CN209264836U - 一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统 - Google Patents
一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209264836U CN209264836U CN201821810243.1U CN201821810243U CN209264836U CN 209264836 U CN209264836 U CN 209264836U CN 201821810243 U CN201821810243 U CN 201821810243U CN 209264836 U CN209264836 U CN 209264836U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna
- array
- testing system
- test
- compact range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,也称为平面波产生系统,包括:测天线、用于放置被测天线的多轴天线测试转台;所述紧缩场天线测试系统还包括:波束赋形网络模块、阵列探头、阵列极化旋转台;所述波束赋形网络模块与所述阵列探头的每个探头连接以控制阵元信号的分离或合成以及控制各个阵元信道的复杂加权;所述阵列探头设置在所述阵列极化旋转台上;所述阵列探头与所述被测天线相对设置;本实用新型通过对阵列各单元的幅度和相位进行调整,在限定的区域内产生测试所需的平面波;可以测量带射频端口或者不带射频端口的被测天线,例如适用于基站天线的无源和有源OTA空口测试;与传统金属反射面具有相同测试精度和静区质量,可以有效地降低测试场造价。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天线测试系统,尤其涉及一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统。
背景技术
通常情况下天线特性需要在远场进行测量。随着5G时代的到来,可用频率逐渐升高,大型被测天线(例如基站天线)的远场条件距离变得很长,因而在微波暗室内实现远场条件变得困难,要保证暗室内静区的性能,微波暗室的尺寸需要变大进而成本增加,并且随着远场距离的增加路径损耗变大,从而导致的测试精度的下降,这也是不容忽视的问题。紧缩场测试的出现部分解决了上述2个问题。
紧缩场测试是一种间接远场测试方式,可显著降低对测试场地大小的要求。它利用金属反射面或透镜把位于焦点处的馈源发出的球面波转换为平面波,从而实现有限物理空间内的远场测试。可以测试5G基站天线的波束赋形方向图和EIRP、EVM、占用带宽、ACLR(Adjacent Channel Leakage Power Ration,相邻频道泄漏功率比)、EIS、ACS(AdjacentChannel Selectivity,临道选择性)等射频辐射指标。
紧缩场测试的优点是:相比直接进行远场测试大幅缩减了场地尺寸,大大降低了场地建设成本和测量路径损耗。得益于路径损耗的降低,它可以比远场方案测量更多的射频辐射指标。但是对于大型被测天线,例如基站天线,要求的紧缩场反射面尺寸较大,高精度反射面加工难度大时间长,因而造价和后期维护成本很高。需要解决有大型反射面需求场合时的成本造价问题。
更为重要的是,5G时代,基站天线普遍使用动态波束赋形技术来增加信道容量,波束赋形较低的能量消耗还可减低整个网络的运营成本。现有单一金属反射面较适合单波束测试,在测试多波束天线的时候比较困难。需要采用机械旋转的方式来控制波束指向,实际应用中不易实现。
发明内容:
为了克服现有技术不足,本实用新型提出了以一种通过调节相控阵列天线的幅度和相位(即波束赋形网路)形成的紧缩场反射器,也称为平面波产生器,可在指定区域内产生平面波。与传统金属反射面具有相同测试精度和静区质量,不需要改变紧缩场的物理指向就可以实现空间上的波束扫描。有效地降低测试场地成本以及后期维护成本。
该平面波转换器可以将自由空间的平面波转换为同轴线缆中的TEM模式,或者反过来可以将同轴射频线缆中的TEM模式转换为自由空间的平面波,是互易结构,可以测试射频收发链路上的的电磁参数例如EIRP和EIS等。
本实用新型公开了一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,包括:测天线、用于放置被测天线的多轴天线测试转台;所述缩场天线测试系统还包括:波束赋形网络模块、阵列探头、阵列极化旋转台;所述波束赋形网络模块与所述阵列探头的每个探头连接以控制阵元信号的分离或合成以及控制各个阵元信道的复杂加权;所述阵列探头设置在所述阵列极化旋转台上;所述阵列探头与所述被测天线相对设置。
另外,根据本实用新型公开的一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统还具有如下附加技术特征:
进一步地,所述阵列探头包括多个宽频带阵元天线,多个宽频带阵元天线之间的间隔呈一维或二维分布在平面上。
进一步地,所述阵列探头设置在所述被测天线的一侧或上方或下方。优选地,所述阵列探头可以在所述被测天线正前方,也可以在所述被测天线正上方。
进一步地,所述阵列探头的极化方式包括单极化或双极化;所述波束赋形网络模块及阵列探头位于所述阵列极化旋转台上,所述阵列极化旋转台包括至少一个旋转轴。
