一种近场测试系统的制作方法

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种无线性能参数的近场测试系统。

背景技术：

天线近场测试分为球面、柱面和平面三种，平面近场测试一般用于波束较窄且法向辐射的天线，柱面近场测试一般用于在方位和俯仰其中一个扫描面有较宽波束而另一个面波束较窄的天线，而球面近场测试一般用于各种类型的天线。

一般来说，有源天线的测试采用远场测试的方式，但对于口径较大或是工作频段较高的天线，其远场距离较大，一般的远场测试条件无法满足，对于这种情况，可以采用近场测试。现有技术中，对有源天线的近场测试需采用发射机或者矢量网络分析仪，分别从发射源或者功率放大器端耦合一路参考信号至测量仪表，与测量天线的相位进行对比，得到采样的相位信息。这就需要连接额外的线缆和设备，一方面增加了测试成本，另一方面所增加的连接电缆线在一定程度上会造成测试结果的不确定性。此外，某些新型一体化的有源天线结构非常紧凑，没有预留用于上述参考设备的射频接口(以下简称“参考接口”)，则无法采用上述参考源的方式对有源天线的相位进行测试。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种适用于有源天线的近场测试系统，不需通过线缆连接额外的设备(矢量网络分析仪)，可对一体化的有源天线进行测试，尤其是可以对于有源相控阵天线及其单元进行相位校准和测量，以及相控阵天线辐射方向图的测量。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种技术方案：

一种近场测试系统，包括电波暗室，转台，N个测试天线(N为自然数且N＞1)，天线支撑结构，其特征在于，所述测试天线以距转台至少两种不同的距离安装于天线支撑结构上。

进一步，所述天线支撑结构还包括一个转动机构。

进一步，所述测试天线呈圆弧形排列，所述转台位于所述圆弧的圆心位置。

进一步，所述测试天线呈圆环形排列，所述转台位于所述圆环的圆心位置。

进一步，所述天线支撑结构还包括一个控制测试天线沿圆周方向转动的转动机构。

进一步，所述天线支撑结构沿圆周方向转动的角度小于或等于距转台相同距离的相邻测试天线的角度差的最大值。

相比现有的测试系统，本发明至少具有如下优点：

1.测试天线以距转台至少两种不同的距离安装于天线支撑结构上，在一次扫描中可以获得距被测件至少两种不同距离的信号，通过计算可获得被测件的相位信息。因此在不增加测试时间的前提下，可避免连接线缆和使用额外的设备，降低了测试成本，也为无参考接口的有源天线的测试提供了一个简单快速的解决方案。

2.配合转动机构的使用可形成更高分辨率的扫描面，提高测试的精度，并能减少测试天线的数量，从而降低暗室内测试天线之间的反射造成的干扰。

3.测试天线的空间排列可根据被测件测试需求的不同进行不同覆盖的设置，如被测件天线的主要辐射方向为法向或仅关注部分辐射特性，则可将测试天线布置为圆弧形，其弧度大小根据测试需求设置；如被测件天线为全向或关注整体辐射特性，则可将测试天线布置为360°的圆环形。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例1的示意图，图中未示出电波暗室；

图2为本发明实施例2的示意图，图中未示出电波暗室；

图3为本发明实施例3的示意图，图中未示出电波暗室；

图4为本发明实施例4的示意图，图中未示出电波暗室。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明近场测试系统包括电波暗室，位于暗室内部用于放置被测件的转台，位于暗室内部的天线支撑结构，及安装于天线支撑结构上的N个测试天线(N为自然数且N＞1)。参阅图1，本发明实施例1中，天线支撑结构201为半圆弧形，转台101位于所述半圆弧的圆心位置，6个第一测试天线301及7个第二测试天线302安装于天线支撑结构201上，其中第一测试天线301距转台101较近，第二测试天线302距转台101较远。天线支撑结构201还包括一个转动机构401。转动机构401可以为由电机驱动齿轮带动的弧形导轨，也可为其他可实现转动的结构。实施例1中，测试天线对称分布，因此转台101转动180°即可完成半球面的扫描。若测试天线非对称分布，则转台101需转动360°。天线支撑结构201可通过转动机构401控制测试天线沿圆周方向转动，从而提高扫描采样精度，所述沿圆周方向转动的角度等于距转台101相同距离的相邻测试天线的角度差的最大值时，即可实现全俯仰角度(被测件法向周围±90°)的扫描，并且采样精度可根据需要灵活调节。在本实施例中，由于测试天线均匀分布，距转台101相同距离的相邻测试天线的角度差均为15°，因此，当测试天线沿圆周方向转动的角度覆盖15°时，即可实现全俯仰角度的扫描。测试时，可通过第一测试天线301获得距被测件较近距离处的信号，通过第二测试天线302获得距被测件较远距离处的信号，当转台101完成180°的转动时，即可得到两个不同半径的半球面的采样信息，通过不同半径上的幅度信息可计算获得被测件的相位信息，并可通过近远场变换算法得到被测件的远场辐射特性。由此可知，本发明在不增加测试时间的前提下，可避免连接线缆和使用额外的设备，降低了测试成本，减少了暗室内的噪声干扰，也为无参考接口的有源天线的测试提供了一个简单快速的解决方案。

参阅图2，本发明实施例2的近场测试系统与实施例1基本相同，不同之处在于天线支撑结构201为正二十四边形的一半，多边形结构便于测试天线的定位和安装，测试天线仍然呈圆弧形排列。

参阅图3，本发明实施例3的近场测试系统与实施例2基本相同，不同之处在于天线支撑结构201为正十八边形，安装于其上的9个第一测试天线301及9个第二测试天线302呈圆环形排列。此外，距转台101相同距离的相邻测试天线的角度差均为20°，因此，当测试天线沿圆周方向转动的角度覆盖20°时，可实现全俯仰角度的扫描。

参阅图4，本发明实施例4的近场测试系统与前述实施例相似，不同之处在于天线支撑结构201为直线形，安装于其上的5个第一测试天线301和4个第二测试天线302呈直线排列，转台101位于测试天线对称中心轴线上，天线支撑结构201可通过转动机构401控制测试天线在其排列方向上直线运动。当转台101完成180°的转动时，即可得到两个距被测件不同距离的圆形平面的采样信息。

上述实施例仅列举了几种情况进行说明，本发明中测试天线的数量仅为示例，实际应用中测试天线的数量与测试频率、测试半径、天线性能等多因素相关；实施例中测试天线的排列方式、转台的转动方式及角度/距离、测试天线的转动方式及角度/距离仅为示例，实际应用中可根据具体的测试需求进行设置，除了实施例中的半球面扫描、球面扫描、平面扫描外，也可通过调整转台及测试天线的转动方式及角度/距离实现柱面扫描，或特定形状的扫描。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。