一种远场天线测试系统及对准方法与流程
本发明涉及天线测试技术领域，具体为一种远场天线测试系统及对准方法。
背景技术：
随着无线通讯技术的发展，天线性能的测试变得越来越重要。而天线性能测试系统主要有近场测试系统和远场测试系统。天线实际使用的情况一般是在远场的情况下，因此，实际天线测试时，用远场系统测试，可以直接获得测试数据，远场天线测试系统由硬件分系统和软件分系统两大部分构成。硬件分系统又可进一步分为测试暗室子系统-包括无反射测试室及附属机构，采样架子系统-包括多轴采样架及多轴步进电机、多轴运动控制器、伺服驱动器、近场测试探头、工业控制计算机及外设等，信号链路子系统-包括矢量网络分析仪系统(或者时域信号源及时域接收机)、数据处理计算机及外设等。核心是采样架子系统。软件分系统又包括测试控制与数据采集子系统、数据处理子系统和结果显示与输出子系统三个组成部分，核心是数据处理子系统。但是目前远场天线测试系统普遍存在收发天线校准困难，测量精度校准手段繁琐，且需要借助外部设备进行校准的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供了一种远场天线测试系统及对准方法，通过在激光接收器的接收端设有扩展导管，提高了测量精度的同时也可以实现对测量精度的计算和精准调节。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种远场天线测试系统，包括产品安装转台和辅助测试转台，所述产品安装转台上安装有被测天线，所述辅助测试转台上安装有辅助测试天线，还包括对准装置，用于校准所述被测天线与所述辅助测试天线的对准精度，所述对准装置包括安装在所述产品安装转台上的激光发射器或激光接收器以及对应安装在所述辅助测试转台上的激光接收器或激光发射器；所述测试系统还包括可变焦导管组，所述可变焦导管组包括扩展导管，所述扩展导管用于安装于所述激光接收器的接收端，所述可变焦导管组用于根据测量精度改变安装在所述激光接收器的接收端的所述拓展导管的长度。
优选的，所述扩展导管的内周面上设有用于使光线发生漫反射的漫反射面。
优选的，所述可变焦导管组包括若干拓展导管，用于根据所述测量精度选择对应长度的扩展导管安装至所述接收端。
优选的，所述可变焦导管组包括设置在所述拓展导管上的调距结构，所述调距结构用于调节所述拓展导管的长度。
优选的，定义测量精度θ为所述激光接收器在能够接收到所述激光发射器发射的激光信号时，激光发射器的中心线与激光接收器的中心线的最大相对夹角，所述扩展导管的内径与激光接收器接收端的接收内径相同,均为d1，所述扩展导管的长度为l，此时测量精度
优选的，定义测量精度θ为所述激光接收器在能够接收到所述激光发射器发射的激光信号时，激光发射器的中心线与激光接收器的中心线的最大相对夹角，所述扩展导管的内径大于激光接收器接收端的有效口径，定义扩展导管的内径为d，激光接收器接收端的接收内径为d，所述扩展导管的长度为l，此时测量精度
一种远场天线测试系统的对准方法，提供一天线测试系统，所述天线测试系统包括产品安装转台和辅助测试转台，所述产品安装转台上安装有被测天线，所述辅助测试转台上安装有辅助测试天线，所述产品安装转台上安装有激光发射器或激光接收器，所述辅助测试转台上对应安装有激光接收器或激光发射器，用于接收所述产品安装转台上的激光发射器发射出的激光信号或者用于向所述产品安装转台上的激光接收器发射激光信号；所述测试系统还包括可变焦导管组，所述可变焦导管组包括扩展导管，所述扩展导管用于安装于所述激光接收器的接收端，所述可变焦导管组用于根据测量精度改变安装在所述激光接收器的接收端的所述拓展导管的长度，所述扩展导管的内周面上设有使光线发生漫反射的漫反射面；
定义所述激光接收器在能够接收到所述激光发射器发射的激光信号时，激光发射器的中心线与激光接收器的中心线的最大相对夹角为测量精度θ；
对准方法包括：
s1、获取预设的测量精度θ；
s2、根据预设的测量精度θ以及预设的调节算法计算出相应拓展导管的长度l，并将所述拓展导管安装在激光接收器的接收端，被安装的所述拓展导管的长度为l；
s3、对激光发射器和激光接收器进行安装，使激光发射器和激光接收器处于同一高度且相向正对；