进一步地,所述波束赋形网络模块包括:衰减器、移相器、功率分配合成网络、控制接口、供电接口、极化切换单元。
进一步地,所述被测天线包括无源天线和有源天线。
进一步地,紧缩场天线测试系统还包括:计算机、控制模块、测试仪表和射频单元,所述计算机包括PC机或者工控电脑,通过GPIB或者USB标准接口与测试仪表和控制模块相连,测试仪表通过射频接口与波束赋形网络模块、被测天线相连。
进一步地,所述测试仪表包括:网络分析仪、示波器、频谱仪、矢量信号发生器、矢量信号分析仪。
进一步地,所述基于阵列天线的紧缩场天线测试系统放置于含有吸波材料的微波暗室内。
进一步地,所述多轴天线测试转台与所述控制模块连接并由所述控制模块控制,多轴天线测试转台包括:方位旋转轴,平移轴,极化旋转轴,所述多轴天线测试转台包括上述三种转轴其中的一种或任意转轴的组合;多轴天线测试转台各轴设有异常触发开关以实现中断异常转动,避免设备损坏。
进一步地,所述控制模块包括转台控制器单元,转台驱动单元,射频放大器,仪表切换单元。
进一步地,通过对阵列各单元的幅度和相位进行优化加权,使各振元辐射的球面波互相叠加合成平面波,在指定的区域内产生测试所需的平面波,从而实现有限物理空间内的远场测试;可用于测量带射频端口或者不带射频端口的被测件,也适用于基站天线的无源和有源空口OTA测试。与传统金属反射面具有相同测试精度和静区质量,并且有效地降低测试场成本以及后期维护成本。
优选的,所述阵列探头中的探头可以采用单极化或者双极化探头。
进一步地,所述阵列探头呈一维分布或者二维平面分布。
本实用新型的有益效果在于:通过对阵列各单元的幅度和相位进行优化加权,使各阵元辐射的球面波互相叠加合成平面波,即在指定的区域内产生测试所需的平面波,从而实现有限物理空间内的远场测试。与传统金属反射面具有相同测试精度和静区质量,在对多波束天线的测量中,不需要改变紧缩场的物理指向就可以实现空间上的波束扫描。有效地降低测试场成本以及后期维护成本。
附图说明
图1本实用新型基于阵列天线的紧缩场天线测试系统的系统框图。
图2本实用新型基于阵列天线的紧缩场天线测试系统的一个实施例的示意图。
图3本实用新型基于阵列天线的紧缩场天线测试系统的另一个实施例的示意图。
图4本实用新型基于阵列天线的紧缩场天线测试系统的一个实施例的示意图。
图5本实用新型基于阵列天线的紧缩场天线测试系统的另一个实施例的示意图。
图6本实用新型基于阵列天线的紧缩场天线测试系统的一个实施例的示意图。
其中,1为计算机,2为波束赋形网络模块,3为阵列探头,4为阵列极化旋转台,5为被测天线,6为多轴天线测试转台,7为控制模块,8为测试仪表,9为射频单元。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型的技术方案如下所述:包括:被测天线5、用于放置被测天线5的多轴天线测试转台6;所述紧缩场天线测试系统还包括:波束赋形网络模块2、阵列探头3、阵列极化旋转台4;所述波束赋形网络模块 2与所述阵列探头3的每个探头连接以控制阵元信号的分离或合成以及控制各个阵元信道的复杂加权;所述阵列探头3设置在所述阵列极化旋转台4上;所述阵列探头3与所述被测天线5相对设置;紧缩场天线测试系统还包括:计算机1、控制模块7、测试仪表8和射频单元9;计算机1包括PC机或者工控电脑,通过GPIB或者USB标准接口与测试仪表8和控制模块7相连,测试仪表8通过射频接口与波束赋形网络模块2、被测天线5相连。
本实用新型的有益效果在于:通过对阵列各单元的幅度和相位进行优化加权,使各阵元辐射的球面波互相叠加合成平面波,即在指定的区域内产生测试所需的平面波,从而实现有限物理空间内的远场测试。与传统金属反射面具有相同测试精度和静区质量,在对多波束天线的测量中,不需要改变紧缩场的物理指向就可以实现空间上的波束扫描。有效地降低测试场成本以及后期维护成本。
另外,测试系统的计算机1为PC机或者工控机电脑,完成对各系统模块的控制,数据采集,数据处理;计算机3可以通过控制模块7控制多轴天线测试转台6旋转一定的角度来对被测天线5进行多方位的测量,在具体的测试过程中,计算机1通过GPIB或者USB等标准接口与测试仪表8(例如网络分析仪)相连;通过控制接口与各控制模块(例如转台控制器、转台驱动器等)相连;测试仪表8通过射频接口与各射频单元9、阵列探头3、被测天线 5等相连;计算机可以控制各种测试仪表、射频单元、阵列探头多轴天线测试转台6等,进而实现3D球面(或者部分球面)的数据扫描,其中包括幅度和相位等数据的扫描。
以下为本专利的具体实施例:
实施例1:
如图2所示,所述探头阵列3为2维平面阵列,放置于所述被测天线正前方,所述被测天线5设置在所述多轴天线测试转台6上,通过对阵列各单元的幅度和相位进行优化加权,使各阵元辐射的球面波互相叠加在近场合成平面波,即在天线测试转台6区域得到理想的平面波,计算机1通过控制模块7控制多轴天线测试转台6的旋转,多轴转台为由水平转极化转轴组成的二轴转台,在标准的坐标系中,固定极化转台在0度,使水平转台旋转360度可以得到天线theta=0平面上的电磁参数,固定水平转台为90 度,使极化转轴旋转360度可以得到天线phi=90°平面上的电磁参数,两个转轴同时转动相互配合,可以实现对被测天线的多方位测量,得到待测天线 3D球面(或者部分球面)的射频辐射指标。
实施例2:
