天线近场测试新技术综述

天线近场测试新技术综述

作者：邓斌， 胡明春， 李建新

作者单位：邓斌(南京电子技术研究所,江苏 南京,210013)， 胡明春,李建新(中国电子科技集团公司第十四研究所天线与微波技术国防科技重点实验室, 江苏南京 210013;南京电子技术研究所

,江苏 南京,210013)

相似文献(10条)

1.学位论文李娟天线平面近场测量的误差分析与天线测试系统的开发2006

从天线工程刚刚问世，天线测量就一直是人们关注的重要课题之一，而今新型高性能天线的现代分析和设计更加离不开先进的测试技术和测量设备，两者总是相辅相成相互促进的。为了能深入掌握各种天线的性能和特点，必须对天线进行准确的测量，然而在众多的天线测量技术中，由于近场测量相对于常规的远场测量方法有其独特的优越性，成为近40多年来众多天线学者一致关注的原因，以至于这种测量方法可以作为现代天线测量的首选方法。

本文的主要工作如下：

1、介绍了平面近场测量的基本理论，分析了远近场的变换关系。

2、分析了平面近场测量中存在的各种误差源及各误差源引入的远场误差上界，并介绍了关于如何减小其中基本误差即探头产生的误差的补偿方法。

3、模拟了平面近场测量中幅相测量总误差、有限扫描面截断误差、扫描面位置误差对天线远场方向图的影响并分析了仿真结果，最后介绍了各种误差的补偿方法。

4、最终开发了基于VC++平台的天线自动测试系统软件包，可完成远场的自动测试，集系统控制、数据处理、报表输出于一体，目前已投入使用并取得很好的效果。

本文的研究结果是对天线近场测量理论的补充，并对准确测量天线的性能有理论指导意义和实际应用价值。

2.会议论文付德民.董玉良探头补偿柱面近场测量的简化分析与计算1991

由平面近场测量耦合方程出发，导出了一种具有探头补偿的圆柱面近场测量的简化分析与计算方法，给出了探头修正系数的具体计算步骤，待测天线的远场求解方法与探头补偿形式与平面扫描极为相似。分析推导皆从实际测量着手，所得公式明晰、具体，可直接应用和推广。已编写出计算机程序，对一实际天线作了测量和计算，所得结果与实测相当一致。（本刊录）

3.学位论文胡鸿飞平面近场测量前后变换算法研究及其应用2000

该论文根据实际需要,对平面近场天线测量中近-远场变换和近-口径变换的几种算法作了研究和改进.首先,阐述了平面近场测量的基本理论,重点分析了采样参数和谱域离散参数的关系及选取准则;然后,从探头与被测天线的耦合方程出发,针对实际近场测量最常用的开口波导探头,在俯仰方位球坐标系下推导出近-远场变换的简捷表达式,提出了二维搜索方向图最大值的共轭梯度法和改进的ourier内插法,该算法能够精确确定相控天线的波束指向,并且以此为参考角、以任意分辨率快速计算任意截面的方向图;接着,在忽略衰减的前提下,给出了基于平面波谱的近-口径场变换公式,提出了空间域上改进的Fourier内插法,该算法能够达到任意的诊断分辨率;最后,根据等效原理和镜像原理,在近场测量中提出了基于等效磁流的诊断算法,引入矩量法,把天线近-口径场变换的问题转化为矩阵方程的求解问题,给出了求解矩阵方程最小二乘解的奇异值分解迭代法,并分析比较了两种诊断算法的优缺点和适用情况.

4.期刊论文王建.林昌禄.Wang Jian.Lin Changlu天线球面近场测量的探针校准近远场变换-系统工程与电子技

术2000,22(10)

从含探针校准信息的传输方程出发,对天线球面扫描测量的数据进行球面近远场变换.阐述了用这种变换方法实现"近-远"、"近-近"、"远-近"和"远-远"四种场变换的措施.对矩形角锥喇叭天线球面扫描测量的数据进行了"近-远"和"远-近"场变换,变换结果与测量结果吻合较好.

5.期刊论文楼世平.薛正辉.杨仕明.王楠.刘瑞祥.LOU Shi-ping.XUE Zheng-hui.YANG Shi-ming.WANG Nan.LIU

Rui-xiang天线时域平面近场测试实验系统的研究-微波学报2006,22(z1)

天线时域近场测试技术是一种新兴、高效的天线测试技术,能够快速精确地测量出天线的时域场和宽带特性.目前我们已成功组建了国内第-套天线时域平面近场测试实验系统,并对L、S、C、X四个波段的标准天线方向图进行了验证测试,把测试结果跟频域近、远场测试系统上测得的结果进行比较,证明时域近场测试理论的正确性和测试系统的实用性.本文对这套系统的组成结构和天线的测试结果进行说明分析.

6.学位论文张恒近场测量误差补偿技术的研究2005

本文研究了用平面近场扫描技术测量超低旁瓣天线时，产生的随机幅相误差和有限扫描面截断误差的补偿方法。

本文首先对天线近场测量技术的背景和现状进行了介绍，给出了近场测量的基础理论和相关知识，然后建立了超低旁瓣天线旁瓣测量总误差与待测天线参数、近场幅相测量总误差的数学模型。并且分析了随机幅相误差产生的测量误差和有限扫描面截断所导致的测量误差，所导致的测量误差对天线远场方向图所引入的误差上界；采用了天线阵模型将随机幅相误差和有限扫描面截断误差对超低旁瓣天线远场方向图旁瓣影响程度的数量级进行了计算机仿真，取得了较佳的效果，从而验证了基于近远场变换理论的误差分析方法具有一定的广泛适用意义。

7.期刊论文钟鹰天线近场与远场性能测量比较-空间电子技术2002(1)

叙述了用一副Ku赋形反射面天线,把天线近场测量所得结果与远场测量所得结果进行比较,主极化方向图的一致性说明近场测量的可靠性.与理论分析也做了比较,说明近场测量结果与理论完全吻合.在交叉极化的测量方面,给出了与理论值的比较结果,在高交叉极化电平的分布趋势是一致的,但误差较大.天线正确的校准是减少误差的关键.

8.学位论文雒向东天线平面近场测量理论与误差分析2002

天线理论的研究和天线测量在解决天线技术问题中,是相辅相成、相互促进的,为了能深入掌握各种天线脑性能和特点,必须对天线的参数进行准确的测量,然而在众多的天线测量技术中,由于近场测量相对于常规的远场测量方法有其独特的优越性,成为近40多年来众多天线学者一致关注的原因,以至于这种测量方法可以作为现代天线测量的标准.该文较系统的研究了天线近场测量技术在国内外发展的动态,研究了平面近场测量的基本理论,对其测量时主要误差源产生的误差重点进行了分析,并从理论上推证出了有关公式.该文的研究结果是对天线近场测量理论的补充,并对准确测量天线的电参邀有理论指导意义和实际应用价值.

