CN210015171U - 一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，包括计算机、测量仪表、控制单元、射频单元、圆弧形滑轨、固定于滑轨上可沿滑轨移动的极化转轴、可沿弧形滑轨运动的平面波产生器(例如金属反射面)、被测件、被测件多轴转台；该实用新型通过旋转由平面波产生器产生的小型化可旋转紧缩场，在特定的局部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条件；该装置与传统金属大型反射面具有相同测试精度，却大大降低了所需的反射面尺寸，有效地降低测试场地成本以及后期维护成本；在测量多波束天线时，可以在保证平面波产生器物理稳定性的同时，精准的对每一个波束进行测量，提高了测试的精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天线测试装置，尤其涉及一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置。
背景技术
通常来说天线的幅度等特性需要在远场进行测量。随着5G时代的到来，天线、手机等终端的工作频率逐渐升高，还有基站天线等大型被测件的远场条件距离变得很长，如果直接采用远场进行测量，意味着要求的微波暗室尺寸变的非常大，会使得成本大大增加，才可以保证暗室内静区的性能，因而在微波暗室的实现远场条件变得困难。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下降也是不容忽视的问题。紧缩场装置的出现部分解决了上述2个问题。
一般来说，紧缩场装置可以将馈源产生的球面波在短距离内转换成平面波，以获得极佳暗室静区性能，实现在有限物理空间内的无源 /有源天线的远场测试；因此紧缩场装置是5G通信及车载雷达等产品天线测量的理想方案；紧缩场装置可测试不同种类的天线，例如有源天线装置、阵列天线、高方向性天线、特别适用于高频毫米波天线的测量。也可以测试不同的指标，例如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：相比远场大幅缩减了场地尺寸，从而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。但是对于大型被测件，例如基站天线，紧缩场反射面造价和后期维护成本较高。解决需要大型反射面场合时的成本造价以及加工难度问题
实用新型内容
本实用新型公开了一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，该天线测试装置使用小型平面波产生器，在短距离内产生平面波，应用滑轨式结构，配合多轴转台以及极化转轴，可以在有限物理空间内实现理想的远场条件。
本实用新型公开了一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，包括被测件、放置被测件的被测件转台，还包括滑轨、极化转轴和平面波产生器；所述滑轨呈圆形或者圆弧形，所述平面波产生器固定于所述极化转轴上，所述极化转轴固定于滑轨之上且沿滑轨滑动，所述极化转轴的轴向指向所述滑轨的圆心，所述被测件转台放置于所述滑轨的圆心。
另外，根据本实用新型公开的一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置还具有如下附加技术特征：
进一步地，所述的平面波产生器固定在所述极化转轴上，随着极化转轴旋转。
进一步地，所述平面波产生器包括是带有馈源的抛物面型金属反射面紧缩场，或者透镜式紧缩场，或者基于探头阵列天线的紧缩场反射器。
进一步地，所述平面波产生器包括是带有馈源的抛物面型金属反射面紧缩场，或者透镜式紧缩场，或者基于探头阵列天线的紧缩场反射器；金属反射器或者透镜式紧缩场，是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。对于基于探头阵列的紧缩场反射器，该阵列包括多个宽频带天线阵元天线，以一定的间隔呈1维或者2维分布在平面上，通过调整相控阵列天线的幅度和相位(即波束赋形网路)形成的基于天线阵列的紧缩场反射器，可在指定区域内产生测试所需要的平面波。
进一步地，所述紧缩场天线测试装置还包括：计算机、测量仪表、控制模块；所述计算机与所述测量仪表和所述控制模块连接，所述测量仪表分别与所述平面波产生器和被测件连接；所述被测件包括无源或者有源天线。
进一步地，测量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，所述的控制模块包括：滑轨驱动单元、滑轨控制器单元、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，所述被测件转台与所述控制模块连接并由所述控制模块控制，被测件转台包括：方位旋转轴，平移轴，所述被测件转台包括上述转轴其中的一种或任意转轴的组合；被测件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，紧缩场天线测试装置还包括：射频单元，计算机包括 PC机或者工控电脑，通过GPIB或者USB标准接口与测量仪表和控制模块相连，测量仪表通过射频单元与平面波产生器、被测件相连。
