[发明专利]天线测试装置和测试方法

说明书

本发明教导了一种用于测量被测天线的测量装置，包括：用于支撑被测天线的可移动支架，具有多个辐射振子的馈送天线。可移动支架位于与馈送天线相距预定距离处。天线馈送系统设有多个调节部件，用于调节来自多个辐射振子的波前的相位和振幅，使得波前在所述距离处基本上是平面的。

技术领域

本公开涉及一种用于测试天线的测试装置和用于在测试装置中测试天线的方法。

背景技术

已知存在多种方法用于测量辐射方向图(radiation pattern)和测试用于移动通信的天线。

被测天线的远场测量也可以在露天中进行。然而，这些测量要求被测天线和检测器之间的距离处于相当远的距离以消除近场效应。例如，在1GHz下具有2.6m长度的移动通信天线的测量需要检测器距离被测天线处于45m的距离。露天测量受到来自附近物体反射的影响，并且还可能受到在相邻频率下工作的其他移动通信天线的干扰。

为了测量天线的近场辐射方向图，然后计算远场辐射方向图，可以使用屏蔽的测量无反射室。这些测量室不需要与远场测量一样大的空间。测量室例如可以为大约10m的尺寸。在围绕天线的立体角(或立体场(solidfield)的至少大部分)上测量场以及相位的值，然后可以从这种接收方向图计算被测天线的远场辐射方向图。该计算需要获知被测量的辐射的相位，这通常对于无源天线可用。然而，相位的获知一般不适用于有源天线。这些测量也可能需要大量的时间来执行。

用于测量被测天线的辐射方向图的另一装置是所谓的紧凑范围室(compactrange chamber)。紧凑范围室使用来自馈送天线的球面场，并使用一个或多个曲面反射镜来引导场，以便在被测天线处产生具有基本上平行波前的远场。将被测天线放置在称为“安静区域”的远场中，其中在安静区域中波前基本上是平面的。紧凑范围室使得能够直接测量远场，但需要的测量室大于用于测量近场的测量室。这是因为在测量室中使用的曲面反射镜需要的尺寸是被测天线的至少两倍。例如，2.6米的移动通信天线需要直径约5米的曲面反射镜。这种紧凑范围室具有进一步的缺点，即馈送天线和被测天线之间的直接波束可能会干扰测量。可能构建在测量区域中产生圆柱波的紧凑范围室。然而，这些紧凑范围室实质上更难构造。也可以使用透镜而不是曲面反射镜来产生远场。

图1示出根据现有技术的用于对被测天线2进行测试的布置。馈送天线4朝向反射器3取向，反射器的形状被设计成以近似平面的方式反射球面波。图2示出被测天线20的示例，在测试中将测量其辐射方向图。天线20在无反射测试装置10的所谓安静区域中安装在测量支架30上，测量支架30包括可旋转的水平轴34，而天线20通过支柱36附接到该水平轴上。天线20可围绕水平轴34旋转360°，如箭头所示。这使得能够在所有方向上测试天线20。测量支架30还连接到垂直轴32，以使得测量支架30能够在大致垂直于测试装置10的底板平面的方向上旋转，如箭头所示。垂直轴32与水平轴34的旋转的组合使得能够在所有的空间方向上测量天线20的辐射方向图。

探头或检测器80测量来自天线20的辐射方向图。探头80连接到测量装置90，测量装置90能够根据测量值计算辐射方向图。探头80与被测天线20之间的距离被选择为足够大，使得反射不影响结果。

中国专利申请CN102854401号教导了一种用于测量来自被测天线阵列的辐射方向图的方法。该方法包括通过均匀的平面波从不同的角度照射天线阵列来测量天线阵列的辐射方向图。在平面波照射下天线阵列的响应由数字示波器测量。将响应归一化以获得在统一振幅和同相激励条件下的天线阵列辐射方向图，并且可以通过数字信号处理技术和阵列天线单元方向图的叠加原理来计算辐射方向图。

日本专利申请JP 2012-117959号(三菱电机)教导了一种天线测量方法，包括产生射频信号(RF)，随后改变对应于待被测量的振子天线的高频信号的振幅和相位。RF信号从多个天线振子发送，并且所得到的RF信号在被测天线处接收。

发明内容