9.期刊论文于丁.贺磊.傅德民.尚军平.YU Ding.HE Lei.FU De-min.SHANG Jun-ping基于最小二乘法的平面波综

合-微波学报2007,23(1)

将最小二乘法引入近场天线测量中,提出了一种新的平面波综合方法.以半波对称振子组成的矩形平面阵作为平面波综合的理论模型,用这一新方法寻求阵列单元的最佳幅相分布,以使所综合出的准平面波质量最好.计算结果表明在待测区域大小一定的条件下,利用本文方法可以实现较传统方法更小的探头阵列要求.良好的仿真结果证实了该方法在天线测量及散射测量应用中的有效性.

10.学位论文李庆生口面天线近场测量的修正2008

从天线工程刚刚问世，天线测量就一直是人们关注的重要课题之一，而今新型高性能天线的现代分析和设计更加离不开先进的测试技术和测量设备。近场测量具有高精度、高保密性、可全天候工作等独特的优越性，是鉴定天线电指标比较可靠的方法，天线界的学者们公认天线近场测量的方法可以作为现代天线测量的标准。近场测量修正技术既是近场测量技术研究的基础工作，又是提高近场测量精度急需解决的问题，只有解决好这一问题，才能把天线近场测量引入计量领域。

本文致力于口面天线近场测量的理论推导，误差分析和修正技术的研究，以及终端开口矩形波导探头的设计和特性分析。

本文首先从理论上推导了由近场变换到远场的公式，并用MATLAB编写由近场测量数据推导远场方向图的程序。

针对近场测量中的重要误差源之一“探头”的影响，本文提出解决方法：一方面用探头补偿的方法，根据洛仑兹互易定理和微波网络理论对补偿的解析式进行详细推导；另一方面用两种不同的仿真软件求解终端开口矩形波导探头的近场增益、远场方向图、轴比、主瓣宽度、输入阻抗、电压驻波比、电场分布、磁场分布、表面电流分布等特性参数，可实现探头增益的修正。本文设计的水滴形探针，使终端开口矩形波导与同轴探针能较好的匹配

，对探头的设计具有一定指导意义。本文介绍了矩形波导在计量标准中的运用，利用标准开口波导建立高频、微波近场标准，测量值的不确定度小于

0.5dB。

本文从解析法和数值仿真两个角度深入分析口面天线近场测量中扫描面截断误差、扫描面位置误差、随机幅相误差、多次反射误差等误差源对天线远场特性测量精度的影响，一方面从理论上给出相应的误差方程，另一方面建立误差分析模型，通过计算机模拟，得到不同误差条件下测量结果的不确定度，并介绍了减小这些误差的修正方法，推导无相位近场测量的公式和算法。

本文为把天线近场测量引入计量领域提供理论支持，为计量定标服务。

本文链接：https://www.sodocs.net/doc/7e13588533.html,/Conference_7022928.aspx

下载时间：2010年5月18日

天线测试方法介绍

天线测试方法介绍 对天线与某个应用进行匹配需要进行精确的天线测量。天线工程师需要判断天线将如何工作，以便确定天线是否适合特定的应用。这意味着要采用天线方向图测量(APM)和硬件环内仿真(HiL)测量技术，在过去5年中，国防部门对这些技术的兴趣已经越来越浓厚。虽然有许多不同的方法来开展这些测量，但没有一种能适应各种场合的理想方法。例如，500MHz以下的低频天线通常是使用锥形微波暗室(anechoic chamber)，这是20世纪60年代就出现的技术。遗憾的是，大多数现代天线测试工程师不熟悉这种非常经济的技术，也不完全理解该技术的局限性(特别是在高于1GHz的时候)。因此，他们无法发挥这种技术的最大效用。 随着对频率低至100MHz的天线测量的兴趣与日俱增，天线测试工程师理解各种天线测试方法(如锥形微波暗室)的优势和局限的重要性就愈加突出。在测试天线时，天线测试工程师通常需测量许多参数，如辐射方向图、增益、阻抗或极化特性。用于测试天线方向图的技术之一是远场测试，使用这种技术时待测天线(AUT)安装在发射天线的远场范围内。其它技术包括近场和反射面测试。选用哪种天线测试场取决于待测的天线。 为更好地理解选择过程，可以考虑这种情况：典型的天线测量系统可以被分成两个独立的部分，即发射站和接收站。发射站由微波发射源、可选放大器、发射天线和连接接收站的通信链路组成。接收站由AUT、参考天线、接收机、本振(LO)信号源、射频下变频器、定位器、系统软件和计算机组成。 在传统的远场天线测试场中，发射和接收天线分别位于对方的远场处，两者通常隔得足够远以模拟想要的工作环境。AUT被距离足够远的源天线所照射，以便在AUT的电气孔径上产生接近平面的波阵面。远场测量可以在室内或室外测试场进行。室内测量通常是在微波暗室中进行。这种暗室有矩形的，也有锥形的，专门设计用来减少来自墙体、地板和天花板的反射(图1)。在矩形微波暗室中，采用一种墙面吸波材料来减少反射。在锥形微波暗室中，锥体形状被用来产生照射。 图1：这些是典型的室内直射式测量系统，图中分别为锥形(左)和矩形(右)测试场。

天线等效接收增益测试系统

1.1.1.1天线等效接收增益测试系统 （1）用途 用于满足各型有源相控阵雷达天线接收状态天线等效接收增益自动测试与记录。 （2）必要性 第四代防空反导探测制导系统采用固态有源相控阵体制，天线与传统雷达天线的一个显著不同就是引入了有源T/R组件，在接收状态测试时天线系统中包含了R组件的参数。所以进行天线增益测试时，按原来无源天线增益的测试方法得到的结果就是不正确的，必须增加天线等效接收增益测试系统。 （3）工艺对系统的主要性能指标要求 系统主要指标如下所示： 信噪比测试系统可以同时满足4个波段的有源相控阵雷达天线接收增益测试需求； 能完成4个波段雷达发射信号的下变频功能； 能实现通道增益的自动控制，能设置合适通道信噪比； 能通过远程通讯控制设备控制标准信号源输出信号的频率，实现信号源的开关； 能实现阵面天线及标准天线的内部噪声的自动测试，完成通道信噪比测试与记录； 自动测试控制系统根据中频通道采样处理系统采样和处理的数据计算出天线阵面正面等效接收增益；

