[发明专利]天线测量系统和方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种用于测量天线传输系统的传输函数的参数和/或测量所述天线传输系统的天线的参数的天线测量系统，该天线测量系统包括发送天线、接收天线以及发送天线和接收天线之间的传输信道。此外，本发明还涉及相应的天线测量方法。

背景技术

在天线测量中，利用选通技术降低回声环境对获得的天线方向图的影响，这例如被记载在以下文章中：J.E.Hansen，Spherical Near-field Antenna Measuements，London，United Kingdom：Institution of Engineering and Technology/Peter Peregrinus Ltd.，1988和M.M.Leibfritz et al.，“A Comparision of Software-and Hardware-Gating Techniques Applied to Near-field Antenna Measurements”，Advances in Radio Science，Volume 5，pp.43-48，2007。在理想条件下发送(TX)和接收(RX)天线位于自由空间中或者吸收箱中，并且只有视线路径有助于接收信号。在实际测量中天线周围的环境从来不是理想的并且多径传播会劣化测量信号。由于较长的传播距离，非视线(NLOS)信号分量相比视线(LOS)信号被延迟，并且因此能够在时域中去除。

M.D.Blech Et al.，“Time-Domain Spherical Near-field Antenna Measuement System Employing a Switched Continuous-Wave Hardware Gating Tehcnique”，IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement，vol.59，no.2，pp.387-395，Feb.2010公开了一种能够去除错误信号分量的时域球型近场天线测量系统，错误信号分量是由于非理想消声室中的多径传播而产生的。成熟的硬件(HW)选通技术计算转换的正弦信号，该正弦信号通过专用脉冲发生器同步并且通过实时数字示波器或者等效采样示波器获取。上面提到的M.D.Blech等的文章中给出的测量系统对获取速度，动态范围和分辨率进行了优化。其操作频率范围覆盖1.5-8GHz，并且能够用于典型3-dB带宽超过400MHz的天线。

在毫米波天线测量中，不能使用利用RF开关的所谓硬件选通的传统选通技术，因为它们的切换速度低、绝缘低并且衰减高。使用以上引用的M.D.Blech等人的文章中所介绍的概念的专用脉冲发生器不能被实现，因为数字构建模块不可用于在毫米波应用中所使用的高频范围，特别是高于1GHz的频率，优选的高于100GHz。

在K.Shibuya et al.，“Compact and Inexpensive Continuous-Wave Subterahertz Imaging System with a Fiber-coupled Multimode Laser Diode”，Applied Physical Letter，Appl.Phys.Lett.90(16)，161127，2007中所记载的替代矢量网络分析器(VNA)的准时域测量非常耗时，因为需要针对较宽的频带上的数百个离散频率测量系统的传递函数并且对于这些频率中的每个，都需要可变的延迟，这通常通过精确的线性阶梯(linear stage)实现，并且必须逐步经过所有要求的位置。因此，总共需要执行2n次测量，其中n是频率数量，其必须在频域被测量以实现特定时间分辨率，M.Scheller and M.Koch，“Terahertz Quasi Time Domain Spectroscopy”，Optics Express，vol.17，no.20，pp.17723-17733，2009描述了一种使用多模激光二极管的方法，但这种技术仍然要通过线性阶梯执行大量步骤。

发明内容

本发明的一个目标在于提供一种天线测量系统及相应的方法，其使得能够针对毫米波应用中的高频(具体而言高于100GHz)处的单个离散频率来测量天线传输系统的天线的参数和/或传输系统的传递函数(和/或瞬态响应)的参数，该传输系统包括发送天线、非完美信道和接收天线。