CN220367354U - 一种有源天线参考测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及天线测量的技术领域，尤其涉及一种有源天线参考测试系统。本申请通过设置切换开关，第一耦合器和第二耦合器，通过切换开关和第一耦合器或第二耦合器的配合，进行TRP参考测试和TIS参考测试，然后得出TRP测试和TIS测试时的参考损耗，并根据参考损耗在实际测试中进行补偿，达到减少环境因素对测试结果的影响的效果。

Description

一种有源天线参考测试系统

技术领域

本申请涉及天线测量的技术领域，尤其是涉及一种有源天线参考测试系统。

背景技术

在无线领域当中，天线作为无线电波的出入口，其性能的好坏往往决定了整个无线系统性能的好坏，天线测试系统是检测天线的性能不可或缺的一个工具。

随着卫星通信、卫星导航定位、微波通信、移动通信、遥测遥控、雷达等领域的飞速发展，天线行业已在国民经济宏占据重要地位，为了适应客户高质量的需求，提高天线测试技术显得尤为重要。

现有的天线性能测量规定了两种方法：有源法和无源法，无源法是传统的常规远场天线测试方法；有源法又称OTA法，是在特定微波暗室内，测试整机在三维空间各个方向的发射功率（TRP）和接收灵敏度（TIS），直接地反映整机的辐射性能。无论使用哪种测试方法，由于天线测量系统所处的环境（例如温度、湿度等）变化会导致测量系统中放大器等元器件的变化，因此在测试时都会受到环境因素的干扰。

现有专利号为CN107192893A的一种天线测试系统，公开了通过设置切换开关和耦合器组成的参考通道，获得参考探头信号和采样信号，通过参考探头信号抵消采样信号中环境因素对天线测试系统的测量结果的影响，从而提高天线测试系统测量的稳定性。这种方法仅仅适用于上下行链路相同的无源测试，对于有源TRP和TIS测试，由于测试链路只包含接收/发射链路，无法形成统一回路，因此无法得到稳定的测量结果，对此情况有待进一步改善。

发明内容

为了提高天线系统有源测试的稳定性，本申请提供一种有源天线参考测试系统，采用如下的技术方案：

一种有源天线参考测试系统，包括测试装置、发射链路、第一耦合器、第一放大器、切换装置、探头、切换开关、第二放大器、第二耦合器和接收链路；

所述测试装置的输出与所述发射链路连接，所述发射链路与所述第一耦合器的输入端口相连，所述第一耦合器的第一输出端口与所述第一放大器的第一放大输入端相连，所述第一放大器的第一放大输出端与所述切换装置的第一端口相连；

所述切换装置的第二端口与所述第二放大器的第二放大输入端相连，第二放大器的第二放大输出端与所述第二耦合器的输入端口相连，所述第二耦合器的第一输出端口与所述接收链路连接，所述接收链路与所述测试装置的输入连接；

所述第一耦合器的第二输出端口与所述切换开关的第一切换端口连接，所述第二耦合器的第二输出端口与所述切换开关的第二切换端口连接，所述切换开关的第三切换端口、所述切换装置的第三端口、所述切换装置的第四端口均与所述探头连接。

通过采用上述技术方案，本申请提供的有源天线参考测试系统，设置了切换开关、第一耦合器和第二耦合器。在有源天线测试系统进行TRP测试时，待测产品发出的信号需要经过探头、切换装置、第二放大器、接收链路，然后到达测试装置。在信号传输的过程中，存在待测产品到探头之间的空损以及探头到、切换装置、第二放大器，然后到达测试装置之间的线损，空损和线损均可以通过其他补偿手段进行补偿，但是，天线测量系统所处的环境（例如温度、湿度等）变化会导致测量系统中放大器等元器件的变化，也会对测量结果造成影响。

