[发明专利]基于机械臂的多任务天线测试系统、方法及装置

说明书

本发明属于天线微波技术领域，公开了一种基于机械臂的多任务天线测试系统、方法及装置，所述系统用于对待测天线进行测试，包括终端设备、网络交换机、收发射频系统、伺服控制系统、多任务信号仿真系统和光学补偿系统，终端设备产生定时与控制信号；收发射频系统采集各个测试位置点的测试数据；伺服控制系统反馈测试探头到位脉冲及测试探头的当前坐标；多任务信号仿真系统保存全部测试位置点的所有测试任务的定时信号与控制信号，接收到位脉冲，将当前测试位置点的所有测试任务的控制信号送到收发射频系统，定时与控制信号送到待测天线；光学补偿系统用于在测试过程中运动误差校准。采用本发明能够高效、准确地测量毫米波天线三维立体方向图。

技术领域

本发明属于天线微波技术领域，具体涉及一种基于机械臂的多任务天线测试系统、方法及装置。

背景技术

随着5G移动通信技术、遥感技术和汽车雷达技术的飞速发展，毫米波天线以其无可比拟的优势正在得到大量应用。测量天线的幅度特性和相位特性，是评估和分析天线性能的重要方法，通过测量天线的幅度特性和相位特性得到天线方向图，根据天线方向图得到天线增益、波束宽度和副瓣电平等天线性能参数。毫米波天线往往需要得到三维立体辐射特性，因而，需要测量天线的柱面电磁场与球面电磁场。

毫米波的波长在1mm到10mm之间，根据天线远场测试理论要求(源天线与待测天线之间距离大于2D²/λ，其中，D为被测天线口径，λ为波长)，对于小型化的毫米波天线而言，在几米范围内即可完成毫米波天线远场方向图的测量，能够避免对测试数据进行复杂的数学运算，并降低对测试环境的要求。

传统平面近场扫描天线测试系统测试探头移动到某个测试位置点后，测试探头停在该测试位置点进行不同任务的测试，无法进行测试探头在连续扫描下多个测试位置点的多任务测试，因此测试效率较低。

综上所述，传统的平面近场扫描天线测试系统已无法满足毫米波天线的测试需求。需开发出一种测试灵活，能够测试毫米波天线平面场、柱面场以及球面场，同时测试效率高、测试结果准确的毫米波天线测试系统。

发明内容

本发明目的是：针对现有技术的不足，提供一种基于机械臂的多任务天线测试系统、方法及装置，能够高效、准确的测量毫米波天线三维立体方向图。

具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的。

一方面，本发明提供一种基于机械臂的多任务天线测试系统，用于对待测天线进行测试，其特征在于，包括终端设备、网络交换机、收发射频系统、伺服控制系统、多任务信号仿真系统和光学补偿系统，其中：

终端设备，用于通过网络交换机以组播方式与收发射频系统、伺服控制系统、多任务信号仿真系统和光学补偿系统进行信息交互；终端设备用于对收发射频系统发射与接收的信号参数进行设置，对伺服控制系统的运动参数进行设置，将定时与控制信号写入多任务信号仿真系统，将机械臂运动参数写入光学补偿系统；机械臂在连续运动的情况下每到一个测试位置点，待测天线工作在多个状态时收发射频系统采集的数据，由终端设备进行处理；

收发射频系统，用于根据终端设备的指令提供射频信号，并采集各个测试位置点的幅相数据，发送给终端设备；

伺服控制系统，包含机械臂、机械臂扫描控制柜，所述机械臂用于携带射频测试探头完成平面场、柱面场和球面场等指定轨迹的运动，完成在各个空间测试位置的幅相特性测试；所述机械臂扫描控制柜用于对终端设备发送的指令进行解析，形成机械臂控制信号，完成对机械臂各个关节的多轴控制，在机械臂上测试探头到达指定测试位置点时向多任务信号仿真系统反馈到位脉冲，以及向光学补偿系统实时反馈测试探头的当前坐标；