一种由单极子阵列天线构成的混响室射频测试系统的制作方法

1.本发明涉及射频测试设备领域，尤其涉及一种由单极子阵列天线构成的混响室射频测试系统。


背景技术：

2.与通信产品相关的各种基础设施如基站、天线阵列、智能家居、手机、手环、等产品，都需要经过严格的电磁通信测试。电磁通讯测试装置有微波暗室和混响室两种；其中，微波暗室是模拟电磁波在自由空间内传播，而被测产品设置在电磁波的传播方向上，被测产品通过自身天线感应电磁场来完成测试，测试过程中无环境的反射电磁波对测试的影响，因此，微波暗室是由屏蔽壳体(其壳体上贴上满足测试的角锥吸波材料)、转台、测量天线等构成；混响室可模拟现实环境各种无线通信信道，产品测试时是处于一个复杂的测试环境中，现实的环境也是一个处于各种电磁信号传播的环境，因此混响室内就会有各种电磁波反射，这样混响室可由一个金属壳体及配套的搅拌器和测量天线等构成，此外，壳体上不需要贴吸波材料，且壳体内表面对电磁波要具有极高的反射性，减少电磁波在金属壁上的损耗。
3.微波暗室有比较干净的电磁波测试环境，现实中的环境，或多或少都会有其他电磁波对被测产品的影响，因此适合研究产品本身的天线性能，因此微波暗室一般适用于研发测试，且通常是单个产品测试，不适合产品批量生产；一般生产线上通过模拟微波暗室的ota测试，所谓的耦合测试，存在寻找和调整被测产品的测试位置等问题，不利于生产测试及数据分析。混响室普遍采用机械搅拌的方式，机械搅拌器的搅拌叶片是异形的，增加加工难度，并且搅拌器一般尺寸比较大，同时也需要配备转台等设备，这样既需要比较大混响室的腔体，又需要控制机械搅拌的运行状态，这样无疑是增加混响的测试成本。
4.因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种由单极子阵列天线构成的混响室射频测试系统，混响室内需要设置机械搅拌装置，导致混响室体积较大，测试难度大、成本高的问题。
6.本发明的技术方案如下：一种由单极子阵列天线构成的混响室射频测试系统，包括：箱体、设置在所述箱体内的单极子阵列单元、与所述单极子阵列单元电连接的射频开关；所述单极子阵列单元包括：若干垂直极化单极子天线、若干水平极化单极子天线，所述的若干个垂直极化单极子天线与所述的若干个水平极化单极子天线交替设置于所述箱体的内壁上；所述射频开关上设置有若干第一输入输出通道和若干第二输入输出通道，所述单极子阵列单元通过所述第一输入输出通道与所述射频开关连接。
7.优选地，所述垂直极化单极子天线包括：与所述箱体内壁连接的绝缘支架、安装在所述绝缘支架上的金属辐射片、与所述金属辐射片连接的射频连接器。
8.优选地，所述射频连接器贯穿所述箱体的内壁，且与所述第一输入输出通道连接；所述水平极化单极子天线的结构与所述垂直极化单极子天线的结构相同。
9.优选地，所述垂直极化单极子天线、水平极化单极子天线的工作频率为0.6ghz～8ghz。
10.优选地，所述金属辐射片为圆盘状，且所述金属辐射片的直径大于垂直极化单极子天线的最低工作频率对应的波长的四分之一。
11.优选地，所述垂直极化单极子天线的金属辐射片与其相邻的水平极化单极子天线的金属辐射片的中心间距为垂直极化单极子天线的最低工作频率对应的波长的四分之一。
12.优选地，所述第一输入输出通道设置有16个，所述第二输入输出通道设置有4个，且所述第一输入输出通道设置在所述射频开关的反面上，所述第二输入输出通道设置在所述射频开关的正面上。
13.优选地，所述垂直极化单极子天线设置有7个，所述水平极化单极子天线设置有8个。
14.优选地，所述的7个垂直极化单极子天线中的5个垂直极化单极子天线设置在所述箱体靠近所述射频开关这一侧的内壁上，2个垂直极化单极子天线分别设置在所述箱体左右两侧的内壁上；所述的8个水平极化单极子天线中的4个水平极化单极子天线设置在箱体靠近所述射频开关这一侧的内壁上，2个水平极化单极子天线设置在所述箱体左侧的内壁上，2个水平极化单极子天线设置在所述箱体右侧的内壁上。
15.优选地，所述的一种由单极子阵列天线构成的混响室射频测试系统，还包括设置在所述箱体内的待测产品放置位，所述待测产品放置位设置在所述箱体内远离所述单极子阵列单元的这一侧上。