进一步地，通过旋转小型化旋转紧缩场，在局部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条件；计算机发出指令传至测量仪表，控制模块，被测件，被测件转台实现相应的控制功能，进而实现3D球面或部分球面的数据扫描，其中包括幅度和相位等数据的扫描；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；该装置大大降低了所需的反射面尺寸，与传统金属大型反射面具有相同测试精度，有效地降低测试场成本以及后期维护成本。
进一步地，测量设备可放置于含有吸波材料的微波暗室内。
本实用新型中，通过旋转小型化旋转紧缩场，在局部区域内(滑轨圆心位置)产生测试所需的平面波，从而实现有限物理空间内的远场条件。计算机发出指令传至测量仪表，控制模块，被测件，被测件转台实现相应的控制功能，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。可用于测量带射频端口或者不带射频端口的被测件，例如适用于基站天线的无源和有源空口OTA测试。
本实用新型的有益效果在于：在测试装置中使用了滑轨式结构对平面波产生器进行旋转，配合多轴转台以及极化转轴，在有限物理范围内实现了理想的远场条件，相比传统的大型平面波产生器，适用范围更广，对大型天线和小型天线都可以有良好的测量结果，尤其是在测量基站天线等大型天线的时候，大大降低了生产成本以及加工难度。在测量多波束天线的时候，通过滑轨上平面波产生器的旋转以及多轴转台的旋转，精准的对每一个波束进行测量，提高了测量精度。
附图说明：
图1是本实用新型基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置的装置框图。
图2是本实用新型基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置的一个实施例的示意图。
图3是本实用新型基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置的一个实施例的示意图。
图4是本实用新型基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置的一个实施例的示意图。
图5是本实用新型基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置的一个实施例的示意图
具体实施方式：
如图1所示，基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，其中包括：包括被测件5、放置被测件5的被测件转台6、滑轨7、极化转轴8和平面波产生器9；所述滑轨7呈圆形或者圆弧形，所述平面波产生器9固定于所述极化转轴8上，所述极化转轴8固定于滑轨7之上且可沿滑轨7滑动，所述极化转轴8的轴向指向所述滑轨7的圆心，所述被测件转台6放置于所述滑轨7的圆心；需要说明的是，所述的平面波产生器9固定在所述极化转轴8上，随着极化转轴8旋转；所述平面波产生器9包括是带有馈源的抛物面型金属反射面紧缩场，或者透镜式紧缩场，或者基于探头阵列天线的紧缩场反射器；金属反射器或者透镜式紧缩场，是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。对于基于探头阵列的紧缩场反射器，该阵列包括多个宽频带天线阵元天线，以一定的间隔呈1维或者2维分布在平面上，通过调整相控阵列天线的幅度和相位(即波束赋形网路)形成的基于天线阵列的紧缩场反射器，可在指定区域内产生测试所需要的平面波。
在测量过程中，计算机1通过GPIB或者USB等标准接口与测试仪器(例如网络分析仪)相连；通过控制接口与控制模块(例如转台控制器、转台驱动器等)相连；测试仪器通过射频接口与各射频单元，平面波产生器，被测天线等相连；计算机可以控制各种测试仪表，射频设备，平面波产生器，被测物转台等，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。
具体实施案例如下:
实施例1：如图2所示，所述滑轨7整体水平放置在地平面上，极化转轴8固定在滑轨7上，所述平面场产生器9固定在极化转轴8 上，可与极化转轴一起沿滑轨绕竖直轴旋转，平面波产生器8正面对着滑轨的圆心，图中的平面场产生器由反射面和馈源天线构成；被测件转台为U形滚动转台，可驱动被测件绕水平轴滚动，被测件与被测件转台在滑轨的圆心位置，可以调整转台使被测天线在平面波产生器所产生平面波的静区中。
测试时将被测件放置在被测件转台上，通过计算机控制控制模块与射频模块，在被测件所在区域形成平面波。滑轨和被测物转台轴向的交点为IEEE标准球面
