一种有源天线参考测试系统和有源天线测试方法与流程

本技术涉及天线测量的，尤其是涉及一种有源天线参考测试系统和有源天线测试方法。

背景技术：

1、在无线领域当中，天线作为无线电波的出入口，其性能的好坏往往决定了整个无线系统性能的好坏，天线测试系统是检测天线的性能不可或缺的一个工具。

2、随着卫星通信、卫星导航定位、微波通信、移动通信、遥测遥控、雷达等领域的飞速发展，天线行业已在国民经济宏占据重要地位，为了适应客户高质量的需求，提高天线测试技术显得尤为重要。

3、现有的天线性能测量规定了两种方法：有源法和无源法，无源法是传统的常规远场天线测试方法；有源法又称ota法，是在特定微波暗室内，测试整机在三维空间各个方向的发射功率（trp）和接收灵敏度（tis），直接地反映整机的辐射性能。无论使用哪种测试方法，由于天线测量系统所处的环境（例如温度、湿度等）变化会导致测量系统中放大器等元器件的变化，因此在测试时都会受到环境因素的干扰。

4、现有专利号为cn107192893a的一种天线测试系统，公开了通过设置切换开关和耦合器组成的参考通道，获得参考探头信号和采样信号，通过参考探头信号抵消采样信号中环境因素对天线测试系统的测量结果的影响，从而提高天线测试系统测量的稳定性。这种方法仅仅适用于上下行链路相同的无源测试，对于有源trp和tis测试，由于测试链路只包含接收/发射链路，无法形成统一回路，因此无法得到稳定的测量结果，对此情况有待进一步改善。

技术实现思路

1、为了提高天线系统有源测试的稳定性，本技术提供一种有源天线参考测试系统和有源天线测试方法，采用如下的技术方案：

2、第一方面，本技术提供一种有源天线参考测试系统，包括测试装置、发射链路、第一耦合器、第一放大器、切换装置、探头、切换开关、第二放大器、第二耦合器和接收链路；

3、所述测试装置的输出与所述发射链路连接，所述发射链路与所述第一耦合器的输入端口相连，所述第一耦合器的第一输出端口与所述第一放大器的第一放大输入端相连，所述第一放大器的第一放大输出端与所述切换装置的第一端口相连；

4、所述切换装置的第二端口与所述第二放大器的第二放大输入端相连，第二放大器的第二放大输出端与所述第二耦合器的输入端口相连，所述第二耦合器的第一输出端口与所述接收链路连接，所述接收链路与所述测试装置的输入连接；

5、所述第一耦合器的第二输出端口与所述切换开关的第一切换端口连接，所述第二耦合器的第二输出端口与所述切换开关的第二切换端口连接，所述切换开关的第三切换端口、所述切换装置的第三端口、所述切换装置的第四端口均与所述探头连接。

6、通过采用上述技术方案，本技术提供的有源天线参考测试系统，设置了切换开关、第一耦合器和第二耦合器。在有源天线测试系统进行trp测试时，待测产品发出的信号需要经过探头、切换装置、第二放大器、接收链路，然后到达测试装置。在信号传输的过程中，存在待测产品到探头之间的空损以及探头到、切换装置、第二放大器，然后到达测试装置之间的线损，空损和线损均可以通过其他补偿手段进行补偿，但是，天线测量系统所处的环境（例如温度、湿度等）变化会导致测量系统中放大器等元器件的变化，也会对测量结果造成影响。

7、因此，本技术在进行trp测试之前，先进行trp参考测试，切换开关的第一切换端口和第三切换端口接通，切换装置的第二端口和第四端口接通，切换开关的第一切换端口与第一耦合器的第二输出端口连接，第三切换端口与探头连接，信号从测试装置的输出发出，经过第一耦合器、切换开关、探头、切换装置、第二放大器、第二耦合器，然后到达测试装置的输入，从而可以得出链路的线损以及第二放大器和切换装置受环境因素变化引起的参考损耗，从而根据参考损耗在实际tpr测试时进行补偿，从而减少环境因素对trp测试的测试结果的影响；

