一种测试有源天线系统共存共址杂散指标的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有源天线系统的无线指标测试技术领域，尤其涉及一种测试有源天线系统共存共址杂散指标的方法。
【背景技术】
[0002]有源天线系统区别于传统无线基站，如图1所示它将多通道数字中频处理模块、多通道模拟收发模块与天线阵列集成，具备很多优点。其一，有源天线系统节省了天线外场的安装面积，降低了安装和维护的人力成本投入；其二，有源天线系统将收发通道划分到天线振子级别，节省了多通道收发信机(包含多通道数字中频处理模块和多通道模拟收发模块)与天线之间的射频跳线，消除了不必要的功率损耗；其三，通过对有源天线系统天线振子的不同配置，可以实现波束灵活控制和MIMO(Multiple_input Multiple-output,多入多出)等功能，完成更加灵活的资源动态配置和共享，以达到全网性能最优成本最低的目标。
[0003]由于有源天线系统将多通道收发信机和天线阵列集成，多通道收发信机和天线阵列之间接口变成系统内部接口，其唯一的对外接口就是天线辐射界面。传统的有源天线系统测试是将有源和无源部分分开，分别进行有源部分多通道收发信机的传导测试和无源部分天线阵列的辐射场测试两项测试内容，破坏了有源天线系统的完整性，且无法通过有源部分准确地计算并配置各天线振子权值(信号的幅度和相位)来实现无源部分的性能指标测试。
[0004]为了避免传统有源天线系统测试的局限性，业界已经在有源天线系统测试中引入无线性能OTA (Over The Air)测试方法和装置。该测试方法和装置基于EIRP (EffectiveIsotropic Radiated Power,等效全向福射功率)的定义,可以将所有下行测试项都在这个基础上统一衡量。在频段密集分配的现实条件下，多种通信制式(多个工作频段)共小区或者共基站时互相产生的杂散干扰，即共存共址杂散在很大程度上影响着通信质量。然而，前述的测试方法和装置仅适用于单频点或者一定工作带宽内的下行无线性能指标测试，无法正确衡量出共存共址杂散这种多种制式(多个频段)共存时的宽频段杂散指标。
[0005]对于有源天线系统，其信号是由多通道在空间中进行信号合成，因此其产生的杂散(共存共址杂散是杂散的一种)由相关杂散和不相关杂散组成。对于不相关的杂散，其在空间中形成的杂散电平呈现多方向均匀分布；对于相关的杂散，其在空间中形成的杂散电平分布情况则与实际应用中各通道信号的相关程度有关。我们无法根据主波束方向的杂散性能评估出杂散在空间的电平分布情况。因此，在衡量有源天线系统的发射共存共址杂散特性时，除了需要测试主波束方向的共存共址杂散性能指标，还必须测试非主波束方向的共存共址杂散性能指标。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是，提供一种测试有源天线系统共存共址杂散性能指标的方法，解决了现有测试方法和装置无法全面测试有源天线系统宽频段共存共址杂散性能指标的问题。
[0007]本发明提供了一种测试有源天线系统共存共址杂散性能指标的方法，其特征是所述方法包括:
[0008]测试环境校准，获得环境校准参数；
[0009]设置有源天线系统在获得了环境校准参数的测试环境中；
[0010]有源天线系统发射无线波束；
[0011]测量接收天线接收到的无线波束信号；
[0012]根据环境校准参数和接收天线接收到的无线波束信号测量值确定有源天线系统的共存共址杂散性能指标。
[0013]采用本发明所述的方法，能够全面测试有源天线系统在宽频带的共存共址杂散性能指标，实现精确全面的衡量有源天线系统的性能。
【附图说明】
[0014]图1是有源天线系统结构原理图；
[0015]图2是有源天线系统共存共址杂散指标测试方法流程示意图；
[0016]图3是测试环境校准方法一的工作原理示意图；
[0017]图4是测试环境校准方法一的流程图；
[0018]图5是测试环境校准方法二的工作原理示意图；
[0019]图6是测试环境校准方法二的流程图；
[0020]图7是有源天线系统共存共址杂散指标测试方法的工作原理示意图；
[0021]图8是有源天线系统主波束方向的共存共址杂散指标测试方法流程图；
[0022]图9是有源天线系统非主波束方向的共存共址杂散指标测试方法流程图。
【具体实施方式】
[0023]在共存共址杂散概念的基础上，本发明结合EIRP的定义，提出EIRPs (EffectiveIsotropic Radiated Power of Spur1us等效全向杂散福射功率)的计算方法,具体为，有源天线系统在天馈口的杂散功率与天线阵列在给定方向上杂散频点的绝对增益之和。用公式表示为，