人机交互界面则可以对测试系统需要的参数进行设置并显示实时的天线增益测量值。 （4）系统组成及工作原理 天线等效接收增益测试系统主要包括雷达发射信号下变频组件、通用中频信号调理组件、中频通道信号采样处理系统、支持无线通讯控制的自动控制测试系统及标准信号源系统。其原理组成框图如下图所示： 图错误！文档中没有指定样式的文字。-1 天线等效接收增益测试系统原 理及组成框图 天线等效接收增益测试系统主要构成如下：

本振信号源； 无线通讯设备； 各波段一体化雷达信号下变频组件； 中频信号调理组件； 中频通道信号采样处理系统； 自动测试控制系统（含软件）； 人机交互系统。 理想情况下，被测天线被与其极化匹配的平面波所照射，并在匹配负载上测量接收功率。在其它条件相同的情况下，用增益标准天线替换被测天线，并再次测量进入其匹配负载的接收功率。雷达天线比较增益测量工作原理如下图所示。 T P S P 表 错误！文档中没有指定样式的文字。-1 雷达天线比较增益测量工作原 理 有弗里斯传输公式可得出分贝表示的被测天线的功率增益 ()T dB G ：

天线测试方法介绍

天线测试方法介绍 来源：Vince Rodriguez公司 对天线与某个应用进行匹配需要进行精确的天线测量。天线工程师需要判断天线将如何工作，以便确定天线是否适合特定的应用。这意味着要采用天线方向图测量(APM)和硬件环内仿真(HiL)测量技术，在过去5年中，国防部门对这些技术的兴趣已经越来越浓厚。虽然有许多不同的方法来开展这些测量，但没有一种能适应各种场合的理想方法。例如，500MHz 以下的低频天线通常是使用锥形微波暗室(anechoic chamber)，这是20世纪60年代就出现的技术。遗憾的是，大多数现代天线测试工程师不熟悉这种非常经济的技术，也不完全理解该技术的局限性(特别是在高于1GHz的时候)。因此，他们无法发挥这种技术的最大效用。 随着对频率低至100MHz的天线测量的兴趣与日俱增，天线测试工程师理解各种天线测试方法(如锥形微波暗室)的优势和局限的重要性就愈加突出。在测试天线时，天线测试工程师通常需测量许多参数，如辐射方向图、增益、阻抗或极化特性。用于测试天线方向图的技术之一是远场测试，使用这种技术时待测天线(AUT)安装在发射天线的远场范围内。其它技术包括近场和反射面测试。选用哪种天线测试场取决于待测的天线。 为更好地理解选择过程，可以考虑这种情况：典型的天线测量系统可以被分成两个独立的部分，即发射站和接收站。发射站由微波发射源、可选放大器、发射天线和连接接收站的通信链路组成。接收站由AUT、参考天线、接收机、本振(LO)信号源、射频下变频器、定位器、系统软件和计算机组成。 在传统的远场天线测试场中，发射和接收天线分别位于对方的远场处，两者通常隔得足够远以模拟想要的工作环境。AUT被距离足够远的源天线所照射，以便在AUT的电气孔径上产生接近平面的波阵面。远场测量可以在室内或室外测试场进行。室内测量通常是在微波暗室中进行。这种暗室有矩形的，也有锥形的，专门设计用来减少来自墙体、地板和天花板的反射(图1)。在矩形微波暗室中，采用一种墙面吸波材料来减少反射。在锥形微波暗室中，锥体形状被用来产生照射。

天线近场测量的综述

内部☆ 天线近场测量的综述 An OutIine of Near Field Antenna Measurement 一引言 天线工程一问世．天线测量就是人们一直关注的重要课题之一，方法的精确与否直接关系到与之配套系统的实用与否。随着通讯设备不断更新，对天线的要求愈来愈高，常规远场测量天线的方法由于实施中存在着许多困难，有时甚至无能为力，于是人们就渴望通过测量天线的源场而计算出其辐射场的方法。然而由于探头不够理想和计算公式的过多近似，致使这种方法未能赋于实用。为了减小探头与被测天线间的相互影响，Barrett等人在50年代采用了离开天线口面几个波长来测量其波前的幅相特性，实验结果令人大为振奋，由此掀开了近场测量研究的序幕，这一技术的出现，解决了天线工程急待解决而未能解决的许多问题，从而使天线测量手段以新的面目出现在世人的面前。 四十多年过去了，近场测量技术已由理论研究进入了应用研究阶段，并由频域延拓到了时域，它不仅能够测量天线的辐射特性，而且能够诊断天线口径分布，为设计提供可靠、准确设计依据；与此同时，人们利用它进行了目标散射特性的研究，即隐身技术和反隐身技术的研究，从而使该技术的研究有了新的研究手段，进而使此项研究进入了用近场测量的方法对目标成像技术的探索阶段。 二、近场测量技术发展的过程 近场测量的技术研究从五十年代发展至今，其研究方向大致经历四个阶段，如表1所示。 表1 近场测量技术所经历的时间

各个时期的研究内容可概述为以下几个方面 1．理论研究 在Barrett等人的实验之后，Richnlond等人用空气和介质填充的开口波导分别测量了微波天线的近场，并把由近场测量所计算得到的方向图与直接远场法测得的结果相比较，其方向图在主瓣和第一副瓣吻合较好，远副瓣和远场法相差较大。于是人们就分析其原因，最终归结为探头是非理想起点源所致，因此，出现了各种方法的探头修正理论。直到1963年Karns等人提出了平面波分析理论才从理论上严格地解决了非点源探头修正的问题。与此同时，Paris和Leach等人用罗仑兹互易定理也推出了含有探头修正的平面波与柱面波展开表达式[1，2]。Joy等人也给出了含有探头修正下的球面波展开式及其应用[3 ]。至此，频域近场测量模式展开理论已完全成熟，因此研究者的目光投向了应用领域。在随后的十年里，美国标准局(NBS)等研究机构进行大量的实验证明此方法的准确性[4]，其中取样间隔、探头型式的选择以及误差分析是研究者们关心的热门问题。 2．取样间隔及取样间距 由于模式展开理论是建立在付里叶变换的基础上，根据付里叶变换中抽样定理[5]，对带宽有限的函数。用求和代替积分，用增量代替积分元不引人计算误差，而平面、柱面、球面的模式展开式对辐射场而言都是带宽有限的函数，忽略探头与被测天线间的电抗耦合(取样间距选取的准则)，取样间隔与取样间距按表2所示的准则进行选取(参看图1坐标系)。 表2 取样间隔与取样问距的准则 表中：λ—工作波长；d—探头距被测天线口径面的距离；a—完全包围教测天线最小柱面或球面的半径；a'—极平面取样的最大圆半径．