因此，本申请在进行TRP测试之前，先进行TRP参考测试，切换开关的第一切换端口和第三切换端口接通，切换装置的第二端口和第四端口接通，切换开关的第一切换端口与第一耦合器的第二输出端口连接，第三切换端口与探头连接，信号从测试装置的输出发出，经过第一耦合器、切换开关、探头、切换装置、第二放大器、第二耦合器，然后到达测试装置的输入，从而可以得出链路的线损以及第二放大器和切换装置受环境因素变化引起的参考损耗，从而根据参考损耗在实际TPR测试时进行补偿，从而减少环境因素对TRP测试的测试结果的影响；

同理，在有源天线测试系统进行TIS测试时，测试装置发出的信号需要经过发射链路、第一放大器、切换装置、第二放大器，然后到达探头，再传输到待测产品，这个过程同样存在链路的线损、空损以及测量系统中放大器等元器件受环境变化的影响。

因此，在进行TIS测试之前，先进行TIS参考测试，切换开关的第二切换端口和第三切换端口接通，切换装置的第一端口和第四端口接通，切换开关的第二切换端口与第二耦合器的第二输出端口连接，第三切换端口与探头连接，信号从测试装置的输出发出，经过第一耦合器、第一放大器、切换装置、探头、切换开关、第二耦合器，然后到达测试装置的输入，从而可以得出链路的线损以及第一放大器和切换装置受环境因素变化引起的参考损耗，从而根据参考损耗在实际TIS测试时进行补偿，从而减少环境因素对TIS测试的测试结果的影响。

可选的，所述测试装置为基站模拟器或综合测试仪，所述测试装置包括发射端口和接收端口，所述发射端口与所述发射链路相连，所述接收端口与所述接收链路相连。

可选的，所述测试系统包括用于承载待测产品的三维转台，所述待测产品放置在所述三维转台上，所述三维转台转动时带动所述待测产品转动，以对所述待测产品各个方向的信号进行测试。

可选的，所述探头包括多个，多个所述探头均匀安装在所述三维转台的四周。

可选的，所述探头上设置有吸波材料，所述探头从所述吸波材料的表面伸出。

可选的，相邻所述探头之间的夹角角度为1度。

可选的，相邻所述探头之间的夹角角度为5度。

可选的，所述探头包括第一探头组和第二探头组，所述第一探头组和所述第二探头组沿所述三维转台的中轴线对称布置，所述第一探头组的相邻探头之间的夹角角度为1度，所述第二探头组的相邻探头之间的夹角角度为5度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请通过设置切换开关，第一耦合器和第二耦合器，通过切换开关和第一耦合器或第二耦合器的配合，进行TRP参考测试和TIS参考测试，然后得出TRP测试和TIS测试时的参考损耗，并根据参考损耗在实际测试中进行补偿，达到减少环境因素对测试结果的影响。

附图说明

图1是本申请有源天线参考测试系统的参考测试回路示意图；

图2是本申请实施例一种TRP测试方法的一个示例性流程图；

图3是本申请实施例中进行TRP测试时的测试链路；

图4是本申请TRP参考测试的测试链路；

图5是本申请确定TRP校准链路损耗的一个示例性流程图；

图6是本申请确定TRP校准链路损耗的一个理解示意图；

图7是本申请根据第一目标变化量进行补偿的一个示例性流程图；

图8是本申请实施例一种TIS测试方法的一个示例性流程图；

图9是本申请实施例中进行TIS测试时的测试链路；

图10是本申请TIS参考测试的测试链路；

图11是本申请确定TIS校准链路损耗的一个示例性流程图；

图12是本申请确定TIS校准链路损耗的一个理解示意图；

图13是本申请根据第二目标变化量进行补偿的一个示例性流程图。

具体实施方式

本申请以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括复数表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，本申请中使用的术语“和/或”是指包含一个或多个所列出项目的任何或所有可能组合。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为暗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该特征，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

相关技术在进行天线测试时，由于测试链路中的放大器等电子元件会受到环境因素（例如温度、湿度等）变化的影响，因此测量结果不够稳定。

有鉴于此，本申请提供一种有源天线参考测试系统和有源天线测试方法。通过在实际测试前先进行有源天线参考测试，得到参考损耗后进行补偿，从而减少环境因素对测试结果的影响。