[0024]EIRPs(dBm)=Ps(dBm)+Gs (dBi) (I)
[0025]其中Ps为有源天线系统在天馈口的杂散功率；
[0026]Gs为给定方向上杂散频点的天线阵列绝对增益。
[0027]在本发明中，测试人员将有源天线系统设置在可以获得校准参数的测试环境中，调整待测系统，使有源天线系统发射无线波束，经过空间传输给接收天线，根据接收天线接收到的信号和测试环境校准参数，确定有源天线系统的共存共址杂散性能指标。
[0028]本方案的测试方法如图2所示，主要包含以下步骤:
[0029]S201，测试环境校准，获得校准参数。
[0030]S202，在已校准的测试环境中调整有源天线系统和接收天线，获得测试数据。
[0031]S203，利用获得的测试数据和环境校准参数获得共存共址杂散指标。
[0032]由于测试需要先创建测试环境，相应的测试环境会产生校准参数，下面结合附图对测试环境的建立和测试环境校准参数的获得进行说明。
[0033]如附图3所示建立测试环境。在吸波暗室或者空旷无信号干扰的测试场环境301下，安装宽带增益基准天线302在天线转台306上，并通过射频线缆304和矢量网络分析仪308的端口一相连，另一端，接收天线303安装在天线支架307上，通过射频线缆305连接到矢量网络分析仪308的端口二上。
[0034]按照图3搭建好测试环境后，按照图4的处理流程进行环境校准:
[0035]步骤S401，测试人员调整天线转台306和天线支架307使得宽带增益基准天线302与接收天线303正向对准。
[0036]步骤S402，测试人员通过矢量网络分析仪308读出测试环境在待测共存共址杂散频段的插入损耗S21，并把S21作为频率的函数记录下来。
[0037]S21为矢量网络分析仪308的端口一到端口二的插入损耗。
[0038]步骤S403，获得环境校准参数。
[0039]S21=Gt-Lx-Ls-Ly+Gh= (-Ls+Gh-Ly) +Gt - Lx (2)
[0040]其中，
[0041]Gt为宽带增益基准天线的增益；
[0042]Ly为射频线缆304的插入损耗；
[0043]Lx为射频线缆305的插入损耗；
[0044]Ls为测试环境中空间路径损耗。
[0045]Gh为接收天线的增益；
[0046]上式中，S21已测，Gt是宽带增益基准天线的标准增益，可以从该天线的说明书或铭牌标识获知，Lx可以现场用测量仪器测量得到。
[0047]Δ Pc=-Ls+Gh-Ly=S21-Gt+Lx (3)
[0048]此参数APc就是在具体的测试环境下测试环境(包括空间损耗、线缆差损、接收天线增益等)的校准参数，它是频率的函数。
[0049]若一个宽带增益基准天线的工作频段能够覆盖待测共存共址杂散的频段，只需要使用一个宽带增益基准天线即可；若不能够覆盖待测共存共址杂散的频段，则需要多个增益基准天线构成宽带增益基准天线，多个增益基准天线的所有工作频段能够覆盖待测共存共址杂散的频段。若使用N个增益基准天线，其工作频段分别为频段I?频段N，所有工作频段能够覆盖待测共存共址杂散的所有频段。测试环境校准过程中，先使用第一个增益基准天线(频段1)，执行步骤S401?S403，其中Gt为当前增益基准天线的增益，得到频段I对应的校准参数Λ Pci。然后依次使用其它增益基准天线(频段2?频段N)，重复执行步骤S401?S403，得到其它频段对应的校准参数APc2?APcN。将APcl?Λ PcN进行插值拟合，最终可以得到待测共存共址杂散频段的环境校准参数APc曲线。
[0050]上述测试环境中的矢量网络分析仪可以用信号源和频谱分析仪替代。如附图5所示建立测试环境。在吸波暗室或者空旷无信号干扰的测试场环境301下，安装宽带增益基准天线302在天线转台306上，并通过射频线缆304和信号源508相连，另一端，接收天线303安装在天线支架307上，通过射频线缆305连接到频谱分析仪509上。
[0051]按照图5搭建好测试环境后，按照图6的处理流程进行环境校准:
[0052]步骤S601，测试人员调整转台306和天线支架307使得增益基准天线302与接收天线303正向对准。
[0053]步骤S602，测试人员设置信号源508为一定功率的连续模拟信号，在待测共存共址杂散频段内以一定的频率步进扫频，通过另一端的接收天线303接收此信号输入给频谱分析仪509。
[0054]步骤S603，频谱分析仪509测量接收功率，并作为频率的离散函数记录功率值。
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