CN215493847U - 可移动式紧缩场天线测量系统 - Google Patents

Abstract

一种天线测量系统，用于测量固定于基准面的待测天线辐射场型。天线测量系统包含多关节机器人、测量构件以及处理器。多关节机器人座设于基准面的周边，且其活动端部可以扫描由基准面定义的短距区域；测量构件配置于多关节机器人的活动端部，测量构件的正面为特定几何表面，用以面向待测天线进行辐射测量；处理器耦接至活动端部，用以控制活动端部带动测量构件相对于待测天线沿事先定义的扫描路径移动，并在沿扫描路径移动的过程中保持特定几何表面朝向待测天线。

Description

可移动式紧缩场天线测量系统

技术领域

本实用新型关于一种天线辐射测量系统，尤其关于一种可针对实际测试需求而调整结构的天线辐射测量系统。

背景技术

现有的天线辐射测量方式需要很大的空间作为测量场地，在毫米波频段要达到天线辐射远场测量距离须符合2D²/λ这项条件(其中D为待测件的尺寸(例如长度或宽度)、λ＝测量频率的波长)，如测量物件为8厘米长和8厘米宽，在28GHz测量频段距离需要至少2米，以现有的天线测量方式要满上述测量条件需要非常高的成本。

此外，在毫米波频段的天线测量时，需要馈入待测天线，并将其安置于一个旋转基座。当此基座旋转时，会对待测天线产生震动。对于以探针馈入机构进行测量的方式，震动易使探针折断。对于使用射频接头馈入机构进行测量的方式，震动会使得测量产生相当大的误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可移动式紧缩场(compact-range)天线测量系统，其适于短距测量的天线测量系统，亦避免待测天线的移动，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种天线测量系统，其用于测量固定于基准面的待测天线。天线测量系统包含多关节机器人、测量构件以及处理器。多关节机器人座设于安装待测天线基准面的周边，且其活动端部可以扫描由基准面定义的短距区域；

测量构件配置于多关节机器人的一活动端部，测量构件包含一特定几何表面以及一馈入天线。特定几何表面用以接收来自馈入天线的信号，并且据以对待测天线提供一入射信号；或接收待测天线发射的信号，并且据以对馈入天线提供入射信号供其接收。处理器耦接至活动端部，用以控制活动端部带动测量构件相对于待测天线沿一事先定义的扫描路径移动。

根据本实用新型一实施例，特定几何表面为一碟形反射面，用以反射来自馈入天线的信号以作为入射信号。

根据本实用新型一实施例，特定几何表面为一透镜元件，用以聚焦来自馈入天线的信号以作为入射信号。

根据本实用新型一实施例，特定几何表面为具有M×N个反射单元的反射矩阵，用以反射来自馈入天线的信号以作为入射信号，其中M、N为正整数。

根据本实用新型一实施例，特定几何表面为具有M×N个透射单元的透射矩阵，用以聚焦来自馈入天线的信号以作为入射信号。

根据本实用新型一实施例，多关节机器人另包含：一底座，座设于待测天线基准面之侧；一第一机器臂，枢接于底座；一第二机器臂，枢接于第一机器臂；以及一第三机器臂，枢接于第二机器臂并且枢接于活动端部，第三机器臂以第二机器臂的长度方向为轴心作旋转；其中活动端部连接于测量构件的背面。

根据本实用新型一实施例，扫描路径为特定几何表面与待测天线保持在一预定距离内的运动轨迹。

根据本实用新型一实施例，处理器内建于多关节机器人，或外接于多关节机器人。

综上所述，本实用新型有别于传统做法，可移动式紧缩场天线测量系统采用新颖的特定几何表面设计，可实现短距测量并且保有所需的测量精准度与可靠度，故可大幅降低天线测量成本。这是由于特定几何表面仅需较短的距离就可达到远距测量的效果，因此若制造商采用本实用新型便可省下建制广大测量场地的费用。此外，本实用新型尤其适用于毫米波的频段测量，符合产线的需求。另一方面，在待测天线完全静止(或仅原地旋转)的情况下，本实用新型通过采用多关节机器人来进行适应性多点测量来取得待测天线辐射的多角度数据，故只需要单一测量据点即可实现，而不需要建制多个测量据点。另外，多关节机器人可包含平面、圆柱面、球面三种天线测量架构，可因应不同测量需求做调整，不须每种测量架构各建置一套系统，更能符合产线应用需求。

附图说明

图1为根据本实用新型一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图2为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图3为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图4为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图5为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图6为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图7为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图8为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图9为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图10为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图11为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图12为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图13为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图14为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图15为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

