定向耦合器组和天线组成的测试通道)上，不会经过大功率信号，所以小功率射频开关23本身的互调信号不会影响测试结果。同理，可以增加定向耦合器的个数、多工器的路数以及通过小功率射频开关控制，实现宽频天线的更多子频段的测试。

本实施例的天线测试系统，通过使用定向耦合器组连接互调测试设备、驻波比和隔离度测试设备，使得使用该定向耦合器可以完成上述的两种测试而不需要如现有技术那样必须在两种测试间切换连接即两种测试交替使用某个测试路径，所以大大提高了测试效率较；并且，在通过大功率测试信号的互调定向耦合器组不采用大功率射频开关，而是采用定向耦合器组，定向耦合器组不会如现有技术的大功率射频开关那样产生较大的干扰信号，避免了大功率射频开关互调性能恶化影响测试结果，提高了天线测试的精度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种天线测试系统，其特征在于，包括：互调测试设备、驻波比和隔离度测试设备、以及至少一个定向耦合器组；

所述定向耦合器组至少包括两个级联的定向耦合器；所述定向耦合器组的输入端口连接天线，输出端口连接所述互调测试设备，耦合端口连接所述驻波比和隔离度测试设备。

2.根据权利要求1所述的天线测试系统，其特征在于，所述定向耦合器组包括第一定向耦合器和第二定向耦合器；

所述第一定向耦合器包括：第一耦合端口、第一输入端口和第一输出端口；所述第一输入端口用于连接天线端口；

所述第二定向耦合器包括：第二耦合端口、第二输入端口和第二输出端口；所述第二输入端口连接所述第一输出端口，所述第二输出端口连接所述互调测试设备；

所述第一耦合端口和第二耦合端口连接所述驻波比和隔离度测试设备。

3.根据权利要求2所述的天线测试系统，其特征在于，所述定向耦合器组还包括第三定向耦合器，所述第三定向耦合器级联在所述第一定向耦合器和第二定向耦合器之间；

所述第三定向耦合器包括：第三耦合端口、第三输入端口和第三输出端口；所述第三输入端口连接所述第一输出端口，所述第三输出端口连接所述第二输入端口，所述第三耦合端口连接所述驻波比和隔离度测试设备。

4.根据权利要求1-3任一所述的天线测试系统，其特征在于，所述定向耦合器组与驻波比和隔离度测试设备之间还包括选择开关；

所述选择开关分别与所述定向耦合器组的耦合端口、以及所述驻波比和隔离度测试设备连接。

5.根据权利要求1-3任一所述的天线测试系统，其特征在于，所述天线测试系统还包括小功率射频开关；

所述小功率射频开关的一端连接所述定向耦合器组中的定向耦合器的耦合端口，另一端连接驻波比和隔离度测试设备。

6.根据权利要求5所述的天线测试系统，其特征在于，所述小功率射频开关与驻波比和隔离度测试设备之间还包括选择开关；

所述选择开关分别与所述小功率射频开关、以及驻波比和隔离度测试设备连接。

7.根据权利要求1-3任一所述的天线测试系统，其特征在于，所述互调测试设备包括双工器或者多工器，还包括频谱仪；所述双工器或者多工器与所述频谱仪连接。

8.根据权利要求7所述的天线测试系统，其特征在于，所述互调测试设备还包括功放器，所述功放器连接在双工器或者多工器与频谱仪之间。

9.根据权利要求1-3任一所述的天线测试系统，其特征在于，所述驻波比和隔离度测试设备包括网络分析仪。

10.根据权利要求1-3任一所述的天线测试系统，其特征在于，所述定向耦合器组的数量为两个。

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