天线测试平台搭建方法介绍

NSAT-5000微波天线自动测试系统介绍 一、研发背景 天线测试一般有两方面的特性：电路特性（输入阻抗，效率等）和辐射特性（方向图，增益，极化，相位等）。天线测试系统的任务就是用实验的方法检定和检验天线的这些参数特性。 NSAT-5000微波天线自动测试系统突破单一测试的局限性，提供专业的测试步骤，实现天线电路特性和辐射特性测试，帮助用户大幅度的提高测试效率。借助系统软件可对系统内各个设备进行同步远程控制。 本测试系统由工业电脑、矢量网络分析仪、频谱分析仪、远程数据通信装置、合成信号源等设备搭配专业的天线测试系统软件所组成。能够实现对天线各端口进行自动化测试，用户只要录入被测天线的批次号、产品型号以及产品编号，便可对天线进行自动测试，保存测试数据到本地电脑。用户可根据需要查询测试数据并生成报表。 二、软件特点 ●兼容中电41所（思仪）、是德科技（Keysight）、安捷伦(Aglient)、 日本安立（Anritsu）、罗德与施瓦茨（R&S）、韩国兴仓（Protek）、 HP等主流仪器型号。 ●自动对系统内各个设备进行同步远程控制并对天线的电路特性（输入 阻抗，效率等）和辐射特性（方向图，增益，极化，相位等）完成测 试。 ●自动测量天线的幅度方向图、增益、相位中心等指标。

●自动保存配置信息、测试数据保存到本地电脑，方便随时查询。 ●自动生成测试报告，用户可根据需要定制报告模板。 ●操作方便简单，提高测试效率。 三、主要测试项目 测试项目所用仪器 主瓣电平信号源，矢网 旁瓣电平(dB)信号源，矢网 增益信号源，矢网 天线效率信号源，矢网水平面半功率波束宽度(°)信号源，矢网 垂直面半功率波束宽度(°)信号源，矢网 隔离度(dB)信号源，矢网 交叉极化比(dB)信号源，矢网 前后比(dB)信号源，矢网 电压驻波比信号源，矢网 输入阻抗信号源，矢网 主方向倾斜度信号源，矢网 方向图一致性(dB)信号源，矢网 四、基于硬件 ●信号源 ●矢量网络分析仪 ●频谱分析仪 ●远程数据通信装置 五、系统图示 NSAT-5000天线测试系统由工业电脑、频谱分析仪、远程数据通信装置、合成信号源转台等设备搭配专业的天线测试系统软件所组成。

射灯天线覆盖效果测试报告(室外向下对打)--钟陈生

茂南财富新城射灯覆盖（室外向下对打）效果测试报告 测试人：钟陈生、申卫报告撰写：钟陈生测试日期：2013年7月17 1.概述 1.1站点描述 基础信息 1.2射灯覆盖图及环境描述：

项目总负责人 单项负责人设 计 人校 审 人 审 核 人单 位比 例日 期 mm 2013.4图号 中国移动通信集团设计院有限公司 2011YBGS0130-WX-MNCHXCF-02-5 注：本系统图中器件红色为新增，黑色为原有， 蓝色为更换，黄色为利旧。 茂南财富新城F-安装点位图 二功分器 ″馈线7/8″馈线1/2″超柔馈线 全向天线 三功分器 双频合路器 电桥 22栋 28栋29栋 30栋31栋 23栋 27栋 25栋 38栋 26栋 17栋 ANT1-20F 下倾角51.84° ANT1-18F 下倾角37.15°ANT2-18F 下倾角47.39° ANT3-18F 下倾角47.39° ANT4-18F 下倾角47.39° ANT7-18F 下倾角47.39° ANT10-18F 下倾角47.39° ANT11-18F 下倾角42.27°ANT9-18F 下倾角43.88° ANT8-18F 下倾角40° ANT13-18F 下倾角45° ANT14-18F 下倾角45° ANT15-18F 下倾角47.39° ANT12-18F 下倾角43.88° ANT5-18F 下倾角47.39° ANT6-18F 下倾角37.13° ANT16-18F 下倾角47.39°ANT17-18F 下倾角37.13° 16栋 10栋 PS1-18F PS2-18F PS3-18F PS4-18F PS5-18F PS6-18F PS7-18F 38栋，共 19层 26栋，共18层 约高57米 约高54米 射灯天线

XX天线性能测试报告

基站天线性能综合评估报告 （XX分公司网络优化中心） XX分公司为了改善弱覆盖、提高用户满意度，解决网络中的隐形问题，同时借鉴发达省份的成功经验，历时两个多月的时间，选择了使用不同年限、品牌的天线进行综合性能测试。通过对三阶互调、使用年限、前后比和第一上旁瓣抑制性等指标综合分析，借助更换对比，DT测试、话务KPI综合分析，为网络优化中天线故障排查、是否需要更换和更换标准、以及更换后达到的效果提供了参考依据。 1.本次测试选取的场景、天线、基站数量如下： 场景天线数量/根基站数量 1.农村弱覆盖投诉183 2.高速公路带状覆盖488 3.市区干扰点掉话279 4.库房新天线抽查10／ 2.天线性能测试 本次采用德国Rosenberger 三阶互调测试仪和扫频仪对天线性能进行测试，同时结合话务统计指标、DT测试数据进行综合分析，最后得出结论。 2.1 天线性能测试结果 本次主要对天线自身的主要参数指标：三阶互调（IM）、驻波比（VSWR）、前后比、第一上旁瓣抑制进行测试。

2

2.1.1 三阶互调合格率 参数说明：三阶互调是反映天线综合性能的重要指标，该指标从一定程度上反映了天线的优劣。目前国标要求≤-107dbm。本次判定合格的标准如下： 三级互调测试标准(dbm) 等级大于‐90大于‐107且小于等于‐90小于等于‐107 评测不合格可用优良 三阶互调测试结果 不合格合格优良 11% 28% 61% 说明：通过本次对天线综合性能的测试，发现较多天线三阶互调不合格（本次测试把IM≤-90dbm的均视为合格,远低于国标要求），这和目前集成度越来越高的基站系统难以匹配。 3.网络KPI指标综合分析 本次网络KPI指标的分析是建立在：老天线→集采新天线→KATHREIN高性能天线，分别提取相同时段的话务统计数据，进行多次分析基础之上的。