如图3所示,所述探头阵列3为2维平面阵列,放置于所述被测天线正前方,所述被测天线5设置在所述多轴天线测试转台6上,通过对阵列各单元的幅度和相位进行优化加权,使各阵元辐射的球面波互相叠加在近场合成平面波,即在天线测试转台6区域得到理想的平面波,计算机1通过控制模块7控制多轴天线测试转台6的旋转,所述多轴天线测试转台是U形转台。U 型转台由俯仰轴、水平转台、角度转轴组成的三轴转台。在标准的坐标系中,固定水平转台在0度,使角度转轴旋转360度可以得到天线theta=0平面上的电磁参数,固定角度转轴为0度,使水平转台旋转360度可以得到天线phi=90°平面上的电磁参数,水平转台和角度转轴同时配合旋转可以得到天线的3D电磁辐射参数。
实施例3:
如图3所示,所述探头阵列3为1维线阵列,放置于所述被测天线正前方,所述被测天线5设置在所述多轴天线测试转台6上,通过对阵列各单元的幅度和相位进行优化加权,使各阵元辐射的球面波互相叠加在近场合成平面波,即在天线测试转台6区域得到理想的平面波,计算机1通过控制模块7 控制多轴天线测试转台6的旋转,所述多轴天线测试转台是U形转台。U型转台由俯仰轴、水平转台、角度转轴组成的三轴转台。在标准的坐标系中,固定水平转台在0度,使角度转轴旋转360度可以得到天线theta=0 平面上的电磁参数,固定角度转轴为0度,使水平转台旋转360度可以得到天线phi=90°平面上的电磁参数,水平转台和角度转轴同时配合旋转可以得到天线的3D电磁辐射参数。
另外,所述探头阵列3可以在所述被测天线5的一侧或上方或下方;优选地,所述探头阵列3可以如图2、图3、图4所示的在所述被测天线5正前方,也可以如图5、图6所示的在所述被测天线5正上方,在探头阵列位于被测天线上方的时候,只需要调整测量时转台的角度变化就可以得到与放在被测天线正前方时相同的测量结果;需要说明的是,当探头阵列3设置在被测天线5的一侧或正前方时,可以用于常规的紧缩场天线测量系统;当探头阵列3设置在被测天线5的一侧或正上方时,此种结构更有利于流水线生产时的天线测量系统。
另外,本实用新型基于阵列天线的紧缩场天线测试系统可用于:测试5G 基站天线的波束赋形方向图和EIRP、EVM、占用带宽、ACLR(Adjacent Channel Leakage PowerRation,相邻频道泄漏功率比)、EIS、ACS(Adjacent Channel Selectivity,临道选择性)等射频辐射指标。
所述多轴天线测试转台与所述控制模块连接并由所述控制模块控制,多轴天线测试转台包括:方位旋转轴,平移轴,极化旋转轴,所述多轴天线测试转台包括上述三种转轴其中的一种或任意转轴的组合;例如,可以重复使用平移轴,两个平移轴可以具有一定的夹角,以实现不同的需要;也可以重复使用方位旋转轴,实现不同方位的需求,另外两种转轴也可以重复使用,不限制转轴的数量;多轴天线测试转台各轴设有异常触发开关以实现中断异常转动,避免设备损坏。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,包括:被测天线(5)、用于放置被测天线(5)的多轴天线测试转台(6);其特征在于,所述紧缩场天线测试系统还包括:波束赋形网络模块(2)、阵列探头(3)、阵列极化旋转台(4);
所述波束赋形网络模块(2)与所述阵列探头(3)的每个探头连接以控制阵元信号的分离或合成以及控制各个阵元信道的复杂加权;所述阵列探头(3)设置在所述阵列极化旋转台(4)上;所述阵列探头(3)与所述被测天线(5)相对设置。
2.根据权利要求1中所述的一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,其特征在于:所述阵列探头(3)包括多个宽频带阵元天线,多个宽频带阵元天线之间的间隔呈一维或二维分布在平面上。
3.根据权利要求1中所述的一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,其特征在于:所述阵列探头(3)设置在所述被测天线(5)的一侧或上方或下方。
4.根据权利要求1中所述的一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,其特征在于:所述阵列探头(3)的极化方式包括单极化或双极化;所述波束赋形网络模块(2)及阵列探头(3)位于所述阵列极化旋转台(4)上,所述阵列极化旋转台(4)包括至少一个旋转轴。
5.根据权利要求1中所述的一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,其特征在于:所述波束赋形网络模块(2)包括:衰减器、移相器、功率分配合成网络、控制接口、供电接口、极化切换单元。
6.根据权利要求1中所述的一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,其特征在于,紧缩场天线测试系统还包括:计算机(1)、控制模块(7)、测试仪表(8)和射频单元(9);计算机(1)包括PC机或者工控电脑,通过GPIB或者USB标准接口与测试仪表(8)和控制模块(7)相连,测试仪表(8)通过射频接口与波束赋形网络模块(2)、被测天线(5)相连。
7.根据权利要求6中所述的一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,其特征在于:所述测试仪表(8)包括:网络分析仪、示波器、频谱仪、矢量信号发生器、矢量信号分析仪;控制模块(7)包括转台控制器单元,转台驱动单元,射频放大器,仪表切换单元。