坐标系中心0点，滑轨和被测物转台配合使用可完成对被测天线在IEEE标准球面坐标系中电场强度的3D 球面扫描，旋转极化转轴可以完成平面波极化方向的旋转。在测量多波束天线的时候，调整滑轨上平面波产生器的位置，对应调整转台，使反射面正对着被测件每一个需要测量的波瓣，在测量过程中可以始终保证平面波产生器物理位置的稳定性，进而精确地得到每一个波瓣的测量结果。
实施例2：如图3所示，所述滑轨7整体水平放置在地平面上，极化转轴8固定在滑轨7上，所述平面场产生器9固定在极化转轴8 上，可与极化转轴一起沿滑轨绕竖直轴旋转，平面波产生器8正面对着滑轨的圆心，图中的平面场产生器由反射面和馈源天线构成；被测件转台为传统转台，可驱动测件沿着水平轴旋转；
滑轨和被测物转台轴向的交点为IEEE标准球面
坐标系中心0点，滑轨和被测物转台配合使用可完成对被测天线在IEEE标准球面坐标系中电场强度的3D球面扫描，旋转极化转轴可以完成平面波极化方向的旋转。
在测量多波束天线的时候，调整滑轨上平面波产生器的位置，对应调整转台，使反射面正对着被测件每一个需要测量的波瓣，在测量过程中可以始终保证平面波产生器物理位置的稳定性，进而精确地得到每一个波瓣的测量结果。
实施例3：如图4所示，被测件转台为传统转台，可驱动测件沿着水平轴旋转；
滑轨7整体可与极化转轴一起沿滑轨绕竖直轴旋转，所述滑轨运动平面通过所述被测物转轴的水平轴向。极化转轴8固定在滑轨7上，所述平面产生器9固定在极化转轴8上，可与极化转轴一起沿着水平面绕竖直轴旋转；
本实施例中需要强调的是，所述滑轨和滑块均为非金属材料，以降低金属散射对测试的影响。
滑轨和被测物转台轴向的交点为IEEE标准球面
坐标系中心0点，滑轨和被测物转台配合使用可完成对被测天线在IEEE标准球面坐标系中电场强度的3D球面扫描，旋转极化转轴可以完成平面波极化方向的旋转。
在测量多波束天线的时候，调整滑轨上平面波产生器的位置，对应调整转台，使反射面正对着被测件每一个需要测量的波瓣，在测量过程中可以始终保证平面波产生器物理位置的稳定性，进而精确地得到每一个波瓣的测量结果。
实施例4：如图5所示，被测件转台为传统转台，可驱动测件沿着水平轴旋转；
所述滑轨7为半圆形并且整体水平放置在地平面上，极化转轴8 固定在滑轨7上，所述平面场产生器9固定在极化转轴8上，可与极化转轴一起沿滑轨绕竖直轴旋转，平面波产生器8正面对着滑轨的圆心，图中的平面场产生器由反射面和馈源天线构成；被测件与被测件转台在滑轨的圆心位置，可以调整转台使被测天线在平面波产生器所产生平面波的静区中。
测试时将被测件放置在被测件转台上，通过计算机控制控制模块与射频模块，在被测件所在区域形成平面波，滑轨和被测物转台轴向的交点为IEEE标准球面
坐标系中心0点，滑轨和被测物转台配合使用可完成对被测天线在IEEE标准球面坐标系中电场强度的3D 球面扫描，旋转极化转轴可以完成平面波极化方向的旋转。
在测量多波束天线的时候，调整滑轨上平面波产生器的位置，对应调整转台，使反射面正对着被测件每一个需要测量的波瓣，在测量过程中可以始终保证平面波产生器物理位置的稳定性，进而精确地得到每一个波瓣的测量结果。
所述滑轨可以是水平放置的，也可以是任何放置的角度，根据需求进行调整。
所述转台可以是如图2所示的形状也可以根据需求调整转台结构以及旋转方式，并不局限于图中的形状。
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 (9)
1.一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，包括被测件(5)、放置被测件(5)的被测件转台(6)，其特征在于：包括滑轨(7)、极化转轴(8)和平面波产生器(9)；
所述滑轨(7)呈圆形或者圆弧形，所述平面波产生器(9)固定于所述极化转轴(8)上，所述极化转轴(8)固定于滑轨(7)之上且沿滑轨(7)滑动，所述极化转轴(8)的轴向指向所述滑轨(7)的圆心，所述被测件转台(6)放置于所述滑轨(7)的圆心。
2.根据权利要求1中所述的一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，其特征在于：所述滑轨(7)为圆弧形或者圆形，所述极化转轴(8)通过抱杆与所述滑轨(7)配套的滑块固定在所述滑轨(7)上，跟随滑块沿所述滑轨(7)绕滑轨圆心转动，所述极化转轴(8)与滑轨(7)所在平面平行且指向滑轨的圆心，自身可绕水平轴旋转，所述的平面波产生器(9)固定在所述极化转轴(8)上，随着极化转轴(8)旋转。
3.根据权利要求1中所述的一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，其特征在于：所述平面波产生器(9)包括带有馈源的抛物面型金属反射面紧缩场，或透镜式紧缩场，或基于探头阵列天线的紧缩场反射器。
4.根据权利要求1中所述的一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，其特征在于：所述紧缩场天线测试装置还包括：计算机(1)、测量仪表(2)、控制模块(4)；所述计算机(1)与所述测量仪表(2)和所述控制模块(4)连接，所述测量仪表(2)分别与所述平面波产生器(9)和被测件(5)连接；所述被测件(5)包括无源或者有源天线。