s4、校准步骤，包括第一校准子步骤和第二校准子步骤，所述第一校准子步骤包括由激光发射器向激光接收器发射沿第一方向的一字激光，所述第二校准子步骤包括由激光发射器向激光接收器发射沿第二方向的一字激光，以使所述第一方向和第二方向均处于同一校准平面上，且所述第一方向和第二方向之间形成第一夹角。
优选的，所述步骤s3包括将激光发射器安装在产品安装转台上，将激光接收器安装在辅助测试转台上；安装完成后所述安装转台上的被测天线中心点与激光发射器中心点的连线形成第一线段，辅助测试转台上的辅助测试天线中心点与激光接收器中心点的连线形成第二线段，所述第一线段和第二线段的长度相同且均处于第一平面上。
所述天线测试系统还包括安装在所述产品安装转台上的水平调节装置和垂直调节装置，用于调节激光发射器沿水平方向和沿竖直方向的位置，
所述第一校准子步骤被设置为控制激光发射器向激光接收器发射沿竖直方向的一字激光，通过水平调节装置调整所述激光发射器的水平位置至所述激光接收器接收到激光发射器发射的激光信号时，对水平调节装置进行位置固定；
所述第二校准子步骤被设置为控制激光发射器向激光接收器发射沿水平方向的一字激光，通过垂直调节装置调整所述激光发射器沿竖直方向的位置至所述激光接收器接收到激光发射器发射的激光信号时，对垂直调节装置进行位置固定。
优选的，所述步骤s3将激光接收器安装在产品安装转台上，将激光发射器安装在辅助测试转台上；安装完成后所述安装转台上的被测天线中心点与激光接收器中心点的连线形成第三线段，辅助测试转台上的辅助测试天线中心点与激光发射器中心点的连线形成第四线段，所述第三线段和第四线段的长度相同且均处于第二平面上；
所述天线测试系统还包括安装在所述辅助测试转台上的水平调节装置和垂直调节装置，用于调节激光发射器沿水平方向和沿竖直方向的位置，
所述第一校准子步骤被设置为控制激光发射器向激光接收器发射沿竖直方向的一字激光，通过水平调节装置调整所述激光发射器的水平位置至所述激光接收器接收到激光发射器发射的激光信号时，对水平调节装置进行位置固定；
所述第二校准子步骤被设置为控制激光发射器向激光接收器发射沿水平方向的一字激光，通过垂直调节装置调整所述激光发射器沿竖直方向的位置至所述激光接收器接收到激光发射器发射的激光信号时，对垂直调节装置进行位置固定。
优选的，所述步骤s2采用调节算法计算伸缩导管的长度l；
当所述扩展导管的内径大于激光接收器接收端的有效口径时，定义扩展导管的内径为d，激光接收器接收端的接收内径为d，调节算法被配置为测量精度
优选的，所述天线测试系统还包括安装在所述产品安装转台上的水平调节装置和垂直调节装置，用于调节激光发射器沿水平方向和沿竖直方向的位置，
所述第一校准子步骤被设置为控制激光发射器发射纵向一字激光，通过水平调节装置调整所述激光发射器的水平位置至所述激光接收器接收到激光发射器发射的激光信号时，对水平调节装置进行位置固定；
所述第二校准子步骤被设置为控制激光发射器发射横向一字激光，通过垂直调节装置调整所述激光发射器沿竖直方向的位置至所述激光接收器接收到激光发射器发射的激光信号时，对垂直调节装置进行位置固定。
优选的，所述第一平面和第二平面均为竖直平面。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在激光接收器的接收端设有扩展导管，并且扩展导管的内表面粗糙，可以使激光入射光线在扩展导管内表面发生漫反射，将天线测试系统中被测天线和辅助测试天线的对准精度进行了量化，也提高了测量精度；此外，本发明建立了一种与拓展导管的内径、激光接收器接收端的接收内径、扩展导管的长度和测量精度(所述激光接收器在能够接收到所述激光发射器发射的激光信号时，激光发射器的中心线与激光接收器的中心线的最大相对夹角)相关的调节算法，根据该调节算法可以实现对测量精度的计算和精准调节。
附图说明
图1为本发明一种远场天线测试系统第一种实施例的结构连接示意图；
图2为本发明一种远场天线测试系统第二种实施例的结构连接示意图；
图3为本发明中扩展导管的第一种实施例下接收激光信号的尺寸结构示意图；
图4为本发明中扩展导管的第一种实施例下接收激光信号的临界尺寸结构示意图；
图5为本发明中扩展导管的第二种实施例下扩展导管接收激光信号的尺寸结构示意图。