图16为根据本实用新型另一实施例天线测量系统对待测天线进行测量的示意图。

附图标记说明：100、500、900、1300-天线测量系统；110-多关节机器人；110A、110B、110C、110D-枢接点；111-第一机器臂；112-第二机器臂；113-第三机器臂；114-活动端部；115-底座；190、290、390、490-待测天线；120、520、920、1320-测量构件；120A、920A-反射面；120B、520B、920B、1320B-背面；125、525、925、1325-馈入天线；126、526、926、1326-连接部；130-处理器；200-基准面；300-辐射面；520A、1320A-透射面；524-透镜元件；924-反射矩阵；1324-透射矩阵；N1-法线；T1～T7-轨迹。

具体实施方式

揭露特别以下述例子加以描述，这些例子仅用以举例说明而已，因为对于熟习此技艺者而言，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。在通篇说明书与权利要求书中，除非内容清楚指定，否则“一”以及“该”的意义包含这一类叙述包括“一或至少一”该元件或成分。此外，如本揭露所用，除非从特定上下文明显可见将复数排除在外，否则单数冠词亦包括复数个元件或成分的叙述。而且，应用在此描述中与下述的全部权利要求书中时，除非内容清楚指定，否则“在其中”的意思可包含“在其中”与“在其上”。在通篇说明书与权利要求书所使用的用词(terms)，除有特别注明，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供从业人员(practitioner)在有关本揭露的描述上额外的引导。在通篇说明书的任何地方的例子，包含在此所讨论的任何用词的例子的使用，仅用以举例说明，当然不限制本揭露或任何例示用词的范围与意义。同样地，本揭露并不限于此说明书中所提出的各种实施例。

在此所使用的用词“实质上(substantially)”、“大约(around)”、“约(about)”或“近乎(approximately)”应大体上意味在给定值或范围的20％以内，较佳在10％以内。此外，在此所提供的数量可为近似的，因此意味着若无特别陈述，可以用词“大约”、“约”或“近乎”加以表示。当一数量、浓度或其他数值或参数有指定的范围、较佳范围或表列出上下理想值之时，应视为特别揭露由任何上下限的数对或理想值所构成的所有范围，不论该等范围是否分别揭露。举例而言，如揭露范围某长度为X公分到Y公分，应视为揭露长度为H公分且H可为X到Y之间的任意实数。

此外，若使用“电(性)耦接”或“电(性)连接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。举例而言，若文中描述一第一装置电性耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。另外，若描述关于电信号的传输、提供，熟习此技艺者应该可以了解电信号的传递过程中可能伴随衰减或其他非理想性的变化，但电信号传输或提供的来源与接收端若无特别叙明，实质上应视为同一信号。举例而言，若由电子电路的端点A传输(或提供)电信号S给电子电路的端点B，其中可能经过一晶体管开关的源汲极两端及/或可能的杂散电容而产生电压降，但此设计的目的若非刻意使用传输(或提供)时产生的衰减或其他非理想性的变化而达到某些特定的技术效果，电信号S在电子电路的端点A与端点B应可视为实质上为同一信号。

可了解如在此所使用的用词“包含(comprising)”、“包含(including)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“包含(involving)”等等，为开放性的(open-ended)，即意指包含但不限于。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求书不须达成本实用新型所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本实用新型的权利要求书的范围。

请参考图1，图1为根据本实用新型一实施例天线测量系统100对待测天线190进行测量的示意图，其中待测天线190固定于一基准面200(例如图1中的X-Y平面)。天线测量系统100包含一多关节机器人110、一测量构件120以及一处理器130。多关节机器人110座设于基准面200的周边，并且包含第一机器臂111、第二机器臂112、第三机器臂113、活动端部114，以及座设于基准面200的周边的底座115。第一机器臂111枢接于底座115(如枢接点110A所示)；第二机器臂112枢接于第一机器臂111(如枢接点110B所示)；第三机器臂113枢接于第二机器臂112并且枢接于活动端部114(分别如枢接点110C、110D所示)，并且以第二机器臂112的长度方向为轴心作旋转。虽然在图1的实施例中处理器130可内建于多关节机器人110，例如其底座115或是其他元件内，在本实用新型一些范例中亦可将处理器130设计为外接于多关节机器人110。