天线近场测量的综述

天线近场测量的综述

内部☆ 天线近场测量的综述 An OutIine of Near Field Antenna Measurement 一引言 天线工程一问世．天线测量就是人们一直关注的重要课题之一，方法的精确与否直接关系到与之配套系统的实用与否。随着通讯设备不断更新，对天线的要求愈来愈高，常规远场测量天线的方法由于实施中存在着许多困难，有时甚至无能为力，于是人们就渴望通过测量天线的源场而计算出其辐射场的方法。然而由于探头不够理想和计算公式的过多近似，致使这种方法未能赋于实用。为了减小探头与被测天线间的相互影响，Barrett等人在50年代采用了离开天线口面几个波长来测量其波前的幅相特性，实验结果令人大为振奋，由此掀开了近场测量研究的序幕，这一技术的出现，解决了天线工程急待解决而未能解决的许多问题，从而使天线测量手段以新的面目出现在世人的面前。 四十多年过去了，近场测量技术已由理论研究进入了应用研究阶段，并由频域延拓到了时域，它不仅能够测量天线的辐射特性，而且能够诊断天线口径分布，为设计提供可靠、准确设计依据；与此同时，人们利用它进行了目标散射特性的研究，即隐身技术和反隐身技术的研究，从而使该技术的研究有了新的研究手段，进而使此项研究进入了用近场测量的方法对目标成像技术的探索阶段。 二、近场测量技术发展的过程 近场测量的技术研究从五十年代发展至今，其研究方向大致经历四个阶段，如表1所示。 表1 近场测量技术所经历的时间

各个时期的研究内容可概述为以下几个方面 1．理论研究 在Barrett等人的实验之后，Richnlond等人用空气和介质填充的开口波导分别测量了微波天线的近场，并把由近场测量所计算得到的方向图与直接远场法测得的结果相比较，其方向图在主瓣和第一副瓣吻合较好，远副瓣和远场法相差较大。于是人们就分析其原因，最终归结为探头是非理想起点源所致，因此，出现了各种方法的探头修正理论。直到1963年Karns等人提出了平面波分析理论才从理论上严格地解决了非点源探头修正的问题。与此同时，Paris和Leach等人用罗仑兹互易定理也推出了含有探头修正的平面波与柱面波展开表达式[1，2]。Joy 等人也给出了含有探头修正下的球面波展开式及其应用[3 ]。至此，频域近场测量模式展开理论已完全成熟，因此研究者的目光投向了应用领域。在随后的十年里，美国标准局(NBS)等研究机构进行大量的实验证明此方法的准确性[4]，其中取样间隔、探头型式的选择以及误差分析是研究者们关心的热门问题。 2．取样间隔及取样间距 由于模式展开理论是建立在付里叶变换的基础上，根据付里叶变换中抽样定理[5]，对带宽有限的函数。用求和代替积分，用增量代替积分元不引人计算误差，而平面、柱面、球面的模式展开式对辐射场而言都是带宽有限的函数，忽略探头与被测天线间的电抗耦合(取样间距选取的准则)，取样间隔与取样间距按表2所示的准则进行选取(参看图1坐标系)。 表2 取样间隔与取样问距的准则 表中：λ—工作波长；d—探头距被测天线口径面的距离；a—完全包围教测天

天线测试方法选择及评估

天线测试方法选择及评估 对天线与某个应用进行匹配需要进行精确的天线测量。天线工程师需要判断天线将如何工作，以便确定天线是否适合特定的应用。这意味着要采用天线方向图测量(APM)和硬件环内仿真(HiL)测量技术，在过去5年中，国防部门对这些技术的兴趣已经越来越浓厚。虽然有许多不同的方法来开展这些测量，但没有一种能适应各种场合的理想方法。例如，500MHz以下的低频天线通常是使用锥形微波暗室(anechoic chamber)，这是20世纪60年代就出现的技术。遗憾的是，大多数现代天线测试工程师不熟悉这种非常经济的技术，也不完全理解该技术的局限性(特别是在高于1GHz的时候)。因此，他们无法发挥这种技术的最大效用。 随着对频率低至100MHz的天线测量的兴趣与日俱增，天线测试工程师理解各种天线测试方法(如锥形微波暗室)的优势和局限的重要性就愈加突出。在测试天线时，天线测试工程师通常需测量许多参数，如辐射方向图、增益、阻抗或极化特性。用于测试天线方向图的技术之一是远场测试，使用这种技术时待测天线(AUT)安装在发射天线的远场范围内。其它技术包括近场和反射面测试。选用哪种天线测试场取决于待测的天线。 为更好地理解选择过程，可以考虑这种情况：典型的天线测量系统可以被分成两个独立的部分，即发射站和接收站。发射站由微波发射源、可选放大器、发射天线和连接接收站的通信链路组成。接收站由AUT、参考天线、接收机、本振(LO)信号源、射频下变频器、定位器、系统软件和计算机组成。 在传统的远场天线测试场中，发射和接收天线分别位于对方的远场处，两者通常隔得足够远以模拟想要的工作环境。AUT被距离足够远的源天线所照射，以便在AUT的电气孔径上产生接近平面的波阵面。远场测量可以在室内或室外测试场进行。室内测量通常是在微波暗室中进行。这种暗室有矩形的，也有锥形的，专门设计用来减少来自墙体、地板和天花板的反射(图1)。在矩形微波暗室中，采用一种墙面吸波材料来减少反射。在锥形微波暗室中，锥体形状被用来产生照射。 图1：这些是典型的室内直射式测量系统，图中分别为锥形(左)和矩形(右)测试场。 近场和反射测量也可以在室内测试场进行，而且通常是近场或紧缩测试场。在紧缩测试场中，反射面会产生一个平面波，用于模拟远场行为。这使得可以在长度比远场距离短的测试场中对天线进行测量。在近场测试场中，AUT被放置在近场，接近天线的表面上的场被测量。随后测量数据经过数学转换，即可获得远场行为(图2)。图3显示了在紧缩测试场中由静区上的反射面产生的平面波。 图2：在紧缩测试场，平坦波形是由反射测量产生。 一般来说，10个波长以下的天线(中小型天线)最容易在远场测试场中测量，这是因为在可管理距离内往往可以轻松满足远场条件。对大型天线(electrically large antenna)、反射面和阵列(超过10个波长)来说，远场通常在许多波长以外。因此，近场或紧缩测试场可以提供更加可行的测量选项，而不管反射面和测量系统的成本是否上升。 假设天线测试工程师想要在低频下进行测量。国防部门对此尤感其兴趣，因为他们需要研究诸如在低频下使用天线等事项，以便更好地穿透探地雷达(GPR)系统中的结构(针对工作在400MHz范围的射频识别(RFID)标签)，以及支持更高效的无线电设备(如软件定义无线电(SDR))和数字遥感无线电设备。在这种情况下，微波暗室可以为室内远场测量提供足够好的环境。 矩形和锥形是两种常见的微波暗室类型，即所谓的直接照射方法。每种暗室都有不同的物理尺寸，因此会有不同的电磁行为。矩形微波暗室处于一种真正的自动空间状态，而锥形