图中：1、产品安装转台；101、被测天线；2、辅助测试转台；201、辅助测试天线；3、激光发射器；4、激光接收器；5、扩展导管；6、水平调节装置；7、垂直调节装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供的第一种实施例，一种远场天线测试系统，包括产品安装转台1和辅助测试转台2，所述产品安装转台1上安装有被测天线101，所述辅助测试转台2上安装有辅助测试天线201，远场天线测试系统还包括对准装置，用于校准所述被测天线101与所述辅助测试天线201的对准精度，所述对准装置包括安装在所述产品安装转台1上的激光接收器4以及对应安装在所述辅助测试转台2上的激光发射器3；所述测试系统还包括可变焦导管组，所述可变焦导管组包括扩展导管5，所述扩展导管5用于安装于所述激光接收器4的接收端，所述可变焦导管组用于根据测量精度改变安装在所述激光接收器4的接收端的所述拓展导管5的长度。扩展导管5的设置将天线测试系统中被测天线101和辅助测试天线201的对准精度进行了量化(将对准精度与扩展导管5的长度和内径大小参数进行了关联)，实现了对测量精度的调节。
优选的，所述扩展导管5与激光接收器4的接收端可拆卸连接。具体的，可以采用螺纹连接方式。
优选的，所述扩展导管5的内周面上设有用于使光线发生漫反射的漫反射面。
优选的，所述可变焦导管组包括若干拓展导管5，用于根据所述测量精度选择对应长度的扩展导管5安装至所述接收端。
优选的，所述可变焦导管组包括设置在所述拓展导管5上的调距结构，所述调距结构用于在保证内径大小不变的情况下调节所述拓展导管5的长度。
如图2所示，本发明提供的第二种实施例，激光发射器3安装在产品安装转台1上，将激光接收器4安装在辅助测试转台2上；激光接收器4的接收端设有扩展导管5，所述扩展导管5的内表面粗糙，用于使激光入射光线在扩展导管5内表面发生漫反射。扩展导管5的设置将天线测试系统中被测天线101和辅助测试天线201的对准精度进行了量化(将对准精度与扩展导管5的长度和内径大小参数进行了关联)，也提高了测量精度。并且安装转台上的被测天线101中心点与激光发射器3中心点的连线形成第一线段，辅助测试转台2上的辅助测试天线201中心点与激光接收器4中心点的连线形成第二线段，第一线段和第二线段的长度相同且均处于第一平面上。
如图3所示，为本发明中扩展导管5的第一种实施例下接收激光信号的尺寸结构示意图，定义h为激光射线的宽度尺寸，包括h1和h2两个部分，h1为打到扩展导管5外侧壁的宽度，h2为打到扩展导管5内部且能被激光接收器4的接收端有效接收的部分的宽度尺寸，当h1不为零时，此时激光接收器4的接收端无法完全接收到激光信号，此时未实现激光发射器3和激光接收器4的有效对准。
如图4为本发明中扩展导管5的第一种实施例下接收激光信号的临界尺寸结构示意图，此时，定义测量精度θ为所述激光接收器4在能够接收到所述激光发射器3发射的激光信号时，激光发射器3的中心线与激光接收器4的中心线的最大相对夹角，所述扩展导管5的内径大于激光接收器4接收端的有效口径，定义扩展导管5的内径为d，激光接收器4接收端的接收内径为d，所述扩展导管5的长度为l，此时测量精度
图5为本发明中扩展导管5的第二种实施例下扩展导管5接收激光信号的尺寸结构示意图，此时，定义测量精度θ为所述激光接收器4在能够接收到所述激光发射器3发射的激光信号时，激光发射器3的中心线与激光接收器4的中心线的最大相对夹角，所述扩展导管5的内径与激光接收器4接收端的接收内径相同,均为d1，所述扩展导管5的长度为l，此时测量精度
一种远场天线测试系统的对准方法，提供一天线测试系统，所述天线测试系统包括产品安装转台1和辅助测试转台2，所述产品安装转台1上安装有被测天线101，所述辅助测试转台2上安装有辅助测试天线201，其特征在于，所述产品安装转台1上安装有激光发射器3或激光接收器4，所述辅助测试转台2上对应安装有激光接收器4或激光发射器3，用于接收所述产品安装转台1上的激光发射器3发射出的激光信号或者用于向所述产品安装转台1上的激光接收器4发射激光信号；所述测试系统还包括可变焦导管组，所述可变焦导管组包括扩展导管5，所述扩展导管5用于安装于所述激光接收器4的接收端，所述可变焦导管组用于根据测量精度改变安装在所述激光接收器4的接收端的所述拓展导管5的长度，所述扩展导管5的内周面上设有使光线发生漫反射的漫反射面；
定义所述激光接收器4在能够接收到所述激光发射器3发射的激光信号时，激光发射器3的中心线与激光接收器4的中心线的最大相对夹角为测量精度θ；