测量构件120配置于多关节机器人110的活动端部114，并且包含一碟形反射面(未示于图1，其正面请参考图2的元件120A，其背面请参考图1的元件120B)以及一馈入天线(如图2的元件125所示)。活动端部114连接于测量构件120的背面120B，且活动端部可以扫描由基准面定义的短距区域。测量构件120的反射面120A呈现碟形等凹陷的形状，用以面向待测天线190进行测量，其中碟形的反射面120A用以反射来自馈入天线125的信号以作为待测天线190的入射信号。在本实施例中，馈入天线125的信号例如为一球面波或圆柱波，经由碟形的反射面120A反射后，转换成平面波往待测天线190发送。处理器130耦接至第一机器臂111、第二机器臂112、第三机器臂113以及活动端部114，用以控制活动端部114带动测量构件120相对于待测天线190沿一扫描路径移动，其中扫描路径可以是测量构件120与待测天线190保持在一预定距离内的运动轨迹(例如轨迹T1所示)。处理器130控制测量构件120沿扫描路径移动的过程中，会保持测量构件120的反射面120A朝向待测天线190，其中当处理器130控制测量构件120相对于待测天线190沿扫描路径移动时，馈入天线190位于反射面120A与待测天线190之间。此外，当天线测量系统100进行测量时，待测天线190会保持静止，处理器130控制测量构件120沿着待测天线190在特定经度上绕行待测天线190的弧状扫描，每个经度的弧状扫描起始于基准面200(即，法线N1的底端)并且于绕行待测天线190一周后结束(例如轨迹T1所示，但根据测量构件120的实际形状，绕行的角度应略小于360度)，而此经度的弧状扫描完成后，测量构件120的反射面120A保持朝向待测天线190，沿着轨迹T2移动至下一经度继续作弧状扫描，最后完成一整个球型的扫描。亦即，整体用于测量的扫描路径以待测天线190作为球中心，沿着虚拟球体的经度线进行-180度至+180度移动，并且在不同经度上作起始于X-Y平面且结束于X-Y平面的圆形扫描，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。此外，测量构件120的扫描路径可以由用户事先输入至处理器130，其中使用者可定义取样间隔，也可定义多关节机器人测量移动速度。此外，待测天线190可以另外耦接一网络分析仪，以对数据作进一步分析。

请参考图2，图2为根据本实用新型另一实施例天线测量系统100对待测天线290进行测量的示意图。如图2所示，测量构件120包含了馈入天线125，以及用于连接馈入天线125与测量构件120的连接部126。本实用新型并未限定连接部126的材质，连接部126的设置是为了让馈入天线125与反射面120A间隔一预定距离以作为焦距，至于如何设定预定距离并非本实用新型主要探讨的部分，故不再赘述。

在本实施例中，当天线测量系统100进行测量时，待测天线290以基准面200的法线N1为轴心进行自转(如轨迹T4所示)，如此一来，处理器130不需进行多经度的弧状扫描。如图2所示，处理器130控制反射面120A朝向待测天线290以在经度方向上不位移的方式进行弧状扫描(如轨迹T3所示)，其中弧状扫描起始于法线N1并且对待测天线290绕行180度后结束。举例来说，当测量构件120沿着轨迹T3执行完待测天线290的某一经度的扫描后，待测天线290会水平在方向上旋转(平行于基准面200)转动，使其下一经度正对于反射面120A，测量构件120此时再重复一次轨迹T3的扫描，以此类推，最后完成一整个球型的扫描，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。

相较于图1的实施例，多关节机器人110在图2的动作路径比较简单，但待测天线290需内建或设置于一旋转装置，例如一转盘上(未图示)。举例来说，旋转装置可耦接至处理器130，以接收来自处理器130的控制信号，使得旋转装置带动待测天线290以法线N1为轴心自转。通过待测天线290进行自转，多关节机器人110只需沿着待测天线290沿着虚拟球体绕型半周，例如以待测天线290的中心点为圆心，绕着待测天线290从圆经度线0度向下移动180度(例如轨迹T3所示，但根据测量构件120的实际形状，绕行的角度应略小于180度)，待测天线290则维持水平方向上-180度至180旋转(例如轨迹T4所示，平行于基准面200)。此外，待测天线290可以另外耦接一网络分析仪，以对数据作进一步分析。

请参考图3，图3为根据本实用新型另一实施例天线测量系统100对待测天线390进行测量的示意图。在本实施例中，当天线测量系统100进行测量时，待测天线390大致上平行于基准面200，且待测天线390的辐射面300(可为一虚拟平面，即Y-Z平面)大致上正对于反射面120A(在图3的视角中只出现测量构件120的背面120B)。于进行测量时，待测天线390保持静止，处理器130控制测量构件120与辐射面300相距一预定距离作垂直移动与水平移动交替的二维扫描(如轨迹T5所示)，其中二维平面扫描可为：高至低移动、侧向移动、低至高移动、侧向移动…的循环操作顺序。举例来说，当多关节机器人在X轴方向上正对待测天线390时，扫描路径会在Y-Z平面上以类S型方式移动，直到完成整个对于待测天线390的平面扫描。此外，待测天线390可以另外耦接一网络分析仪，以对数据作进一步分析。