8.根据权利要求1中所述的一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,其特征在于:所述基于阵列天线的紧缩场天线测试系统放置于含有吸波材料的微波暗室内。
9.根据权利要求6中所述的一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,其特征在于:所述多轴天线测试转台(6)与所述控制模块(7)连接并由所述控制模块(7)控制,多轴天线测试转台包括:方位旋转轴,平移轴,极化旋转轴,所述多轴天线测试转台包括上述三种转轴其中的一种或任意转轴的组合;多轴天线测试转台各轴设有异常触发开关以实现中断异常转动,避免设备损坏。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统,其特征在于:通过对阵列各单元的幅度和相位进行优化加权,使各振元辐射的球面波互相叠加合成平面波,在指定的区域内产生测试所需的平面波,从而实现有限物理空间内的远场测试;可用于测量带射频端口或者不带射频端口的被测件,也适用于基站天线的无源和有源空口OTA测试;与传统金属反射面具有相同测试精度和静区质量,并且有效地降低测试场成本以及后期维护成本。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201821810243.1U CN209264836U (zh) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201821810243.1U CN209264836U (zh) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN209264836U true CN209264836U (zh) | 2019-08-16 |
Family
ID=67559711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201821810243.1U Active CN209264836U (zh) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN209264836U (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110542801A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-06 | 利为技术(深圳)有限公司 | 一种无遮挡天线测试系统 |
CN110708125A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-01-17 | 北京邮电大学 | 一种构建动态目标信道的方法及空口测试系统 |
CN110988501A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-10 | 北京航空航天大学 | 一种基于可移动阵列天线的应用于基站天线产线的平面波生成器测量系统 |
CN111308422A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-06-19 | 江苏科技大学 | 一种浅海局部区域平面波声场激励方法 |
CN111900548A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-06 | 西安电子科技大学 | 基于吸波材料和超表面结合的超宽带低散射超材料 |
CN112034264A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-12-04 | 苏州益谱电磁科技有限公司 | 一种多探头紧缩场天线测试系统和生成方法 |
CN113242098A (zh) * | 2020-01-22 | 2021-08-10 | 南京捷希科技有限公司 | 一种射频性能测试系统及方法 |
CN113252999A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-13 | 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) | 天线平面近场测试方法 |
-
2018
- 2018-11-05 CN CN201821810243.1U patent/CN209264836U/zh active Active
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110542801A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-06 | 利为技术(深圳)有限公司 | 一种无遮挡天线测试系统 |
CN110708125A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-01-17 | 北京邮电大学 | 一种构建动态目标信道的方法及空口测试系统 |
CN110708125B (zh) * | 2019-10-29 | 2020-09-01 | 北京邮电大学 | 一种构建动态目标信道的方法及空口测试系统 |
CN110988501A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-10 | 北京航空航天大学 | 一种基于可移动阵列天线的应用于基站天线产线的平面波生成器测量系统 |
