[发明专利]相控阵天线系统级测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种相控阵天线系统级测试系统及测试方法，其中，系统包括：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系统级近场测试；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系统级测试。根据本发明实施例的测试系统，可对相控阵天线无线性能进行整体评估，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系统级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天线单元的馈电幅度、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。在相控阵技术应用之前，波束扫描通常通过机械转动实现，这种转动往往存在时延长、范围窄、精度低等缺点。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、毫米波基站等等。

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，其中包含阵列天线，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，如massive MIMO(multipleinput multiple 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 GenerationPartnership Project，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。

相关技术中，基站指标大多是通过传导测试获取，具体地，利用传导线连接在相控阵天线的阵列天线馈电，然后测试各个射频参数，甚至进行协议层测试。然而在5G毫米波基站天线中，由于波长短，整个天线尺寸小，且射频接头价格昂贵，一般的毫米波相控阵天线没有留下传导射频接头，因此，为了进行3GPP要求的基站相控阵天线性能测试，必须采用OTA(Over－the－Air Technology，空中下载技术)测试方式。

然而，采用OTA测试方式进行基站相控阵天线性能测试有如下缺陷：

1、3GPP标准中规定测试的指标有限，仅包括辐射方向图、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

2、相关测试指标没有针对基站相控阵天线在实际工作场景下，即基站同时与多个用户进行链接通信情况下的性能测试指标，如图2所示。该类指标属于相控阵天线系统级测试指标，具体包括在massive MIMO工作模式下以及波束赋形工作模式下的测试指标，如RRM(Radio resource management，射频资源管理)中用于控制发射功率、用户分配、波束赋形、数字传输速率、切换标准、调试方式、差错编码方案等参数的策略和算法，发射功率分配算法、波束赋形策略、动态波束赋形模式、整体辐射性能评估等。需要说明的是，系统级测试指标是反映基站相控阵天线在实际工作场景下的真实无线性能指标，对基站布网布局、研发生产具有至关重要的知道意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种相控阵天线系统级测试系统，该测试系统可以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。

本发明的另一个目的在于提出一种相控阵天线系统级测试方法。