请参考图4，图4为根据本实用新型另一实施例天线测量系统100对待测天线490进行测量的示意图。在本实施例中，当天线测量系统100进行测量时，待测天线490大致上平行于基准面200。于进行测量时，待测天线490以法线N1为轴心作旋转(如轨迹T6所示)，处理器130控制反射面120A对待测天线490进行重力方向(亦即Z轴方向)的直线扫描(如轨迹T7所示)，扫描路径保持垂直的上下移动，待测天线490则进行水平-180度至+180旋转(平行于基准面200)。详细来说，测量方式由多关节机器人110从最高点垂直移动至最低点，或由最低点垂直移动至最高点，在移动过程中轨迹T7会与法线N1保持平行。当多关节机器人110完成当前经度位置的垂直扫描后，待测天线旋转至下一经度位置，多关节机器人110再度执行垂直扫描，以此类推，最后完成一整个圆柱型的测量程序，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。类似于图2的待测天线290，图4中的待测天线490可内建或设置于一旋转装置(未图标)来达到旋转效果。举例来说，旋转装置可耦接至处理器130，以接收来自处理器130的控制信号，使得旋转装置带动待测天线490以法线N1为轴心旋转。此外，待测天线490可以另外耦接一网络分析仪，以对数据作进一步分析。

以上图1～图4的实施例皆为以碟形反射面为基础的实施例，接下来，图5～图8的实施例以透镜来取代碟形反射面。

请参考图5，图5为根据本实用新型一实施例天线测量系统500对待测天线190进行测量的示意图，天线测量系统500与天线测量系统100的差别在于，天线测量系统500以透镜来取代碟形反射面。如图5所示，测量构件520包含透镜元件524、一馈入天线525，以及用于连接馈入天线525与测量构件520的连接部526，其中馈入天线525位于测量构件520的背面520B，馈入天线525用以提供入射信号至待测天线190，且透镜元件524用以聚焦来自待测天线190的信号。本实用新型并未限定连接部526的材质，连接部526的设置是为了让馈入天线525与透射面520A(如图6所示)间隔一预定距离以作为焦距，至于如何设定预定距离并非本实用新型主要探讨的部分，故不再赘述。相较于图1的馈入天线125，馈入天线525的入射信号直接由待测天线190接收，并未额外使用反射机构(诸如图1中的反射面120A)，因此馈入天线525必须设置于透镜元件520的背面520B，亦即当处理器130控制测量构件520相对于待测天线190沿扫描路径移动时，透镜元件524位于待测天线190与馈入天线525之间。在本实施例中，馈入天线525的信号亦可为一球面波或圆柱波，经由透镜元件524的折射后，转换成平面波往待测天线190发送。

当天线测量系统500进行测量时，待测天线190会保持静止，处理器130控制测量构件520沿着待测天线190在特定经度上绕行待测天线190的弧状扫描，每个经度的弧状扫描起始于基准面200(即，法线N1的底端)并且于绕行待测天线190一周后结束(例如轨迹T1所示，但根据测量构件520的实际形状，绕行的角度应略小于360度)，而此经度的弧状扫描完成后，透射面520A保持朝向待测天线190，沿着轨迹T2移动至下一经度继续作弧状扫描，最后完成一整个球型的扫描。亦即，整体用于测量的扫描路径以待测天线190作为球中心，沿着虚拟球体的经度线进行-180度至+180度移动，并且在不同经度上作起始于X-Y平面且结束于X-Y平面的圆形扫描，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。此外，测量构件520的扫描路径可以由用户事先输入至处理器130，其中使用者可定义取样间隔，也可定义多关节机器人测量移动速度。

请参考图6，图6为根据本实用新型另一实施例天线测量系统500对待测天线290进行测量的示意图，在本实施例中，当天线测量系统500进行测量时，待测天线290以基准面200的法线N1为轴心进行自转(如轨迹T4所示)，如此一来，处理器130不需进行多经度的弧状扫描。如图6所示，处理器130控制透射面520A朝向待测天线290以在经度方向上不位移的方式进行弧状扫描(如轨迹T3所示)，其中弧状扫描起始于法线N1并且对待测天线290绕行180度后结束。举例来说，当测量构件520沿着轨迹T3执行完待测天线290的某一经度的扫描后，待测天线290会水平在方向上旋转(平行于基准面200)转动，使其下一经度正对于透射面520A，测量构件250A此时再重复一次轨迹T3的扫描，以此类推，最后完成一整个球型的扫描，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。