CN111308422A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-06-19 | 江苏科技大学 | 一种浅海局部区域平面波声场激励方法 |
CN113242098A (zh) * | 2020-01-22 | 2021-08-10 | 南京捷希科技有限公司 | 一种射频性能测试系统及方法 |
CN113242098B (zh) * | 2020-01-22 | 2024-03-15 | 南京捷希科技股份有限公司 | 一种射频性能测试系统及方法 |
CN112034264A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-12-04 | 苏州益谱电磁科技有限公司 | 一种多探头紧缩场天线测试系统和生成方法 |
CN111900548A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-06 | 西安电子科技大学 | 基于吸波材料和超表面结合的超宽带低散射超材料 |
CN113252999A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-13 | 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) | 天线平面近场测试方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN209264836U (zh) | 一种基于阵列天线的紧缩场天线测试系统 | |
CN209821290U (zh) | 一种基于3d探头阵列的紧缩场天线测试装置 | |
CN111474418B (zh) | 一种基于平面波综合技术的紧缩场准直器及其优化方法 | |
CN107076788A (zh) | 天线测试装置和测试方法 | |
Williams et al. | The bi-polar planar near-field measurement technique, Part I: implementation and measurement comparisons | |
CN102445599A (zh) | 一种阵列天线方向图的频域测量方法 | |
CN111579886B (zh) | 一种球面近场天线测量系统的校正方法 | |
CN110612638A (zh) | 一种基于阵列天线的准平面波生成器 | |
EP3279675A1 (en) | System and a method for determining a radiation pattern | |
CN209841969U (zh) | 紧缩场天线测试系统 | |
CN109974846B (zh) | 阵列可变的旋转声学测量装置 | |
CN109462447A (zh) | 通信基站ota射频性能测试方法及系统 | |
CN210015171U (zh) | 一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置 | |
CN114137481A (zh) | 一种基于低频柱面源天线阵列的电磁散射测试系统及方法 | |
CN105445555B (zh) | 一种相控阵天线单元有源驻波比计算方法 | |
CN104852775A (zh) | 一种大型相控阵天线波束性能的快速评估方法 | |
CN112034264A (zh) | 一种多探头紧缩场天线测试系统和生成方法 | |
CN111431636A (zh) | 一种大型相控阵天线的在线校准方法 | |
CN117031418A (zh) | Sar卫星方位敏捷观测模式扫描指向检测方法及系统 | |
CN113252999B (zh) | 天线平面近场测试方法 | |
CN107466063A (zh) | 一种通信卫星多波束无线测试方法 | |
TWI727848B (zh) | 準遠場量測系統、準遠場量測方法 | |
JP2003315440A (ja) | コンパクトレンジのフィールド測定方法及びその装置 | |
CN203398295U (zh) | 用于毫米波准光功率合成远近场测试的调节装置 | |
CN218298384U (zh) | 相控阵天线的测试系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Suzhou Yipu Electromagnetic Technology Co., Ltd Assignor: Shanghai Yimai Electromagnetic Technology Co., Ltd Contract record no.: X2021320010033 Denomination of utility model: A compact field antenna test system based on array antenna Granted publication date: 20190816 License type: Common License Record date: 20211105 |
|
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |