一种多探头近场天线测试系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多探头近场天线测试系统，包括测试系统软件载体、与测试系统软件载体经有源切换装置连接的多个多探头近场天线测试设备，多探头近场天线测试设备包括底座、固定在底座上的金属拱环、设于金属拱环内侧按一定角度间隔均匀分布的多个具有双极化超宽带宽带特性的探头和泡沫抱杆，泡沫抱杆下端穿过金属拱环与测角器连接，泡沫抱杆上端放置载物台，载物台可承载被测物使被测物处于金属拱环中心位置，所述金属拱环内设有与探头连接的探头选择单元，底座内设置有相互连接的控制装置、电源模块、接收放大器、发射放大器和传输切换装置。本实用新型在被测物外围设360度包围被测物的双极化超宽带探头阵列，通过快速电子扫描代替慢速机械扫描。被测物仅需要一维旋转即可确定包围该被测天线的一个球面上的场。测试效率理论上可提高40倍以上。
【专利说明】一种多探头近场天线测试系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线测试系统，更具体地说，涉及一种天线有源和无源测试的多探头近场天线测试系统。
【背景技术】
[0002]移动通信的迅猛发展推动了天线的研发工作，国内出现了一些年产天线达到几百万台、品种达到数百种之多的企业。天线测试的速度已经成为企业研发工作进程的瓶颈。
[0003]传统的单探头天线测试系统，测试中被测天线必须在一个单探头前二维旋转，以确保包围该被测天线在一个球面上的场。由于这种二维旋转需要耗费大量时间，导致单探头测试系统测试效率低下，同时，测试时间越长。而且由环境变化，仪器不稳定性等外在因素导致的测试问题发生的概率越高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供一种多探头近场天线测试系统，采用双极化超宽带多探头阵列，测试时仅需要被测天线进行一维180度旋转，测试效率大大提升。本发明解决了传统单探头测试系统由于被测物要进行二维旋转导致的测试时间长，测试效率低，测试易受环境和仪器影响的问题。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下所述:一种多探头近场天线测试系统，包括测试系统软件载体、与测试系统软件载体经有源切换装置连接的多个多探头近场天线测试设备，所述多探头近场天线测试设备包括底座、固定在底座上的金属拱环、设于金属拱环内侧按一定角度间隔均匀分布的多个具有双极化超宽带宽带特性的探头和泡沫抱杆，泡沫抱杆下端穿过金属拱环与测角器连接，泡沫抱杆上端放置载物台，载物台可承载被测物使被测物处于金属拱环中心位置，所述金属拱环内设有与探头连接的探头选择单元，所述底座内设置有相互连接的控制装置、电源模块、接收放大器、发射放大器和传输切换装置。
[0006]上述测试系统软件载体经矢量网络分析仪或无线通讯仪与有源切换装置连接。
[0007]上述金属拱环内侧设有吸波棉，吸波棉将金属拱环整体包裹，所述探头分别从吸波棉开孔处伸出并指向金属拱环中心位置。
[0008]上述测角器包括导轨、设于导轨上的转台、与转台连接的旋转电机和移动电机，旋转电机与转台内芯连接，带动转台在水平面旋转；移动电机与转台外壳连接，带动转台在导轨上做左右移动，所述泡沫抱杆与转台连接。
[0009]根据上述技术方案，作为优选，所述导轨为弧面状，可使转台左右移动时将这种移动转换成被测物在垂直于水平面的平面旋转。
[0010]根据上述技术方案，作为优选，所述导轨的左右边缘位置分别设有转台异常触发开关。
[0011]上述的探头切换单元为多个多路高速电子开关，通过控制多路高速电子开关打开、关闭不同通路可以选择相应的探头以及极化。
[0012]上述探头切换单元和探头通过射频同轴线缆连接。
[0013]上述传输切换装置为可控的电子开关。
[0014]根据上述结构的本发明，其有益效果在于，本发明多探头近场天线测试系统在被测物外围设360度包围被测物的双极化超宽带探头阵列，通过快速电子扫描代替慢速机械扫描。被测物仅需要一维旋转即可确定包围该被测天线的一个球面上的场。测试效率理论上可提高40倍以上。
[0015]本发明多探头近场天线测试系统对被测物的场描述采样点数为2208个。此过程需要转台转动位置变动2次，每个转台位置转台角度转动11次。传统的单探头测试系统则需要转动被测物，转动探头共2208次。本发明显著提升了测试效率。
[0016]传统的单探头测试系统往往通过降低采样密度来得到效率上的一定提升。本发明多探头近场天线测试系统测试效率高，无需牺牲采样精度。测试精度有显著优势。
[0017]传统单探头测试系统在进行不同测试时往往需要手动切换不同仪器，本发明多探头近场天线测试系统无需手动切换测试仪器，自动切换仪器，操作便利性明显提升。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的说明。
[0019]图1为本发明多探头近场天线测试设备的结构图；
[0020]图2为本发明测角器主视结构图；
[0021]图3为本发明测角器立体结构图；
[0022]图4为本发明载物台实施例一结构图；
[0023]图5为本发明载物台实施例二结构图；
[0024]图6为本发明系统结构框图。
【具体实施方式】
[0025]如图1-6所示，一种多探头近场天线测试系统，包括测试系统软件载体(图中未示出)、与测试系统软件载体经有源切换装置连接的多个多探头近场天线测试设备。测试系统软件载体经矢量网络分析仪或无线通讯仪首先与有源切换装置连接。
[0026]多探头近场天线测试设备包括底座6、经支架2固定在底座6上的金属拱环1、设于金属拱环I内侧按一定角度间隔均匀分布的多个具有双极化超宽带特性的探头4和泡沫抱杆5。金属拱环I是由四部分拼接起的环形。金属拱环I内侧设有吸波棉3，吸波棉3将金属拱环I整体包裹，探头4分别从吸波棉3开孔处伸出并指向金属拱环I中心位置。金属拱环I内设有与探头连接的探头选择单元，探头切换单元为多个多路高速电子开关，通过控制多路高速电子开关打开、关闭不同通路可以选择相应的探头4以及极化。探头切换单元和探头4通过射频同轴线缆连接。泡沫抱杆5下端穿过金属拱环I与测角器7连接。泡沫抱杆5上端放置载物台，载物台可承载被测物使被测物处于金属拱环I中心位置，载物台可为柱形(如图4所示)或半球形(如图5所示)。测角器7包括导轨10、设于导轨10上的转台11、与转台11连接的旋转电机12和移动电机8，转台11包括内芯和外壳，内芯可以在水平面转动，外壳固定在导轨10上可以左右移动，旋转电机12与转台11内芯连接，带动转台11在水平面旋转；移动电机8与转台11外壳连接，带动转台11在导轨10上做左右移动。具体地，泡沫抱杆5与测角器7转台连接。导轨10为弧面状，可使转台11左右移动时将这种移动转换成被测物在垂直于水平面的平面旋转。导轨10的左右边缘位置还分别设有转台异常触发开关9，如果因为特殊原因导致转台11左右转动幅度过大时会触发触发开关9，电机紧急停止，避免抱杆撞到其他组件造成损坏。底座6内设置有相互连接的控制装置、电源模块、接收放大器、发射放大器和传输切换装置。
[0027]测试系统软件载体为普通PC机，矢量网络分析仪、无线电通信仪通过标准接口(支持GPIB和网口)连接至测试系统软件载体，通过射频接口连接至有源切换装置。有源切换装置通过射频电缆和发射放大器，接收放大器连接，实现不同的测试内容。控制装置连接至测试系统软件载体并受控于测试系统软件载体，控制装置主要功能是将软件发出的命令转换为逻辑电平控制高速开关。控制装置连接至传输切换装置、探头选择单元、有源切换装置，并控制传输切换装置切换发射和接收通路、探头选择单元高速开关和切换探头、有源切换装置切换不同多探头近场天线测试设备。控制装置还控制电机转动。传输切换装置将软件发出的切换指令传输至有源切换装置等，将软件发出的电机控制指令传输至电机。传输切换装置为可控的电子开关。
[0028]本实施例中，矢量网络分析仪其功能是实现无源测量，可选择安捷伦科技有限公司生产的设备，也可选择其他公司生产的配备GPIB接口的设备；无线电通讯仪其功能是实现有源测量，可选择安捷伦科技有限公司生产的设备，也可选择其他公司生产的配备有GPIB接口或网口的设备；
[0029]工作流程为:安装系统测试软件的计算机运行测试软件，所有指令针对的对象是仪器和控制装置。控制装置接收到切换仪器指令后控制有源切换装置选择相应的仪器连接入系统。控制装置接收到传输切换指令后控制传输切换装置选择相呼传输方向。开始测试系统测试软件的将测试过程的各中指令发送给控制装置和仪器，控制测试过程。测试过程结束后系统测试软件通过计算得出相应的测试结果。
[0030]本发明系统具体实施过程为:
[0031]测试系统软件载体通过运行测试软件，控制系统硬件在3?10波长范围的空间进行扫描。扫描结果为离散的点。这些离散的数值包含了幅度值和相位值，构成了近场信号幅度和相位分布的描述。测试软件的运算部分运用严格的模式展开理论运算得到包围被测物空间的远场的描述，这种对远场的描述包括了 TRP，TIS,效率，增益，方向图等信息。
[0032]本发明采用球面扫描的近场测量技术，测量的到的原始数据为信号近场幅度和相位的球面分布描述。
[0033]本发明多探头近场天线测试系统在被测物外围设360度包围被测物的双极化超宽带探头阵列，通过快速电子扫描代替慢速机械扫描。被测物仅需要一维旋转即可确定包围该被测天线的一个球面上的场。测试效率理论上可提高40倍以上。
【权利要求】
1.一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，包括测试系统软件载体、与测试系统软件载体经有源切换装置连接的多个多探头近场天线测试设备，所述多探头近场天线测试设备包括底座、固定在底座上的金属拱环、设于金属拱环内侧按一定角度间隔均匀分布的多个具有双极化超宽带宽带特性的探头和泡沫抱杆，泡沫抱杆下端穿过金属拱环与测角器连接，泡沫抱杆上端放置载物台，载物台可承载被测物使被测物处于金属拱环中心位置，所述金属拱环内设有与探头连接的探头选择单元，所述底座内设置有相互连接的控制装置、电源模块、接收放大器、发射放大器和传输切换装置。
2.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述测试系统软件载体经矢量网络分析仪或无线通讯仪与有源切换装置连接。
3.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述金属拱环内侧设有吸波棉，吸波棉将金属拱环整体包裹，所述探头分别从吸波棉开孔处伸出并指向金属拱环中心位置。
4.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述测角器包括导轨、设于导轨上的转台、与转台连接的旋转电机和移动电机，旋转电机与转台内芯连接，带动转台在水平面旋转；移动电机与转台外壳连接，带动转台在导轨上做左右移动，所述泡沫抱杆与转台连接。
5.根据权利要求4所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述导轨为弧面状，可使转台左右移动时将这种移动转换成被测物在垂直于水平面的平面旋转。
6.根据权利要求4或5所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述导轨的左右边缘位置分别设有转台异常触发开关。
7.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述的探头切换单元为多个多路高速电子开关，通过控制多路高速电子开关打开、关闭不同通路可以选择相应的探头以及极化。
8.根据权利要求1或7所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述探头切换单元和探头通过射频同轴线缆连接。
9.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述传输切换装置为可控的电子开关。
【文档编号】G01R29/10GK204129122SQ201420613077
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】韩栋, 蒋宇, 陈林斌 申请人:深圳市新益技术有限公司