一种太赫兹天线机器人近场三合一测试系统的制作方法

本发明涉及工业检测、科学实验、测试计量等领域，具体的，涉及一种太赫兹天线机器人近场三合一测试系统。

背景技术

通信、雷达、导航、遥感、广播、电视等无线电技术设备，都是通过无线电波来传递信息的，都需要有无线电波的辐射和接收。在无线电技术设备中，用来辐射和接收电磁波的装置称为天线。天线是无线电信息传播系统中必不可少的重要组成部分，使用矢量网络分析仪及矢量网络扩展模块可以对微波到太赫兹天线的方向图等核心参数进行测试，从而获得天线的主要性能参数指标。

天线方向图测试中，标准天线在天线的辐射近场区域内绕待测天线旋转得到不同角度的辐射强度，即可绘制出天线方向图。标准天线做平面轨迹运动及可测的平面近场参数，标准天线做球面轨迹运动即可测的球面近场参数，标准天线做柱面轨迹运动即可测的柱面近场参数。

标准天线的运动轨迹和测试精度都是由天线转台决定的，机械转台的先天缺点给整个天线近场系统带来了很多挑战：1、对太赫兹频段天线近场测试中标准天线的运动需要更高的精度(定位精度<50um)。传统的机械转台很难满足这一要求，所以无法对太赫兹频段天线进行测试；2、传统的机械转台由于物理限制，平面近场、球面近场和柱面近场需要分离和独立三个测试系统，占地面积大，成本高，使用复杂；3、传统的机械转台受限于物理特点，无法模拟5g通讯中天线快速移动、波束赋形波束扫描追踪等场景。

采用机器人近场测试系统不但可以模拟5g通讯中，高速移动通讯（车-基站）、波束扫描追踪等多种场景而且可以同激光定位装置配合大幅提高定位精度，使得太赫兹频段天线近场测试变为可能。更为重要的是机器人近场测试系统可将独立的三套近场测试系统（平面近场、球面近场、柱面近场）整合为三合一的天线测试平台，大幅节省了成本并且方便了测试工作。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种太赫兹天线机器人近场三合一测试系统，该系统采用了全新的机器人取代原有的机械转台作为检测手段，降低了系统的成本、减少了使用空间而且提高了测试精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种太赫兹天线机器人近场三合一测试系统，包括矢量网络分析仪、太赫兹矢量网络扩展模块、太赫兹标准天线、太赫兹待测天线、机器人、测试平台、测试软件、主控计算机；所述矢量网络分析仪发出毫米波信号，所述太赫兹矢量网络扩展模块将毫米波信号放大倍频到太赫兹频段信号，所述太赫兹待测天线将太赫兹频段信号转换为自由空间的电磁波，所述太赫兹标准天线接收将电磁波再还原为电流信号，所述机器人用机械臂控制太赫兹标准天线的测试位置，所述太赫兹矢量网络扩展模块再将电流信号下变频到毫米波信号，所述矢量网络分析仪计算参数并存储于主控计算机中。

可选的，所述矢量网络分析仪独立工作或者配合矢量网络扩展模块工作。

可选的，所述太赫兹标准天线和待测天线也可以是毫米波天线。

可选的，所述机器人可以是机械臂。

可选的，所述机器人设有一组或者多组机器人或者机械臂。

可选的，所述机器人或者机械臂可以配合激光定位器工作。

可选的，所述太赫兹标准天线和待测天线可配备吸波材料。

本发明的有益效果是：该测试系统利用机器人取代传统的机械转台，将传统的三种独立近场测试系统融为一体，降低了使用成本和测试难度。同时该测试系统还可以模拟5g通讯的复杂场景，比如高速移动通信、天线赋形波束扫描追踪；该测试系统还利用了高精度激光定位仪从而提高机器人机械臂的定位精度从而满足毫米波和太赫兹天线测量中高精度定位的需求。所以该系统填补了太赫兹天线高精度测试空白。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明提供的太赫兹天线机器人近场三合一测试系统的原理示意图；

附图标记：1、矢量网络分析仪，2、太赫兹矢量扩展模块，3、太赫兹标准天线，4、太赫兹待测天线，5、机器人，6、运动轨道，7、主控计算机，8、测试软件。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，在本发明的一个具体实施例中提供一种太赫兹天线机器人近场三合一测试系统，包括矢量网络分析仪1、太赫兹矢量网络扩展模块2、太赫兹标准天线3、太赫兹待测天线4、机器人5、测试平台、测试软件8、主控计算机7；矢量网络分析仪1发出毫米波信号后，经太赫兹矢量网络扩展模块2放大倍频到太赫兹频段，该太赫兹信号通过太赫兹待测天线4后在转换为自由空间的电磁波；电磁波传播一定距离后由6轴机器人5机械臂控制的太赫兹标准天线3接收，将电磁波再还原为电流信号。电流信号经过低损耗电缆返回矢量网络分析仪1。矢量网络分析仪1计算参数并存储于主控计算机7。此后，主控计算机7控制6轴机器人5机械臂转向下一位置，重复上述动作。在此过程中，一直保持发射信号强度不变，便可获得天线的方向图数据。根据6轴机器人5机械臂位置分布的不同，如平面分布、球面分布和柱面分布等，又可分为平面近场测试系统、球面近场测试系统以及柱面近场测试系统。

该测试系统利用机器人5取代传统的机械转台，将传统的三种独立近场测试系统融为一体，降低了使用成本和测试难度。同时该测试系统还可以模拟5g通讯的复杂场景，比如高速移动通信、天线赋形波束扫描追踪。

该测试系统还利用了高精度激光定位仪从而提高机器人5机械臂的定位精度从而满足毫米波和太赫兹天线测量中高精度定位的需求。所以该系统填补了太赫兹天线高精度测试空白。

具体的，在所述检测区域可以设置一组或者多组所述机器人5机械臂固定的标准天线或者待测天线

一种优选的实施方式中，在所述检测区域设置一组或者多组所述机器人5机械臂固定的标准天线或者待测天线，并配备高精度激光定位器

一种具体的实施方式中，一组或者多组所述机器人5机械臂可以配置6轴自由度或者3轴自由度

另一种具体的实施方式中，一组或者多组所述机器人5均可配置水平移动轨道

具体的，太赫兹标准天线3或者太赫兹待测天线4规格有喇叭天线、卡赛格伦天线、阵列天线等多种，可根据测试需求来设计。

具体的，机器,5机械臂可以配置6轴自由度或者3轴自由度等多种，可根据测试需求来设计。

具体的，可以根据测试频率需求来决定是否配置太赫兹矢量网络扩展模块2。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。