[发明专利]一种数字化天线测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及天线测试工程技术领域，尤其涉及一种数字化天线测试系统及测试方法。

背景技术

传统的无线通信、雷达等天线(天线阵列、整机设备)的辐射/接收特性测试，都是通过标准仪器(如信号源或网络分析仪等)产生激励送入被测天线，其辐射信号由标准天线接收后通过射频电缆送入标准仪器(如频谱仪、功率计、网络分析仪等)测试，测试参数往往需要导入计算机后续进行处理分析后才能获得。进入新世纪以来，智能手机、无线穿戴设备等消费类无线电子产品的辐射指标受各国政府和用户关注，用户对产品的覆盖能力尤其是复杂环境下的信号接收性能提出了越来越高的要求，3GPP等组织对这类产品的辐射和接收特性测试还提出了专门的测试规范。

而在雷达、导航以及移动通信基站、卫星通信等领域，设备的功能多样化以及对天线(整机)的多目标、多波束、波束捷变、多频段(模式)工作等要求普遍存在。这些测试，不仅要求更高的测试精度、测试速度、测试可重复性，还需要测试系统具有很好的半物理仿真测试验证功能。这些测试需求，无论是采用传统的扫描架或者转台测试，还是采用多探头结合开关矩阵/功率分配网络，亦或者是两者的结合，都存在如下诸多缺点，尤其是对大空域的测试环境：

1)所需的射频电缆插损较大，长时间测试带来的测试稳定性差，需要定期校准；

2)多探头测试时，各通道需求进行幅度一致性校准，这种随时间和温度相关特性的校准复杂度极高；

3)传统的转台/扫描架还是多探头空间分布方式，其后端所需的电机驱动和开关矩阵/功率分配网络都有一定的硬件复杂度，尤其是大型测试系统；

4)传统的多探头测试系统或者转台扫描测试方案，无法实现高精度的同步实时测试数据采集，测试周期长、测试可重复差；

5)转台/扫描架测试方案，测试静区容易受转动机构影响，测试可重复差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字化天线测试系统及测试方法，以提高天线测试的速度和精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种数字化天线测试系统，用于对待测试天线结构进行测试，包括：数字化天线探头阵列、数字化测试设备、数据总线、中心工控机；所述数字化测试设备与所述待测试天线结构连接；所述数字化天线探头阵列与所述待测试天线结构通过空间无线信道连接；所述待测试天线结构、数字化天线探头阵列、数字化测试设备、中心工控机均分别与所述数据总线连接；所述数字化天线探头阵列包括N个数字化天线探头，N为自然数，且N≥2；其中：

在上行测试工作模式中：

所述中心工控机被配制成用于设定上行测试周期，通过所述数据总线发送上行启动脉冲使各设备启动工作，并通过所述数据总线发送上行状态设置信号以及上行采样时钟同步信号；

所述数字化测试设备被配制成用于接收所述上行状态设置信号，产生一上行激励信号，并将所述上行激励信号发送给所述待测试天线结构；

所述待测试天线结构被配置成用于在所述上行激励信号的激励下以及所述上行状态设置信号的控制下，工作在发射状态下，向空间辐射信号；

所述数字化天线探头阵列被配置成在所述上行状态设置信号以及所述上行采样时钟同步信号的控制下从N个空间无线信道对所述待测试天线结构发出的辐射信号进行实时采样，依次对采样后的信号进行模数转换、数据处理及打包，并将打包后的数据通过所述数据总线送入所述中心工控机，由所述中心工控机对打包后的数据进行收集和分析处理，得到所述待测试天线结构的上行测试数据；

在下行测试工作模式中：

所述中心工控机被配制成用于设定下行测试周期，通过所述数据总线发送下行启动脉冲使各设备启动工作，并通过所述数据总线发送下行状态设置信号以及下行采样时钟同步信号；

所述数字化天线探头阵列被配制成用于接收所述下行状态设置信号，产生一下行激励信号，并将所述下行激励信号发送给所述待测试天线结构；且被配置成用于在所述下行状态设置信号的控制下向空间辐射测试信号；

所述待测试天线结构被配置成用于在所述下行激励信号的激励下以及所述下行状态设置信号的控制下工作在接收作状态下，接收所述数字化天线探头阵列辐射的测试信号，并将接收到的测试信号发出；