第一方面，本申请实施例公开一种有源天线参考测试系统。参照图1，图1是本申请有源天线参考测试系统的参考测试回路示意图。

一种有源天线参考测试系统，包括测试装置、发射链路、第一耦合器、第一放大器、切换装置、探头、切换开关、第二放大器、第二耦合器和接收链路；

第一耦合器和第二耦合器均包括一个输入端口和两个输出端口；第一放大器包括第一放大输入端和第一放大输出端；切换装置包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；第二放大器包括第二放大输入端和第二放大输出端；切换开关包括第一切换端口、第二切换端口和第三切换端口。

其中，测试装置的输出与发射链路连接，发射链路与第一耦合器的输入端口相连，第一耦合器的第一输出端口与第一放大器的第一放大输入端相连，第一放大器的第一放大输出端与切换装置的第一端口相连；

切换装置的第二端口与第二放大器的第二放大输入端相连，第二放大器的第二放大输出端与第二耦合器的输入端口相连，第二耦合器的第一输出端口与接收链路连接，接收链路与测试装置的输入连接；

第一耦合器的第二输出端口与切换开关的第一切换端口连接，第二耦合器的第二输出端口与切换开关的第二切换端口连接，切换开关的第三切换端口、切换装置的第三端口、切换装置的第四端口均与探头连接。

其中，本申请的测试装置为基站模拟器或综合测试仪，测试装置包括发射端口和接收端口，发射端口与发射链路相连，接收端口与接收链路相连。

在一个实施例中，测试系统包括用于承载待测产品的三维转台，三维转台设置在暗室内，待测产品放置在三维转台上，三维转台转动时带动所述待测产品转动，以对待测产品各个方向的信号进行测试。

在一个具体的实施例中，探头包括多个，多个探头均匀安装在三维转台的四周。进一步的，探头上设置有吸波材料，探头从吸波材料的表面伸出。

在一个实施例中，相邻探头之间的夹角角度为1度。

在一个实施例中，相邻探头之间的夹角角度为5度。

在一个实施例中，探头包括第一探头组和第二探头组，第一探头组和第二探头组沿三维转台的中轴线对称布置，第一探头组的相邻探头之间的夹角角度为1度，第二探头组的相邻探头之间的夹角角度为5度。

第二方面，本申请提供一种TRP测试方法。参照图2，为本申请实施例一种TRP测试方法的一个示例性流程图。

一种TRP测试方法，包括如下步骤：

S110、确定TRP参考链路损耗。

其中，如图3所示，图3为本申请实施例中进行TRP测试时的测试链路。

图3中虚线链路为TRP测试时的测试链路。在进行TRP测试时，将待测产品（例如手机）放在三维转台上，测试装置连接到待测产品附近的基准天线，与待测产品建立连接并使待测产品以最大功率发射信号。信号通过空气传播，被探头接收，探头发送信号通过切换装置、第二放大器、接收链路，然后到达测试装置。在信号传输的过程中，存在待测产品到探头之间的空损以及探头到、切换装置、第二放大器，然后到达测试装置之间的线损，空损和线损均可以通过其他补偿手段进行补偿，但是，天线测量系统所处的环境（例如温度、湿度等）变化会导致测量系统中放大器等元器件的变化，也会对测量结果造成影响。

参照图4，图4为本申请TRP参考测试的测试链路。

本申请在进行TRP测试之前，先进行TRP参考测试，切换开关的第一切换端口和第三切换端口接通，切换装置的第二端口和第四端口接通，切换开关的第一切换端口与第一耦合器的第二输出端口连接，第三切换端口与探头连接。

点画线链路为测试装置信号的输出线路，虚线链路为TRP参考测试时线路传输部分链路。信号从测试装置的输出发出，经过第一耦合器、切换开关、探头、切换装置、第二放大器、第二耦合器，然后到达测试装置的输入，此时链路的损耗为链路的线损以及第二放大器和切换装置受环境因素变化引起的参考损耗，从而根据参考损耗在实际TPR测试时进行补偿，从而减少环境因素对TRP测试的测试结果的影响。