8、同理，在有源天线测试系统进行tis测试时，测试装置发出的信号需要经过发射链路、第一放大器、切换装置、第二放大器，然后到达探头，再传输到待测产品，这个过程同样存在链路的线损、空损以及测量系统中放大器等元器件受环境变化的影响。

9、因此，在进行tis测试之前，先进行tis参考测试，切换开关的第二切换端口和第三切换端口接通，切换装置的第一端口和第四端口接通，切换开关的第二切换端口与第二耦合器的第二输出端口连接，第三切换端口与探头连接，信号从测试装置的输出发出，经过第一耦合器、第一放大器、切换装置、探头、切换开关、第二耦合器，然后到达测试装置的输入，从而可以得出链路的线损以及第一放大器和切换装置受环境因素变化引起的参考损耗，从而根据参考损耗在实际tis测试时进行补偿，从而减少环境因素对tis测试的测试结果的影响。

10、可选的，所述测试装置为基站模拟器或综合测试仪，所述测试装置包括发射端口和接收端口，所述发射端口与所述发射链路相连，所述接收端口与所述接收链路相连。

11、可选的，所述测试系统包括用于承载待测产品的三维转台，所述待测产品放置在所述三维转台上，所述三维转台转动时带动所述待测产品转动，以对所述待测产品各个方向的信号进行测试。

12、第二方面，本技术提供一种trp测试方法，应用上述有源天线参考测试系统，方法包括如下步骤：

13、确定trp参考链路损耗，具体为：将有源天线参考测试系统中切换开关的第一切换端口和第三切换端口接通，切换装置的第二端口和第四端口接通，切换开关的第一切换端口与第一耦合器的第二输出端口连接，第三切换端口与探头连接，获取trp参考链路损耗；

14、确定trp校准链路损耗；

15、根据trp参考链路损耗和trp校准链路损耗，获取trp链路受环境因素影响的第一目标变化量；

16、根据所述第一目标变化量对trp测试的测试信号进行补偿。

17、通过采用上述技术方案，本技术通过确定trp参考链路损耗，然后确定trp校准链路损耗，根据trp参考链路损耗和trp校准链路损耗，获取trp链路受环境因素影响的第一目标变化量，并根据第一目标变化量对trp测试的测试信号进行补偿，从而减小了环境因素对trp测试的结果的影响。

18、可选的，所述确定trp校准链路损耗包括如下步骤：

19、使用额外的射频线缆将所述测试装置的输入与放置所述待测产品处预留端口相连接，控制所述测试装置收发信号，获取第一测试值；

20、将所述额外的射频线缆连接到所述测试装置的输入与trp总测试回路的输出端口之间，放置所述待测产品处预留端口连接一个标准天线，控制所述测试装置收发信号，获取标准天线处于trp模式下的第二测试值；

21、将第二测试值和第一测试值的差值确定为trp校准链路损耗。

22、通过采用上述技术方案，本技术通过额外的射频线缆将所述测试装置的输入与放置所述待测产品处预留端口相连接，使测试装置的输入和输出之间通过额外的射频线缆以及测试装置到待测产品之间的输入线路构成回路，然后控制所述测试装置收发信号，获取第一测试值，此时第一测试值为待测信号加上测试装置到待测产品之间的输入线路的线损，再加上额外线缆的线损；然后将额外的射频线缆连接到所述测试装置的输入与trp总测试回路的输出端口之间，放置所述待测产品处预留端口连接一个标准天线，控制测试装置收发信号，获取标准天线处于trp模式下的第二测试值；此时第二测试值为待测信号加上trp总测试回路的总线损和空损，加上额外线缆的线损；然后将第二测试值减去第一测试值，从而得到trp模式下输出线路的线损和空损。

23、可选的，所述根据所述第一目标变化量对所述trp测试的测试信号进行补偿，还包括：

24、判断所述第一目标变化量是否大于第一预设变化量阈值，得到判断结果；

25、在所述判断结果为是时，确定所述第一放大器或所述切换装置故障，发出警报信息；

26、在所述判断结果为否时，根据所述第一目标变化量对所述trp测试的测试信号进行补偿。

27、通过采用上述技术方案，本技术通过设置一个第一预设变化量阈值，将第一目标变化量与第一预设变化量阈值进行对比，当第一目标变化量大于第一预设变化量阈值时，确定是第一放大器或切换装置故障，发出警报信息，当第一目标变化量小于第一预设变化量阈值时，根据第一目标变化量对trp测试的测试信号进行补偿。