天线方向图测试系统操作说明

大连理工大学实验预习报告 姓名：牛玉博班级：电通1202 学号：201201203 实验六天线方向图测试 本系统主要用于线天线E面方向图测试，可动态、实时绘制极坐标和直角坐标系方向图曲线，保存测试数据用于后续分析处理。 系统使用步骤示意如图0.1所示。 图0.1 系统使用步骤示意图 1系统连接 测试系统由发射装置、接收装置和控制器三大部分组成，三部分的连接示意如图1.1所示。连接时注意信号线要根据待测工作频率接至对应端子，并将接收装置方向调整到正确姿态。

图1.1 系统连接示意图 发射装置包含400MHz 和900MHz 两个频点的发射电路和天线，如图1.2所示。接收装置包含400MHz 和900MHz 两个频点的接收电路和天线，并具有天线旋转机构，如图1.3所示。控制器利用触摸屏完成所有测试操作和方向图曲线的实时绘制，如图1.4所示。 图1.2 发射装置 图1.3 接收装置 此处少一图（图1.4 测试控制器）、待发。 2 控制器操作 2.1 打开控制器电源，等待系统启动，进入提示界面，如图2.1所示。 发射装置 接收装置 控制器 电机线 信号线

图2.1 方向图测试系统提示界面 2.2点击界面任意位置，进入“实测方向图”界面，如图2.2所示。 图2.2 实测方向图界面 2.3点击图2.2中的“频率选择”按钮，选择与硬件链接对应的工作频率。 2.4点击“天线长度”数字框，输入实际天线长度（单位为毫米），并按“确 定”确认，如图2.3所示。

图2.3 天线长度输入界面 2.5点击“机械回零”按钮，接收天线旋转，当到达机械零点基准点时，自 动停止旋转，如图2.4所示。注意：机械回零完成之前不要做其它操作！ 图2.4 机械归零界面 2.6点击“归一化”按钮，接收天线旋转，搜索信号最大值，并提示“归一 化进行中”。当到天线旋转一周时，搜索结束，如图2.5所示。注意：归

北邮电磁场与微波实验天线部分实验报告二

北邮电磁场与微波实验天线部分实验报告二

信息与通信工程学院电磁场与微波实验报告

实验二网络分析仪测试八木天线方向图 一、实验目的 1．掌握网络分析仪辅助测试方法； 2．学习测量八木天线方向图方法； 3．研究在不同频率下的八木天线方向图特性。 注：重点观察不同频率下的方向图形状，如：主瓣、副瓣、后瓣、零点、前后比等; 二、实验步骤: (1) 调整分析仪到轨迹（方向图）模式; (2) 调整云台起点位置270°； (3) 寻找归一化点(最大值点); (4) 旋转云台一周并读取图形参数; (5) 坐标变换、变换频率（f600Mhz、900MHz、1200MHz），分析八木天线方向图特性； 三、实验测量图 不同频率下的测量图如下： 600MHz：

900MHz：

1200MHz：

四、结果分析 在实验中，分别对八木天线在600MHz、900MHz、1200MHz频率下的辐射圆图进行了测量，发现频率是900MHz的时候效果是最好的，圆图边沿的毛刺比较少，方向性比较好，主瓣的面积比较大。 当频率为600 MHz的时候，圆图四周的毛刺现象比较严重，当频率上升到1200MHz时，辐射圆图开始变得不规则，在某些角度时出现了很大的衰减，由对称转向了非对称，圆图边缘的毛刺现象就非常明显了，甚至在某些角度下衰减到了最小值。 从整体来看，八木天线由于测量的是无线信号，因此受周围环境的影响还是比较大的，因此在测量的时候周围的人应该避免走动，以减小对天线电磁波的反射从而减小测量带来的误差使得圆图更接近真实情况。 由实验结果分析可知：最大辐射方向基本在90°和270°这条直线上，图中旁瓣均较小，及大部分能量集中在主瓣。 八木天线由于测量的是无线信号，因此受周围环境的影响还是比较大的，因此在测量的时候应当尽量保持周边环境参数一定，以减小对天线电磁波的反射从而减小测量带来的误差使得圆图更接近真实情况。 五、实验总结

近场天线测量作业

作业一：分别采用直接求和与快速Fourier 变换（FFT ）两种方法计算出)(ωF ，并与理 论计算结果比较，并比较两种方法所用时间。 1. 已知x e x f -=)( 求 dx e e F x j x πωω2)(? ∞ ∞ --= 直接积分：2 )2(12 )(πωω+= F (1-1) 当ω很大时，0)(≈ωF 取100=Ω时，010 )(5 ≈<-ωF 故近似认为当Ω>ω时，0)(≈ωF ，即可以近似认为f （x ）是一个谱宽有限得函数，带限为2Ω，取005.02=Ω ≤?ππ x ，则由取样定理有 2()m x j m x m F e e x πωω∞ -??=-∞ = ???∑ 令x N n ?=ω， ∑-- =?-?≈12 2 2)(N N m N mn j x m x e e F πω 令,2 k N m =+ 则有 ∑-=-?--?≈?10 )2 (2)2 ()(N k N k N n j x N k x e e x N n F π ∑-=?- -?-=10 2)2 () 1(N k N kn j x N k n e xe π ∑-=-=1 2)1(N k N kn j k n e f π (1,,1,0-=N n Λ) (1-2)

其中： ??? ? ??? -=?-=?=?-?-1 ,,212, ,1,0)2()2(N N k xe N k xe f x k N x N k k ΛΛ (1-3) 取N=2048，则1024*0.005≈5，12 <

各种近远场天线测量系统比较

按照天线场区的划分，天线测量系统可分为远场测量系统和近场测量系统。 1. 远场测量系统 远场测量系统按使用环境可分为室外远场测量系统和室内远场测量系统。 室外远场需要较长的测量距离，通常用天线高架法来尽量减小地面反射，其他架设方法还有地面反射法和斜距法。室外远场测量需要在合适的外部环境和天气下进行，同时，室外远场对安全和电磁环境有较高要求。 室内远场在微波暗室中进行，暗室四周和上下铺设吸波材料来减小电磁反射。如果暗室条件满足远场测量条件，可选择传统远场测量法，如果测量距离不够远场条件，可以选择紧缩场，通过反射天线在被测天线处形成平面电磁波。 2. 近场测量系统 近场测量在天线辐射近场区域实施。在三至五个波长的辐射近场区，感应场能量已完全消退。采集这一区域被测天线辐射的幅度和相位数据信息，通过严格的数学计算就可以推出被测天线测远场方向图。 按照扫描方式的不同，常用的近场测量系统可以分为平面近场系统、柱面近场系统和球面近场系统。 （1）近场测量系统 平面近场测量系统在辐射近场区的平面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于增益>15dBi的定向天线、阵列天线等，最大测量角度<± 70 º。