S120、确定TRP校准链路损耗。

其中，如图5和图6所示，S120包括如下步骤：

S121、使用额外的射频线缆将所述测试装置的输入与放置所述待测产品处预留端口相连接，控制所述测试装置收发信号，获取第一测试值；

S122、将所述额外的射频线缆连接到所述测试装置的输入与TRP总测试回路的输出端口之间，放置所述待测产品处预留端口连接一个标准天线，控制所述测试装置收发信号，获取标准天线处于TRP模式下的第二测试值；

S123、将第二测试值和第一测试值的差值确定为TRP校准链路损耗。

其中，图6上部分图中点画线链路为测试装置到待测产品之间的输入线路，下部分图中点画线部分和虚线部分为TRP总测试回路，通过额外的射频线缆将所述测试装置的输入与放置所述待测产品处预留端口相连接，使测试装置的输入和输出之间通过额外的射频线缆以及测试装置到待测产品之间的输入线路构成回路，然后控制所述测试装置收发信号，获取第一测试值，此时第一测试值为待测信号加上测试装置到待测产品之间的输入线路的线损，再加上额外线缆的线损；然后将额外的射频线缆连接到所述测试装置的输入与TRP总测试回路的输出端口之间，放置所述待测产品处预留端口连接一个标准天线，控制测试装置收发信号，获取标准天线处于TRP模式下的第二测试值；此时第二测试值为待测信号加上TRP总测试回路的总线损和空损，加上额外线缆的线损；然后将第二测试值减去第一测试值，从而得到TRP模式下输出线路的线损和空损。

S130、根据TRP参考链路损耗和TRP校准链路损耗，获取TRP链路受环境因素影响的第一目标变化量；

S140、根据第一目标变化量对TRP测试的测试信号进行补偿。

可选的，如图7所示，根据第一目标变化量对TRP测试的测试信号进行补偿，还包括：

S141、判断第一目标变化量是否大于第一预设变化量阈值，得到判断结果；

S142、在判断结果为是时，确定第一放大器或切换装置故障，发出警报信息；

S143、在判断结果为否时，根据第一目标变化量对TRP测试的测试信号进行补偿。

第三方面，本申请提供一种TIS测试方法。参照图8，为本申请实施例一种TIS测试方法的一个示例性流程图。

一种TIS测试方法，包括如下步骤：

S210、确定TIS参考链路损耗。

其中，如图9所示，图9为本申请实施例中进行TIS测试时的测试链路。

图9中点画线链路为TIS测试时的测试链路。在进行TIS测试时，将待测产品（例如手机）放在三维转台上，测试装置连接到待测产品附近的基准天线，与待测产品建立连接并使待测产品以最大功率发射信号。测试装置发出的信号需要经过发射链路、第一放大器、切换装置、第二放大器，然后到达探头，再传输到待测产品，这个过程同样存在链路的线损、空损以及测量系统中放大器等元器件受环境变化的影响。

参照图10，图10为本申请TIS参考测试的测试链路。

本申请在进行TIS测试之前，先进行TIS参考测试，切换开关的第二切换端口和第三切换端口接通，切换装置的第一端口和第四端口接通，切换开关的第二切换端口与第二耦合器的第二输出端口连接，第三切换端口与探头连接。

点画线链路为TIS参考测试时线路传输部分链路，虚线链路为测试装置的信号接收。信号从测试装置的输出发出，经过第一耦合器、第一放大器、切换装置、探头、切换开关、第二耦合器，然后到达测试装置的输入，从而可以得出链路的线损以及第一放大器和切换装置受环境因素变化引起的参考损耗，从而根据参考损耗在实际TIS测试时进行补偿，从而减少环境因素对TIS测试的测试结果的影响。

S220、确定TIS校准链路损耗。

如图11和图12所示，S220包括如下步骤：

S221、使用额外的射频线缆将所述测试装置的输出与放置所述待测产品处预留端口相连接，控制所述测试装置收发信号，获取第三测试值；

S222、将所述额外的射频线缆连接到所述测试装置的输入与TIS总测试回路的输出端口之间，放置所述待测产品处预留端口连接一个标准天线，控制测试装置收发信号，获取标准天线处于TIS模式下的第四测试值；

