[发明专利]球面近场测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种球面近场测试系统及测试方法，属于天线测试技术领域，所述系统包括探头阵列、方位转台、接收机和控制分机，被测天线固定在方位转台上，接收机用以为被测天线提供信号，控制分机用以控制方位转台移动；探头阵列呈螺旋式结构，其包括多个微波探头，相邻所述微波探头在俯仰方向按照第一角度间隔Δ_θ排列、在方位方向按照第二角度间隔排列，为固定角度间隔，N_p为所述探头阵列中微波探头的数量。本发明通过设计螺旋式结构，在测试过程中，可保证每个探测的方位角完全一致，既保证了测试速度，又保证了测试定位精度。

技术领域

本发明涉及天线测试技术领域，具体涉及一种球面近场测试系统及测试方法。

背景技术

球面近场测试系统是一种用于测量天线辐射性能的系统，它通常由近场测试采样架与射频仪表子系统组成。球面近场测试系统可以分为单探头测试系统与多探头测试系统，单探头测试系统由单个微波探头完成整个球面空间的采样工作；多探头测试系统由多个微波探头加上矩阵开关完成整个球面空间的采样工作。相比于其它近场测试系统，球面近场能够得到立体空间的天线性能，测试范围更加广；同时由于其结构完全对称，容易实现探头补偿工作，更容易采用宽带探头；球面近场测试系统配合多个采样探头加电子开关切换可以提升天线测试速度一个数量级。

在现有多探头球面近场测试系统中，为了提升近场测试速度，使用多个具备相同电性能的探头组成探头阵列，探头阵列中的每一个探头在方位角度上都处于同一位置，在俯仰方向上等角度间隔排布，在每个方位角度上通过切换电子开关通道完成所有探头阵列的采样。

因此多探头球面近场测试系统在采样过程有两种工作模式：首先是驻点采样模式，需要方位转台处于完全停止状态，以完成每一个探头的采样工作；其次是运动采样模式，方位转台在匀速运动过程中完成探头阵列的采样。

对于驻点采样模式来说，在方位向上每一个点都需要完成“启动-加速-减速-停止”的循环过程，该模式测试周期较长，不利于天线的快速测试；对于运动采样模式来说，因为采样过程需要有时间间隔，因此每一个探头在采样的时候，被测天线的方位角位置是发生变化的，这样会带来较大的测试误差。

因此，球面近场条件下天线测试技术存在的不足之处在于：

(1)在追求测试精度的前提下，测试速度会下降，特别是测量大尺寸天线的时候。

(2)在追求测试速度的前提下，测试误差会增加，尤其是探头阵列中探头数量较多，或者采样点数较多的情况下。

相关技术中，公开号为CN113985150A的中国发明专利申请公开了一种基于原子相干效应的空口测试系统及方法，该方法包括：在微波暗室内的圆环形扫描支架上，按照采样定理的要求以特定角度间隔均匀布置多个棱镜型原子天线探头组成环形原子探头阵列，环形原子探头阵列通过光纤连接到光纤分束器上，被测天线放置在转台上并保证被测天线的相位中心在扫描支架的圆心。被测天线作为发射天线，原子微波电场计依次控制棱镜型原子天线探头完成各个接收通道的数据采集。控制计算机控制天线转台旋转被测天线，完成三维球面近场数据采集；将采集到的球面近场数据进行近远场变换，就能得到三维远场数据。

但该方案是采用原子相干效应的原理来实现空口测量，采用原子相干效应的测试探头只能实现被测天线发射测试，但测试探头无法发射微波信号，应用范围较窄，并且采用的是较为常规的均匀分布探头。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何兼顾球面近场测试的测试速度与测试精度。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一方面，本发明提出了一种球面近场测试系统，所述系统包括探头阵列、方位转台、接收机和控制分机，被测天线固定在所述方位转台上，所述接收机/信号源用以为所述被测天线提供信号，所述控制分机用以控制所述方位转台移动；