（2）柱面测量系统 柱面近场测量系统在辐射近场区的柱面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于扇形波束和宽波瓣的天线。 （3）球面测量系统 球面近场测量系统在辐射近场区的球面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于低增益的宽波瓣或全向天线。 3.如何选择天线测量系统，需要考虑到的几个重要的特性和指标： 1.天线应用领域； 2.远场角度范围：远场波瓣图坐标系、各种天线性能参数定义、副瓣和后瓣特性； 3.电尺寸：根据电尺寸和计算出远场距离； 4.方向性指标：宽波瓣或窄波瓣； 5.工作频率和带宽：工作频率设计到吸波材料尺寸和暗室工程设计及造价； 6.环境和安全性要求：天气、地表环境等因素； 7.其他因素：转台或铰链、通道切换开关等。 近场（平面、柱面、球面）测量系统与远场|（室外、室内、紧缩场）测量系统的能力比较

辐射、散射近场测量及近场成像技术的研究进展

辐射、散射近场测量及近场成像技术的研究进展张福顺，焦永昌，马金平，刘其中，张进民，毛乃宏 摘要：近场技术是近年来兴起的一种先进的测量技术，它已广泛地应用于辐射、散射测量以及目标成像．概述了目前辐射、散射近场测量及近场成像技术理论研究和测量方法的发展现状以及主要研究成果；并探讨了有关这几个分支需要进一步研究的主要问题． 关键词：近场测量；辐射；散射；成像 中图分类号：TN820 文献标识码：A 文章编号： 1001-2400(1999)05-0651-06 The state of the art of near field techniques for radiation, targets scattering measurements and object imaging ZHANG Fu-shun，JIAO Yong-chang，MA Jin-ping，LIU Qi-zhong，ZHANG Jin-min， MAO Nai-hong (Research Inst. of Antenna and EM Scattering, Xidian Univ., Xi′an 710071， China) Abstract: The near field technique is a new kind of measurement technique, which arose two decades ago. It has been widely used in the fields of radiation, targets scattering measurements and objects imaging. In this paper, the state-of-the-art of the theory and measurement research on near field techniques for these three fields is surveyed, and the main issues in these branches for the further study are suggested. Key Words: near field techniques；radiation measurements；scattering measurements；objects imaging 众所周知，在离开被测目标3λ～5λ(λ为工作波长)距离上测量该区域电磁场的技术称为近场测量技术．如果被测目标是辐射器，则称为辐射近场测量；若被测目标是散射体，则称为散射近场测量；对测得散射体的散射近场信息进行反演或逆推就能得到目标的像函数，这就是目标近场成像．但是，截止目前为止，关于辐射、散射近场测量以及近场成像技术溶为一体的综述性文章还未见到公开的报导，这对从事这方面研究的学者无疑是一种遗憾．为使同行们能全面地了解该技术的发展动态，该文概述了近几十年来关于辐射、散射近场测量及近场成像技术前人所做的工作及其最新进展，并指出了未来研究的主要方向． 1 辐射近场测量 辐射近场测量是用一个已知探头天线(口径几何尺寸远小于1λ)在离开辐 射体(通常是天线)3λ～5λ的距离上扫描测量(按照取样定理进行抽样)一个平 面或曲面上电磁场的幅度和相位数据，再经过严格的数学变换计算出天线远区场的电特性．当取样扫描面为平面时，则称为平面近场测量；若取样扫描面为柱面，

天线测试大纲详解

第二部分近场工作区反射电平测试方法一、测试项目及频率 二、测试主要仪器设备 三、近场工作区反射电平测试原理及方法 3.1、近场工作区反射电平测试原理 采用自由空间电压驻波比法测量近场工作区反射电平，测量原理是基于微波暗室中存在有直射信号和反射信号，微波暗室中空间任意一点的场强是直射信号和反射信号的矢量合，在空间形成驻波，驻波数值的大小就反映了微波暗室内反射电平的大小。

图2-1 VSWR 法测量原理图 如图2-1所示，当接收天线主瓣对准发射天线时，所接收到的信号为E D 。移动接收天线，则接收天线的直射信号E D 与反射信号E R 的相对相位将会改变，此时接收天线收到的信号幅度将产生波动，如图2-2所示，这一波动反映空间固有驻波，由此即可得到反射电平。 图2-2 暗室空间驻波图 将接收天线转到比最大电平低a （dB ）的方位角θ时，则所接收的直射信号E θ=E D 10a/20。当反射信号与直射信号同相时合成场最大，这时以b 表示： D R a D D R E E E E E E b +=+=20 10lg 20lg 20θ 式中：E R 接收天线处于方位角θ时的等效反射信号 E D 沿室轴照射的直射波场强 a 接收天线处于方位角θ时的方向图电平 当反射信号与直射信号反相时合成场最小，这时以c 表示： D R a D D R E E E E E E c -=-=20 10lg 20lg 20θ 则反射电平：

11011010lg 20lg 2020/20 /20/+-==--）（）（）（c b c b a D R E E R 110110lg 2020/)(20/)(+-+=--c b c b a 因此测出空间驻波曲线和接收天线方向图，就可以计算出微波暗室反射电平。 3.2、测试方法 在近场工作区内针对主反射墙的吸波材料进行特定频段吸收特性的测试。 3.3、测试位置的选取 测试近场工作区反射电平时，发射天线先置于暗室中心轴线上，接收天线置于正对被测墙壁的一个合理位置，并沿两天线轴线移动一段距离进行反射电平的测试。测试位置如图2-3、图2-4所示。 图2-3 近场静区测试位置示意图(俯视图) 图2-4 近场静区测试位置示意图(侧视图) 3.4、测试设备连接示意图

远场天线测试系统

远场天线测量系统 睿腾万通 科技有限公司

目录 1概述 (3) 2用户需求分析 (4) 2.1用户需求 (4) 2.2用户远场环境 (4) 3远场天线测量系统特点 (5) 4远场天线测量系统 (5) 4.1系统组成 (5) 4.2系统清单 (6) 4.3系统布局 (8) 4.4系统原理 (8) 4.5系统测试能力 (11) 4.6射频链路预算 (11) 4.7系统扩展性 (12) 5分系统设计 (12) 5.1机械子系统 (12) 5.2控制子系统 (16) 5.3射频子系统 (17) 5.4天线测量软件 (20) 6培训 (21) 6.1安装期间培训 (22) 7系统维护、保修等 (23) 7.1服务优势 (23) 7.2专业的售后服务保障团队 (23) 7.3系统维护服务保障 (24)