对准方法包括：
s1、获取预设的测量精度θ；
s2、根据预设的测量精度θ以及预设的调节算法计算出相应拓展导管5的长度l，并将所述拓展导管5安装在激光接收器的接收端，被安装的所述拓展导管5的长度为l；
s3、对激光发射器和激光接收器进行安装，使激光发射器和激光接收器处于同一高度且相向正对；
s4、校准步骤，包括第一校准子步骤和第二校准子步骤，所述第一校准子步骤包括由激光发射器向激光接收器发射沿第一方向的一字激光，所述第二校准子步骤包括由激光发射器向激光接收器发射沿第二方向的一字激光，以使所述第一方向和第二方向均处于同一校准平面上，且所述第一方向和第二方向之间形成第一夹角。
优选的，所述步骤s3包括将激光发射器安装在产品安装转台上，将激光接收器安装在辅助测试转台上；安装完成后所述安装转台上的被测天线中心点与激光发射器中心点的连线形成第一线段，辅助测试转台上的辅助测试天线中心点与激光接收器中心点的连线形成第二线段，所述第一线段和第二线段的长度相同且均处于第一平面上；
所述天线测试系统还包括安装在所述产品安装转台1上的水平调节装置6和垂直调节装置7，用于调节激光发射器3沿水平方向和沿竖直方向的位置，
所述第一校准子步骤被设置为控制激光发射器3向激光接收器4发射沿竖直方向的一字激光，通过水平调节装置6调整所述激光发射器3的水平位置至所述激光接收器4接收到激光发射器3发射的激光信号时，对水平调节装置6进行位置固定；
所述第二校准子步骤被设置为控制激光发射器3向激光接收器4发射沿水平方向的一字激光，通过垂直调节装置7调整所述激光发射器3沿竖直方向的位置至所述激光接收器4接收到激光发射器3发射的激光信号时，对垂直调节装置7进行位置固定。
所述步骤s3将激光接收器安装在产品安装转台上，将激光发射器安装在辅助测试转台上；安装完成后所述安装转台上的被测天线中心点与激光接收器中心点的连线形成第三线段，辅助测试转台上的辅助测试天线中心点与激光发射器中心点的连线形成第四线段，所述第三线段和第四线段的长度相同且均处于第二平面上；
所述天线测试系统还包括安装在所述辅助测试转台上的水平调节装置和垂直调节装置，用于调节激光发射器沿水平方向和沿竖直方向的位置，
所述第一校准子步骤被设置为控制激光发射器向激光接收器发射沿竖直方向的一字激光，通过水平调节装置调整所述激光发射器的水平位置至所述激光接收器接收到激光发射器发射的激光信号时，对水平调节装置进行位置固定；
所述第二校准子步骤被设置为控制激光发射器向激光接收器发射沿水平方向的一字激光，通过垂直调节装置调整所述激光发射器沿竖直方向的位置至所述激光接收器接收到激光发射器发射的激光信号时，对垂直调节装置进行位置固定。
优选的，所述步骤s2采用调节算法计算伸缩导管的长度l；
当所述扩展导管的内径大于激光接收器接收端的有效口径时，定义扩展导管的内径为d，激光接收器接收端的接收内径为d，调节算法被配置为测量精度
当所述扩展导管的内径与激光接收器接收端的接收内径相同时,定义扩展导管的内径为d1，调节算法被配置为测量精度
优选的，所述第一平面和第二平面均为竖直平面。
工作原理：当扩展导管5长度l为0时(即认为没有扩展导管5)，激光接收器4就算与发射器呈一定角度θ，激光接收器4也存在接收到光束的可能，这并不能保证两端对准。通过增加扩展导管5的长度l，可以限制激光接收器4接收大角度偏差的光束，当扩展管的长度l为无穷远时，激光接收器4和激光发射器3完全对准。
安装扩展导管5前要先根据调节算法计算出与测量精度θ相对应的扩展导管5的长度l，当所述连接导管的内径大于激光接收器4接收端的有效口径时，定义连接导管的内径为d，激光接收器4接收端的接收内径为d，测量精度
需要说明的是，由于并没有限制要对产品安装转台1和辅助测试转台2上的天线安装平面进行测试及校准,所以无法保证安装平面垂直于地面，即按照该发明完成校准后，不能保证两天线面垂直于地面，但能保证两天线面平行，即能够保证激光接收器4和激光发射器3对准，所以本发明简化了前期对设备进行调试的步骤。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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