[发明专利]相控阵天线测试方法及计算机可读存储介质

说明书

本发明公开了一种相控阵天线测试系统及测试方法，其中，包括：天线阵列，天线阵列包括至少两个测试天线和隔离材料，用于对待测试的相控阵天线进行预设距离内的近场测试；微波暗室，天线阵列与相控阵天线均设置在微波暗室内；仪表，仪表包括信道模拟器和多路信号收发器，仪表连接天线阵列和相控阵天线，用于配合天线阵列对相控阵天线进行测试。根据本发明实施例的测试系统，可以相控阵天线进行测试，有效提高测试的适用性和实用性，有效满足系统级测试需求。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种相控阵天线测试系统及测试方法。

背景技术

相控阵天线可以通过控制阵列天线中辐射单元的馈电幅度相位来改变整个阵列天线的方向图形状，即所谓的波束赋形技术，以达到波束扫描的目的。相控阵天线采用数字移相器实现天线波束的高速电控扫描，速度快、精度高，广泛应用于车载、舰载、卫星等通信雷达、基站等。

相控阵天线由多通道阵列天线组成，阵列天线中的每一个单元都对应了一个射频通路。一个典型的相控阵天线可以用图1表示，具体包含阵列天线、T/R(Transmitter andReceiver)组件、上下变频以及数字处理等组件。

随着5G的到来，相控阵天线被大量应用在基站上。massive MIMO(multiple inputmultiple output，多输入多输出系统)以及波束赋形技术的实现依赖于相控阵天线。为了保证5G通信质量以及控制电磁污染，国际标准组织3GPP(3rd Generation PartnershipProject，第三代合作伙伴计划)出了一系列的白皮书来规范基站上相控阵天线的性能测试，包括在空口(OTA：over the air)状态下测试相控阵天线的辐射方向图、输出功率、传输信号质量、带内污染、发射机互调、参考灵敏度电平、带内阻塞、接收互调等等，并且在标准3GPP 38141中给出了相关指标要求。

3GPP按照测试需求将目前的5G基站相控阵天线划分为3大类：BS Type 1-C：只需要进行传导指标测试，该类不属于本发明实施对象；BS Type 1-H：需要进行传导和OTA指标测试，该种类型的基站相控阵天线可以使用图2来表示；其中传导测试端是下列图9标注的TAB(收发机阵列边界连接器：transceiver array boundary connector)，OTA测试端是下列图9标注的RIB(辐射接口边界：radiated interface boundary)；BS Type 1-O和BSType2-O：只需要进行OTA指标测试，该类型相控阵天线如图3所示。其中OTA测试端是图10标注的RIB(radiated interface boundary，辐射接口边界)。该类基站相控阵天线的一个例子是5G毫米波相控阵天线，由于工作频率高，器件小，往往没有射频连机器TAB，因此OTA测试是主要的检测性能的手段。其中，OTA测试指标在3GPP标准3GPP TS 38104，3GPP TS38141-1，3GPP TS 38141-2中有详细规定，包括发射功率，灵敏度，发射信号质量等。以灵敏度为例，具体的测试流程和步骤如下。测试环境可以使用图4表示。其中被测件基站相控阵天线放置在远场暗室中，测试天线链接信号发生器用于产生测试信号用于灵敏度测试。测试流程为：将基站相控阵天线放置在暗室中；对准坐标系和放置位置；对准测试方向；对准极化；配置基站相控阵天线的波束指向；配置基站相控阵天线发射波束以及其他测试设置；设置信号发生器测试配置；设置信号发生器校准功率；测试射频性能和通信协议性能等；对各个角度重复3～9。

然而，上述这些标准中，没有关于相控阵天线系统级测试规范和方法，尤其是工作在massive MIMO状态下的相控阵天线性能测试。具体地，基站中的相控阵天线在实际工作中是与多个用户进行链接通信，如图2所示。