16.采用上述方案，本发明提供一种由单极子阵列天线构成的混响室射频测试系统，具有以下有益效果：
17.1、可独立激励不同位置的垂直极化单极子天线和/或水平极化单极子天线，在改变激励方式时均会提供更多的混响测试模式，提高混响测试的精度，保证测试效果更好；
18.2、通过单极子阵列单元、射频开关可形成混响室搅拌器，形成源搅拌方式，无需在箱体内设置机械搅拌装置，有效简化整体结构，缩小箱体的内部腔体的尺寸，降低混响测试的成本；
19.3、设置多个垂直极化单极子天线、水平极化单极子天线，可实现多天线阵列激励的方式，而激励方式越多，箱体内部形成的电磁场模式也越多，因此可提高低频混响测试的模式数，扩宽了混响测试的最低工作效率。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图；
21.图2为本发明的箱体、单极子阵列单元的结构示意图；
22.图3为本发明的垂直极化单极子天线的结构示意图；
23.图4为本发明的单极子阵列单元、射频开关连接状态下的结构示意图；
24.图5为本发明工作频率为0.6ghz～6ghz时，单极子阵列单元的回拨损耗s11；
25.图6为本发明工作频率在低频段时，单极子阵列单元的方向图；
26.图7为本发明工作频率在高频段时，单极子阵列单元的方向图。
27.其中：箱体1、射频开关2、垂直极化单极子天线3、绝缘支架30、金属辐射片31、射频连接器32、水平极化单极子天线4、待测产品放置位5、柜门6。
具体实施方式
28.以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
29.请参照图1-图7，本发明提供一种由单极子阵列天线构成的混响室射频测试系统，包括：箱体1、设置在所述箱体1内的单极子阵列单元、与所述单极子阵列单元电连接的射频开关2；所述单极子阵列单元包括：若干射频垂直极化单极子天线3、若干水平极化单极子天线4，所述的若干个射频垂直极化单极子天线3与所述的若干个水平极化单极子天线4交替设置于所述箱体1的内壁上；在本实施例中，所述射频垂直极化单极子天线3设置有7个，所述水平极化单极子天线4设置有8个，所述的7个射频垂直极化单极子天线3中的5个射频垂直极化单极子天线3设置在所述箱体1靠近所述射频开关2这一侧的内壁上，2个射频垂直极化单极子天线3分别设置在所述箱体1左右两侧的内壁上；所述的8个水平极化单极子天线4中的4个水平极化单极子天线4设置在箱体1靠近所述射频开关2这一侧的内壁上，2个水平极化单极子天线4设置在所述箱体1左侧的内壁上，2个水平极化单极子天线4设置在所述箱体1右侧的内壁上；由于射频垂直极化单极子天线3与水平极化单极子天线4处于交替设置状态，因此，射频垂直极化单极子天线3的周围设置的均为水平极化单极子天线4，而水平极化单极子天线4的周围设置的均为射频垂直极化单极子天线3；射频垂直极化单极子天线3的金属辐射片31与水平极化单极子天线4的金属辐射片31处于垂直状态。
30.在本实施例中，射频垂直极化单极子天线3、水平极化单极子天线4的总个数为15个，分别设置与腔体的三个面上，且这三个面远离待测产品放置位5，即远离待测产品，连接射频开关2后，可独立激励不同位置的射频垂直极化单极子天线3或水平极化单极子天线4，也可选择激励其中两个，最大可同时激励四个(射频垂直极化单极子天线3和/或水平极化单极子天线4)，具体根据实际情况决定，因此，在改变激励方式时均会提供更多的混响测试模式，提高混响测试的精度，保证测试效果更好。
31.具体地，在本实施例中，所述射频开关2上设置有16第一输入输出通道和4个第二输入输出通道，所述单极子阵列单元通过所述第一输入输出通道与所述射频开关2连接，所述第一输入输出通道设置在所述射频开关2的反面(朝向箱体1的这一侧)上，所述第二输入输出通道设置在所述射频开关2的正面上。所述射频开关2通过第二输入输出通道与外设的测量仪表连接。