S223、将第四测试值和第三测试值的差值确定为TIS校准链路损耗。

其中，图12上部分图中虚线链路为待测产品到测试装置之间的输出线路，下部分图中点画线部分和虚线部分为TIS总测试回路，得到的第三测试值为待测信号加上待测产品到测试装置之间的输出线路的线损，再加上额外线缆的线损；然后将额外的射频线缆连接到所述测试装置的输入与参考测试回路的输出端口之间，放置所述待测产品处预留端口连接一个标准天线，控制测试装置收发信号，获取标准天线处于TIS模式下的第四测试值；此时第四测试值为待测信号加上参考测试回路的总线损和空损，加上额外线缆的线损；然后将第四测试值减去第三测试值，从而得到TIS模式下输入线路的线损和空损。

S230、根据TIS参考链路损耗和TIS校准链路损耗，获取TIS链路受环境因素影响的第二目标变化量。

S240、根据所述第二目标变化量对TIS测试的测试信号进行补偿。

可选的，如图13所示，根据所述第二目标变化量对TIS测试的测试信号进行补偿，还包括：

S241、判断第二目标变化量是否大于第二预设变化量阈值，得到判断结果；

S242、在判断结果为是时，确定第二放大器或所述切换装置故障，发出警报信息；

S243、在判断结果为否时，根据第二目标变化量对所述TRP测试的测试信号进行补偿。

第四方面，本申请提供一种有源天线测试方法，包括执行上述TRP测试方法的步骤和执行上述TIS测试方法的步骤。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种有源天线参考测试系统，其特征在于，包括测试装置、发射链路、第一耦合器、第一放大器、切换装置、探头、切换开关、第二放大器、第二耦合器和接收链路；

所述测试装置的输出与所述发射链路连接，所述发射链路与所述第一耦合器的输入端口相连，所述第一耦合器的第一输出端口与所述第一放大器的第一放大输入端相连，所述第一放大器的第一放大输出端与所述切换装置的第一端口相连；

所述切换装置的第二端口与所述第二放大器的第二放大输入端相连，第二放大器的第二放大输出端与所述第二耦合器的输入端口相连，所述第二耦合器的第一输出端口与所述接收链路连接，所述接收链路与所述测试装置的输入连接；

所述第一耦合器的第二输出端口与所述切换开关的第一切换端口连接，所述第二耦合器的第二输出端口与所述切换开关的第二切换端口连接，所述切换开关的第三切换端口、所述切换装置的第三端口、所述切换装置的第四端口均与所述探头连接。

2.根据权利要求1所述的有源天线参考测试系统，其特征在于：所述测试装置为基站模拟器或综合测试仪，所述测试装置包括发射端口和接收端口，所述发射端口与所述发射链路相连，所述接收端口与所述接收链路相连。

3.根据权利要求1所述的有源天线参考测试系统，其特征在于：所述测试系统包括用于承载待测产品的三维转台，所述待测产品放置在所述三维转台上，所述三维转台转动时带动所述待测产品转动，以对所述待测产品各个方向的信号进行测试。

4.根据权利要求3所述的有源天线参考测试系统，其特征在于：所述探头包括多个，多个所述探头均匀安装在所述三维转台的四周。

5.根据权利要求4所述的有源天线参考测试系统，其特征在于：所述探头上设置有吸波材料，所述探头从所述吸波材料的表面伸出。

6.根据权利要求4所述的有源天线参考测试系统，其特征在于：相邻所述探头之间的夹角角度为1度。

7.根据权利要求4所述的有源天线参考测试系统，其特征在于：相邻所述探头之间的夹角角度为5度。

8.根据权利要求4所述的有源天线参考测试系统，其特征在于：所述探头包括第一探头组和第二探头组，所述第一探头组和所述第二探头组沿所述三维转台的中轴线对称布置，所述第一探头组的相邻探头之间的夹角角度为1度，所述第二探头组的相邻探头之间的夹角角度为5度。