相较于图5的实施例，多关节机器人110在图6的动作路径比较简单，但待测天线290需内建或设置于一旋转装置，例如一转盘上(未图示)。举例来说，旋转装置可耦接至处理器130，以接收来自处理器130的控制信号，使得旋转装置带动待测天线290以法线N1为轴心自转。通过待测天线290进行自转，多关节机器人110只需沿着待测天线290沿着虚拟球体绕型半周，例如以待测天线290的中心点为圆心，绕着待测天线290从圆经度线0度向下移动180度(例如轨迹T3所示，但根据测量构件520的实际形状，绕行的角度应略小于180度)，待测天线290则维持水平方向上-180度至180旋转(例如轨迹T4所示，平行于基准面200)。请注意，为简洁之故，馈入天线525于本图中省略。

请参考图7，图7为根据本实用新型另一实施例天线测量系统500对待测天线390进行测量的示意图。在本实施例中，当天线测量系统100进行测量时，待测天线390大致上平行于基准面200，且待测天线390的辐射面300(可为一虚拟平面，即Y-Z平面)大致上正对于透射面520A(在图7的视角中只出现测量构件520的背面520B)。于进行测量时，待测天线390保持静止，处理器130控制测量构件520与辐射面300相距一预定距离作垂直移动与水平移动交替的二维扫描(如轨迹T5所示)，其中二维平面扫描可为：高至低移动、侧向移动、低至高移动、侧向移动…的循环操作顺序。举例来说，当多关节机器人在X轴方向上正对待测天线390时，扫描路径会在Y-Z平面上以类S型方式移动，直到完成整个对于待测天线390的平面扫描。请注意，为简洁之故，馈入天线525于本图中省略。

请参考图8，图8为根据本实用新型另一实施例天线测量系统500对待测天线490进行测量的示意图。在本实施例中，当天线测量系统500进行测量时，待测天线490大致上平行于基准面200。于进行测量时，待测天线490以法线N1为轴心作旋转(如轨迹T6所示)，处理器130控制测量构件520对待测天线490进行重力方向(亦即Z轴方向)的直线扫描(如轨迹T7所示)，扫描路径保持垂直的上下移动，待测天线490则进行水平-180度至+180旋转(平行于基准面200)。详细来说，测量方式由多关节机器人110从最高点垂直移动至最低点，或由最低点垂直移动至最高点，在移动过程中轨迹T7会与法线N1保持平行。当多关节机器人110完成当前经度位置的垂直扫描后，待测天线490旋转至下一经度位置，多关节机器人110再度执行垂直扫描，以此类推，最后完成一整个圆柱型的测量程序，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。类似于图6的待测天线290，图8中的待测天线490可内建或设置于一旋转装置(未图标)来达到旋转效果。举例来说，旋转装置可耦接至处理器130，以接收来自处理器130的控制信号，使得旋转装置带动待测天线490以法线N1为轴心旋转。请注意，为简洁之故，馈入天线525于本图中省略。同理，图5～图8的待测天线190～490可以另外耦接一网络分析仪，以对数据作进一步分析。

接下来，图9～图12的实施例以反射矩阵来取代图1～图4的碟形反射面。请参考图9，图9为根据本实用新型一实施例天线测量系统900对待测天线190进行测量的示意图。天线测量系统900与天线测量系统100的差别在于，天线测量系统900以反射矩阵取代碟形反射面。测量构件920包含反射矩阵924、馈入天线925(显示于图6)以及连接部926，连接部926用以连接反射矩阵924和馈入天线925，并使其间隔一预定距离以作为焦距，至于如何设定预定距离并非本实用新型主要探讨的部分，故不再赘述。在本实施例中，馈入天线925的信号亦可为一球面波或圆柱波，反射矩阵924中各单元的反射后，转换成平面波往待测天线190发送。

反射矩阵920的反射面920A如图9左上角所示，包含了M×N个反射单元，用以反射馈入天线925的信号以作为待测天线190的入射信号，其中当处理器130控制测量构件920相对于待测天线190沿该扫描路径移动时，馈入天线925位于反射矩阵924与待测天线190之间，M、N为正整数。