32.本发明中的一种由单极子阵列天线构成的混响室射频测试系统由箱体1、单极子阵列单元、射频开关2组成，由于单极子阵列单元安装在箱体1的内壁上，箱体1内壁同时也作为单极子阵列单元的反射地，单极子阵列单元通过射频同轴线连接到射频开关2反面上的第一输入通道上，因此，通过单极子阵列单元、射频开关2可形成混响室搅拌器，形成源搅拌方式，可减少箱体1的内部腔体的尺寸，并且单极子阵列单元中设置多个射频垂直极化单极子天线3、水平极化单极子天线4，可实现多天线阵列激励的方式，而激励方式越多，箱体1内部形成的电磁场模式也越多，因此可提高低频混响测试的模式数，扩宽了混响测试的最低工作效率；而在箱体1内部腔体尺寸不变的情况下，单极子阵列单元的频率越高，电磁场
模式数就越多，使得可以参与到搅拌的电磁场模式就越多，使得在单极子阵列单元的工作频率范围内，均可实现较为准确的混响测试。此外，在本发明的工作频率在0.6ghz～6ghz时，回波损耗s11保持在-10db以下，具体请参照图5中所示的回拨损耗s11曲线图，其中横坐标为本发明的工作频率的值，纵坐标为单极子阵列单元的回波损耗值，在工作频率范围内(低频段对应的工作频率为0.6ghz～2.5ghz，高频段对应的工作频率为2.5ghz～6ghz)，射频垂直极化单极子天线3、水平极化单极子天线4的方向依然保持全特性，具体可参考图6-图7。
33.具体地，在本实施例中，所述射频垂直极化单极子天线3包括：与所述箱体1内壁连接的绝缘支架30、安装在所述绝缘支架30上的金属辐射片31、与所述金属辐射片31连接的射频连接器32，在本实施例中，所述金属辐射片31的材料为紫铜、铝合金，或是采用金属表面镀金或镀铜等材质的材料；绝缘支架30的材质为低介电常数和低介电损耗材质，例如聚四氟乙烯、无吸波特性的硬质发泡材质，绝缘支架30与金属辐射片31上的馈电点的距离至少为10cm；所述射频连接器32贯穿所述箱体1的内壁，且与所述第一输入输出通道连接；所述水平极化单极子天线4的结构与所述射频垂直极化单极子天线3的结构相同。所述射频连接器32与所述金属辐射片31焊接，金属辐射片31与安装绝缘支架30的箱体1内壁垂直，射频连接器32与箱体1的连接处设置有导电棉；需要说明的是，射频垂直极化单极子天线3、水平极化单极子天线4的射频连接器32共有15个，15个射频连接器32均各自独立与16第一输入输出通道内的一个第一输入输出通道连接，由于射频开关2正面设置有4个第二输入输出通道，因此，最大可同时实现4条射频信号链路。
34.具体地，在本实施例中，所述射频垂直极化单极子天线3、水平极化单极子天线4的工作频率为0.6ghz～8ghz；所述金属辐射片31为圆盘状，且所述金属辐射片31的直径大于射频垂直极化单极子天线3的最低工作频率对应的波长的四分之一；所述射频垂直极化单极子天线3的金属辐射片31与其相邻的水平极化单极子天线4的金属辐射片31的中心间距为射频垂直极化单极子天线3的最低工作频率对应的波长的四分之一。
35.具体地，在本实施例中，所述的一种由单极子阵列天线构成的混响室射频测试系统，还包括设置在所述箱体1内的待测产品放置位5，所述待测产品放置位5设置在所述箱体1内远离所述单极子阵列单元的这一侧上。箱体1上设置有一待测产品柜门6，所述待测产品放置位5与所述待测产品柜门6连接，可设置直线气缸、拉杆等结构，实现待测产品柜门6、待测产品放置位5的移动，方便待测产品的放入和取出，具体可参照图2。
36.综上所述，本发明提供一种由单极子阵列天线构成的混响室射频测试系统，具有以下有益效果：
37.1、可独立激励不同位置的垂直极化单极子天线和/或水平极化单极子天线，在改变激励方式时均会提供更多的混响测试模式，提高混响测试的精度，保证测试效果更好；
38.2、通过单极子阵列单元、射频开关可形成混响室搅拌器，形成源搅拌方式，无需在箱体内设置机械搅拌装置，有效简化整体结构，缩小箱体的内部腔体的尺寸，降低混响测试的成本；
39.3、设置多个垂直极化单极子天线、水平极化单极子天线，可实现多天线阵列激励的方式，而激励方式越多，箱体内部形成的电磁场模式也越多，因此可提高低频混响测试的模式数，扩宽了混响测试的最低工作效率。
40.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。