5.根据权利要求4中所述的一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，其特征在于：测量仪表(2)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。
6.根据权利要求4中所述的一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，其特征在于：所述的控制模块包括：滑轨驱动单元、滑轨控制器单元、转台控制器单元、转台驱动单元、射频放大器、仪表切换单元。
7.根据权利要求4中所述的一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，其特征在于：所述被测件转台(6)与所述控制模块(4)连接并由所述控制模块(4)控制，被测件转台(6)包括：方位旋转轴，平移轴，所述被测件转台(6)包括上述转轴其中的一种或任意转轴的组合；被测件转台(6)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。
8.根据权利要求4中所述的一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，其特征在于：紧缩场天线测试装置还包括：射频单元(3)，计算机(1)包括PC机或者工控电脑，通过GPIB或者USB标准接口与测量仪表(2)和控制模块(4)相连，测量仪表通过射频单元(3)与平面波产生器(9)、被测件(5)相连。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置，其特征在于：通过旋转小型化旋转紧缩场，在局部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条件；计算机发出指令传至测量仪表(2)，控制模块(4)，被测件(5)，被测件转台(6)实现相应的控制功能，进而实现3D球面或部分球面的数据扫描，其中包括幅度和相位等数据的扫描；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；该装置大大降低了所需的反射面尺寸，与传统金属大型反射面具有相同测试精度，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 |
|---|---|---|---|
| CN201920046279.5U CN210015171U (zh) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | 一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201920046279.5U CN210015171U (zh) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | 一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN210015171U true CN210015171U (zh) | 2020-02-04 |
Family
ID=69312330
Family Applications (1)
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| CN201920046279.5U Active CN210015171U (zh) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | 一种基于圆弧形滑轨式的紧缩场天线测试装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN210015171U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112034266A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-12-04 | 北京中测国宇科技有限公司 | 一种毫米波多馈源紧缩场测试系统 |
| CN112540238A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-03-23 | 北京航空航天大学 | 一种多频共用高效率紧缩场馈源系统 |
| CN114352860A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-04-15 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种探头支撑装置 |
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2019
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