当天线测量系统900进行测量时，待测天线190会保持静止，处理器130控制测量构件920沿着待测天线190在特定经度上绕行待测天线190的弧状扫描，每个经度的弧状扫描起始于基准面200(即，法线N1的底端)并且于绕行待测天线190一周后结束(例如轨迹T1所示，但根据测量构件920的实际形状，绕行的角度应略小于360度)，而此经度的弧状扫描完成后，反射矩阵924的反射面920A保持朝向待测天线190，沿着轨迹T2移动至下一经度继续作弧状扫描，最后完成一整个球型的扫描。亦即，整体用于测量的扫描路径以待测天线190作为球中心，沿着虚拟球体的经度线进行-180度至+180度移动，并且在不同经度上作起始于X-Y平面且结束于X-Y平面的圆形扫描，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。此外，测量构件920的扫描路径可以由用户事先输入至处理器130，其中使用者可定义取样间隔，也可定义多关节机器人测量移动速度。

请参考图10，图10为根据本实用新型另一实施例天线测量系统900对待测天线290进行测量的示意图，在本实施例中，当天线测量系统900进行测量时，待测天线290以基准面200的法线N1为轴心进行自转(如轨迹T4所示)，如此一来，处理器130不需进行多经度的弧状扫描。如图10所示，处理器130控制反射面920A朝向待测天线290以在经度方向上不位移的方式进行弧状扫描(如轨迹T3所示)，其中弧状扫描起始于法线N1并且对待测天线290绕行180度后结束。举例来说，当测量构件920沿着轨迹T3执行完待测天线290的某一经度的扫描后，待测天线290会水平在方向上旋转(平行于基准面200)转动，使其下一经度正对于反射面920A，测量构件920此时再重复一次轨迹T3的扫描，以此类推，最后完成一整个球型的扫描，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。

相较于图9的实施例，多关节机器人110在图10的动作路径比较简单，但待测天线290需内建或设置于一旋转装置，例如一转盘上(未图示)。举例来说，旋转装置可耦接至处理器130，以接收来自处理器130的控制信号，使得旋转装置带动待测天线290以法线N1为轴心自转。通过待测天线290进行自转，多关节机器人110只需沿着待测天线290沿着虚拟球体绕型半周，例如以待测天线290的中心点为圆心，绕着待测天线290从圆经度线0度向下移动180度(例如轨迹T3所示，但根据测量构件920的实际形状，绕行的角度应略小于180度)，待测天线290则维持水平方向上-180度至180旋转(例如轨迹T4所示，平行于基准面200)。

请参考图11，图11为根据本实用新型另一实施例天线测量系统900对待测天线390进行测量的示意图。在本实施例中，当天线测量系统100进行测量时，待测天线390大致上平行于基准面200，且待测天线390的辐射面300(可为一虚拟平面，即Y-Z平面)大致上正对于反射面920A(在图11的视角中只出现测量构件920的背面920B)。于进行测量时，待测天线390保持静止，处理器130控制测量构件920与辐射面300相距一预定距离作垂直移动与水平移动交替的二维扫描(如轨迹T5所示)，其中二维平面扫描可为：高至低移动、侧向移动、低至高移动、侧向移动…的循环操作顺序。举例来说，当多关节机器人在X轴方向上正对待测天线390时，扫描路径会在Y-Z平面上以类S型方式移动，直到完成整个对于待测天线390的平面扫描。

请参考图12，图12为根据本实用新型另一实施例天线测量系统900对待测天线490进行测量的示意图。在本实施例中，当天线测量系统900进行测量时，待测天线490大致上平行于基准面200。于进行测量时，待测天线490以法线N1为轴心作旋转(如轨迹T6所示)，处理器130控制测量构件920对待测天线进行重力方向(亦即Z轴方向)的直线扫描(如轨迹T7所示)，扫描路径保持垂直的上下移动，待测天线490则进行水平-180度至+180旋转(平行于基准面200)。详细来说，测量方式由多关节机器人110从最高点垂直移动至最低点，或由最低点垂直移动至最高点，在移动过程中轨迹T7会与法线N1保持平行。当多关节机器人110完成当前经度位置的垂直扫描后，待测天线490旋转至下一经度位置，多关节机器人110再度执行垂直扫描，以此类推，最后完成一整个圆柱型的测量程序，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。类似于图10的待测天线290，图12中的待测天线490可内建或设置于一旋转装置(未图标)来达到旋转效果。举例来说，旋转装置可耦接至处理器130，以接收来自处理器130的控制信号，使得旋转装置带动待测天线490以法线N1为轴心旋转。同理，图9～图12的待测天线190～490可以另外耦接一网络分析仪，以对数据作进一步分析。