1概述 成都睿腾万通科技有限公司很高兴能有机会为客户推荐一套由本公司研发、集成的的远场天线测量系统。睿腾万通公司是一家专门从事天线测量产品的研发、集成、生产与销售的高科技企业。公司以电子科技大学为技术依托，技术团队由多名业内资深的技术专家组成，团队成员的专业领域覆盖电磁场与微波技术，软件工程，自动化控制，结构机械等，具有博士、硕士学历人员占40%。公司具体从事业务覆盖通用近场、远场的开发与集成，基于通用天线测量系统的功能升级，数字阵、相控阵列快速测量与诊断的解决方案，以及天线测量技术咨询与服务。公司掌握远近场天线测量的核心算法与控制，具有丰富的系统集成与研发能力。 我们为国内多个用户提供过系统集成方案，测试频率从500MHz至110GHz，集成系统包括室内远场、室外远场、平面近场及紧缩场。 本方案推荐了一套多轴转台远场天线测量系统，以满足客户的当前以及未来产品的测量需求。推荐的远场测量系统采用4轴被测天线转台，集成是德科技的射频组建，使用睿腾万通公司自主开发的远场天线测量软件及控制系统，构成一套具有高可靠性，高性能的远场测量系统，测量系统除了能够进行常规的远场测量外，还具天线罩参数测量、相控阵及数字阵列的扩展功能。更进一步的细节将在后面的章节有所描述。 为了使客户充分地了解和使用此套天线测量系统的特性和功能，睿腾万通将在现场安装验收期间提供近场测量系统涉及到的测量理论、系统应用、实际操作和维护的详细培训。并在用户使用过程中提供良好的技术服务的咨询。 我们衷心希望能够同用户的专家合作，提供一套高性能远场测试系统。这是一个令人兴奋的工程，我们期待与客户在此项目上完美愉快和顺利的合作。

哈工大天线原理实验报告

Harbin Institute of Technology 天线原理实验报告 课程名称：天线原理 院系：电信学院 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 实验时间： 实验成绩： 哈尔滨工业大学 一、实验目的 1.掌握喇叭天线的原理。

2.掌握天线方向图等电参数的意义。 3.掌握天线测试方法。 二、实验原理 1.天线电参数 (1).发射天线电参数: a.方向图：天线的辐射电磁场在固定距离上随空间角坐标分布的图形。 b.方向性系数：在相同辐射功率，相同距离情况下，天线在该方向上的辐射功率密度Smax与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度S0之比值。 c.有效长度：在保持该天线最大辐射场强不变的条件下，假设天线上的电流均匀分布时的等效长度。 d.天线效率：表征天线将高频电流或导波能量转换为无线电波能量的有效程度。 e.天线增益：在相同输入功率、相同距离条件下，天线在最大辐射方向上的功率密度Smax与无方向性天线在该方向上的功率密度S0之比值。 f.输入阻抗：天线输入端呈现的阻抗值。 g.极化：天线的极化是指该天线在给定空间方向上远区无线电波的极化。 h.频带宽度：天线电参数保持在规定的技术要求范围内的工作频率范围。 (2).接收天线电参数: 除了上述参数以外，接收天线还有一些特有的电参数：等效面积和等效噪声温度。 a.等效面积：天线的极化与来波极化匹配，且负载与天线阻抗共轭匹配的最佳状态下，天线在该方向上所接收的功率与入射电波功率密度之比。 b.等效噪声温度：描述天线向接收机输送噪声功率的参数。 2.喇叭天线 由逐渐张开的波导构成，是一种应用广泛的微波天线。按口径形状可分为矩形喇叭天线与圆形喇 叭天线等。波导终端开口原则上可构成波导辐射器，由于口径尺寸小，产生的波束过宽；另外， 波导终端尺寸的突变除产生高次模外，反射较大，与波导匹配不良。为改善这种情况，可使波导 尺寸加大，以便减少反射，又可在较大口径上使波束变窄。 (1).H面扇形喇叭：若保持矩形波导窄边尺寸不变，逐渐张开宽边可得H面扇形喇叭。

手机智能天线测试系统

手机智能天线测试系统 本文描述了一项由德州仪器公司(TI)发起、弗吉尼亚理工学院和州立大学的弗吉尼亚科技天线组(VTAG)和移动便携式无线研究组(MPRG)合作完成的研究项目。 该项目重点确定智能发送和接收手机天线的可行性，其目的是为了论证这种天线具有更低的功耗、更大的容量及更好的链接可靠性。研究课题包括开发新的智能天线算法及评估链接可靠性和容量的提高。为了评估智能天线在实际应用环境中的性能，研究者采集了一套综合的时空向量信道测量方法。数据采集由VTAG开发的四个阵列硬件测试平台完成，它们是手持式天线阵列测试平台(HAAT)、MPRG天线阵列测试平台(MAAT)、失量脉冲响应(VIPER)和发射分集测试平台(TDT)。 图1：在多径环境下采用HAAT的典型试验。一个发射器用于分集组合试验，第二个发射器可用于采用自适应波束成型算法的抗干扰试验。 智能天线可大大提高第三代手持式无线设备的性能。MPRG和VTAG两个研究团队共同组成了一个联合小组负责研究TI公司智能手机天线的关键特性，包括采集天线及传输测量数据、评估分集及自适应算法、仿真整体系统性能，以及量化对带智能天线的手机造成影响的基本现象。自该项目于1998年7月启动以来，我们已开发了三种工具：手持式天线阵列测试平台(HAAT)、向量多径传播仿真器(VMPS)、以及宽带VIPER测量系统。我们已使用这些工具及MPRG天线阵列测试平台(MAAT)来了解手机天线阵列的传输环境，这些信息已经用来预测手机智能天线的性能。 广泛的2.05GHz测量表明，在可靠性为99%时，在户外和室内非直线可视环境下的窄带系统上实现7-9dB链路增益预算。这些增益可利用手机分集和自适应的小天线阵列获得，天线间的隔离间距为0.15波长或更大。其他的测量表明，利用自适应波束形成(beamforming)算法可将单个干扰信号降低25-40dB。因此，可靠性、系统容量和传输功率性能都可得到大大提高。 系统开发 1 手持式天线阵列测试平台 HAAT系统可用来评估在分集组合和自适应波束形成试验中各种天线配置的性能(典型的应用如图1)。图2给出了一个采用HAAT系统的典型试验场景。接收器将来自两个或更多接收信道的信号下变频到基带。这些信号被记录在数字录音带上，以便利用适当的算法进行离线处理。接收器在2.8米长的轨道上以模仿人行走的恒定速度移动。一个小型手持式无线电装置支撑着两个天线，天线的间隔和方向是可变的。该系统具有如下特性：