28、第三方面，本技术提供一种tis测试方法，应用上述有源天线参考测试系统，包括如下步骤：

29、确定tis参考链路损耗，具体为：将有源天线参考测试系统中切换开关的第二切换端口和第三切换端口接通，切换装置的第一端口和第四端口接通，切换开关的第二切换端口与第二耦合器的第二输出端口连接，第三切换端口与探头连接，获取tis参考链路损耗；

30、确定tis校准链路损耗；

31、根据tis参考链路损耗和tis校准链路损耗，获取tis链路受环境因素影响的第二目标变化量；

32、根据所述第二目标变化量对tis测试的测试信号进行补偿。

33、通过采用上述技术方案，本技术通过确定tis参考链路损耗，然后确定tis校准链路损耗，根据tis参考链路损耗和tis校准链路损耗，获取tis链路受环境因素影响的第二目标变化量，并根据第二目标变化量对tis测试的测试信号进行补偿，从而减小了环境因素对tis测试的结果的影响。

34、可选的，所述确定tis校准链路损耗的过程中包括如下步骤：

35、使用额外的射频线缆将所述测试装置的输出与放置所述待测产品处预留端口相连接，控制所述测试装置收发信号，获取第三测试值；

36、将所述额外的射频线缆连接到所述测试装置的输入与tis总测试回路的输出端口之间，放置所述待测产品处预留端口连接一个标准天线，控制测试装置收发信号，获取标准天线处于tis模式下的第四测试值；

37、将第四测试值和第三测试值的差值确定为tis校准链路损耗。

38、通过采用上述技术方案，得到的第三测试值为待测信号加上待测产品到测试装置之间的输出线路的线损，再加上额外线缆的线损；然后将额外的射频线缆连接到所述测试装置的输入与tis总测试回路的输出端口之间，放置所述待测产品处预留端口连接一个标准天线，控制测试装置收发信号，获取标准天线处于tis模式下的第四测试值；此时第四测试值为待测信号加上tis总测试回路的总线损和空损，加上额外线缆的线损；然后将第四测试值减去第三测试值，从而得到tis模式下输入线路的线损和空损。

39、可选的，所述根据所述第二目标变化量对所述trp测试的测试信号进行补偿，还包括：

40、判断所述第二目标变化量是否大于第二预设变化量阈值，得到判断结果；

41、在所述判断结果为是时，确定所述第二放大器或所述切换装置故障，发出警报信息；

42、在所述判断结果为否时，根据所述第二目标变化量对所述trp测试的测试信号进行补偿。

43、通过采用上述技术方案，本技术通过设置一个第二预设变化量阈值，将第二目标变化量与第二预设变化量阈值进行对比，当第二目标变化量大于第二预设变化量阈值时，确定是第二放大器或切换装置故障，发出警报信息，当第二目标变化量小于第二预设变化量阈值时，根据第二目标变化量对tis测试的测试信号进行补偿。

44、第四方面，本技术提供一种有源天线测试方法，包括：

45、执行上述trp测试方法的步骤；

46、执行上述tsi测试方法的步骤。

47、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

48、1.本技术通过设置切换开关，第一耦合器和第二耦合器，通过切换开关和第一耦合器或第二耦合器的配合，进行trp参考测试和tis参考测试，然后得出trp测试和tis测试时的参考损耗，并根据参考损耗在实际测试中进行补偿，达到减少环境因素对测试结果的影响；

49、2.本技术通过获取trp模式下输出线路的线损和空损，然后结合参考损耗trp参考链路损耗，得到受环境因素影响的第一变化量，从而进行精准补偿。

50、3.本技术通过设置一个第一预设变化量阈值，将第一目标变化量与第一预设变化量阈值进行对比，当第一目标变化量大于第一预设变化量阈值时，确定是第一放大器或切换装置故障，发出警报信息，当第一目标变化量小于第一预设变化量阈值时，根据第一目标变化量对trp测试的测试信号进行补偿，以在第一目标变化量异常时及时进行维修更换。