接下来，图13～图16的实施例以透射矩阵来取代图1～图4的碟形反射面。请参考图13，图13为根据本实用新型一实施例天线测量系统1300对待测天线190进行测量的示意图。天线测量系统1300与天线测量系统100的差别在于，天线测量系统1300以透射矩阵取代碟形反射面。测量构件1320包含透射矩阵1324、馈入天线1325以及连接部1326，连接部1326用以连接透射矩阵1324和馈入天线1325，并使其间隔一预定距离以作为焦距，至于如何设定预定距离并非本实用新型主要探讨的部分，故不再赘述。在本实施例中，馈入天线1325的信号亦可为一球面波或圆柱波，经由透射矩阵1324转换成平面波往待测天线190发送。在另一未绘示的实施例中，也可以不设置透射矩阵1324，而是由馈入天线1325形成天线数组，而直接发出信号，以将整体信号构成平面波往待测天线190发送。

透射矩阵1320的透射面1320A如图13左上角所示，包含了M×N个透射单元以透射来自待测天线190的信号，上述透射单元亦可见于背面1320B，此外，馈入天线1325用以提供入射信号至待测天线190。当处理器130控制测量构件1320相对于待测天线190沿该扫描路径移动时，透射矩阵1324(未示于图13，请参考图14)位于待测天线190与馈入天线1325之间，M、N为正整数。

当天线测量系统1300进行测量时，待测天线190会保持静止，处理器130控制测量构件1320沿着待测天线190在特定经度上绕行待测天线190的弧状扫描，每个经度的弧状扫描起始于基准面200(即，法线N1的底端)并且于绕行待测天线190一周后结束(例如轨迹T1所示，但根据测量构件1320的实际形状，绕行的角度应略小于360度)，而此经度的弧状扫描完成后，透射矩阵1324的透射面1320A保持朝向待测天线190，沿着轨迹T2移动至下一经度继续作弧状扫描，最后完成一整个球型的扫描。亦即，整体用于测量的扫描路径以待测天线190作为球中心，沿着虚拟球体的经度线进行-180度至+180度移动，并且在不同经度上作起始于X-Y平面且结束于X-Y平面的圆形扫描，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。此外，测量构件1320的扫描路径可以由用户事先输入至处理器130，其中使用者可定义取样间隔，也可定义多关节机器人测量移动速度。

请参考图14，图14为根据本实用新型另一实施例天线测量系统1300对待测天线290进行测量的示意图，在本实施例中，当天线测量系统1300进行测量时，待测天线290以基准面200的法线N1为轴心进行自转(如轨迹T4所示)，如此一来，处理器130不需进行多经度的弧状扫描。如图14所示，处理器130控制透射面1320A朝向待测天线290以在经度方向上不位移的方式进行弧状扫描(如轨迹T3所示)，其中弧状扫描起始于法线N1并且对待测天线290绕行180度后结束。举例来说，当测量构件1320沿着轨迹T3执行完待测天线290的某一经度的扫描后，待测天线290会水平在方向上旋转(平行于基准面200)转动，使其下一经度正对于透射面1320A，测量构件1320此时再重复一次轨迹T3的扫描，以此类推，最后完成一整个球型的扫描，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。

相较于图13的实施例，多关节机器人110在图10的动作路径比较简单，但待测天线290需内建或设置于一旋转装置，例如一转盘上(未图示)。举例来说，旋转装置可耦接至处理器130，以接收来自处理器130的控制信号，使得旋转装置带动待测天线290以法线N1为轴心自转。通过待测天线290进行自转，多关节机器人110只需沿着待测天线290沿着虚拟球体绕型半周，例如以待测天线290的中心点为圆心，绕着待测天线290从圆经度线0度向下移动180度(例如轨迹T3所示，但根据测量构件1320的实际形状，绕行的角度应略小于180度)，待测天线290则维持水平方向上-180度至180旋转(例如轨迹T4所示，平行于基准面200)。请注意，为简洁之故，馈入天线1325于本图中省略。

请参考图15，图15为根据本实用新型另一实施例天线测量系统1300对待测天线390进行测量的示意图。在本实施例中，当天线测量系统100进行测量时，待测天线390大致上平行于基准面200，且待测天线390的辐射面300(可为一虚拟平面，即Y-Z平面)大致上正对于透射面1320A(在图11的视角中只出现测量构件1320的背面1320B)。于进行测量时，待测天线390保持静止，处理器130控制测量构件1320与辐射面300相距一预定距离作垂直移动与水平移动交替的二维扫描(如轨迹T5所示)，其中二维平面扫描可为：高至低移动、侧向移动、低至高移动、侧向移动…的循环操作顺序。举例来说，当多关节机器人在X轴方向上正对待测天线390时，扫描路径会在Y-Z平面上以类S型方式移动，直到完成整个对于待测天线390的平面扫描。请注意，为简洁之故，馈入天线1325于本图中省略。

请参考图16，图16为根据本实用新型另一实施例天线测量系统1300对待测天线490进行测量的示意图。在本实施例中，当天线测量系统1300进行测量时，待测天线490大致上平行于基准面200。于进行测量时，待测天线490以法线N1为轴心作旋转(如轨迹T6所示)，处理器130控制测量构件1320对待测天线进行重力方向(亦即Z轴方向)的直线扫描(如轨迹T7所示)，扫描路径保持垂直的上下移动，待测天线490则进行水平-180度至+180旋转(平行于基准面200)。详细来说，测量方式由多关节机器人110从最高点垂直移动至最低点，或由最低点垂直移动至最高点，在移动过程中轨迹T7会与法线N1保持平行。当多关节机器人110完成当前经度位置的垂直扫描后，待测天线旋转至下一经度位置，多关节机器人110再度执行垂直扫描，以此类推，最后完成一整个圆柱型的测量程序，其中连续两次不同经度的扫描可以在经度上相差1度，但本实用新型不限于此。类似于图14的待测天线290，图16中的待测天线490可内建或设置于一旋转装置(未图标)来达到旋转效果。举例来说，旋转装置可耦接至处理器130，以接收来自处理器130的控制信号，使得旋转装置带动待测天线490以法线N1为轴心旋转。请注意，为简洁之故，馈入天线1325于本图中省略。同理，图13～图16的待测天线190～490可以另外耦接一网络分析仪，以对数据作进一步分析。

须留意的是，虽然本实用新型以上述实施例说明天线测量系统的元件构成与测量方式，但本领域技术人员可以根据需要替换或修改元件构成与测量方式，只要能够产生平面波对待测天线进行测量即可，并非用以限制本实用新型。

综上所述，本实用新型有别于传统做法，可移动式紧缩场天线测量系统采用新颖的特定几何表面设计，诸如碟形反射面、透镜、矩阵式透射面以及矩阵式反射面等，可实现短距测量并且保有所需的测量精准度与可靠度，故可大幅降低天线测量成本。这是由于特定几何表面仅需较短的距离就可达到远距测量的效果，因此制造商若采用本实用新型进行测量便可省下建制广大测量场地的费用。此外，本实用新型尤其适用于毫米波的频段测量，符合产线的需求。另一方面，在待测天线完全静止(或仅原地旋转)的情况下，本实用新型通过采用多关节机器人来进行适应性多点测量来取得待测天线的多角度数据，故只需要单一测量据点即可实现，而不需要建制多个测量据点。另外，多关节机器人可包含平面、圆柱面、球面三种天线测量架构，可因应不同测量需求做调整，不须每种测量架构各建置一套系统，更能符合产线应用需求。

Claims (8)

1.一种天线测量系统，用于测量固定于一基准面的一待测天线辐射，其特征在于，该天线测量系统包含：

一多关节机器人，座设于该基准面的周边；

一测量构件，配置于该多关节机器人的一活动端部，该测量构件包含一特定几何表面以及一馈入天线，该特定几何表面用以接收来自该馈入天线的信号，并且据以对该待测天线提供一入射信号；以及

一处理器，耦接至该活动端部，用以控制该活动端部带动该测量构件相对于该待测天线沿一扫描路径移动。

2.如权利要求1所述的天线测量系统，其特征在于，该特定几何表面为一碟形反射面，用以反射来自该馈入天线的信号以作为该入射信号。

3.如权利要求1所述的天线测量系统，其特征在于，该特定几何表面为一透镜元件，用以聚焦来自该馈入天线的信号以作为该入射信号。

4.如权利要求1所述的天线测量系统，其特征在于，该特定几何表面为具有M×N个反射单元的反射矩阵，用以反射来自该馈入天线的信号以作为该入射信号，其中M、N为正整数。

5.如权利要求1所述的天线测量系统，其特征在于，该特定几何表面为具有M×N个透射单元的透射矩阵，用以聚焦来自该馈入天线的信号以作为该入射信号，其中M、N为正整数。

6.如权利要求1所述的天线测量系统，其特征在于，该多关节机器人另包含：

一底座，座设于该基准面的周边；

一第一机器臂，枢接于该底座；

一第二机器臂，枢接于该第一机器臂；以及

一第三机器臂，枢接于该第二机器臂并且枢接于该活动端部，该第三机器臂以该第二机器臂的长度方向为轴心作旋转；

其中该活动端部连接于该测量构件的背面。

7.如权利要求1所述的天线测量系统，其特征在于，该扫描路径为该特定几何表面与该待测天线保持在一预定距离内的运动轨迹。

8.如权利要求1所述的天线测量系统，其特征在于，该处理器内建于该多关节机器人，或外接于该多关节机器人。

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