一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，包括測試系統(tǒng)軟件載體、與測試系統(tǒng)軟件載體經(jīng)有源切換裝置連接的多個多探頭近場天線測試設(shè)備，多探頭近場天線測試設(shè)備包括底座、固定在底座上的金屬拱環(huán)、設(shè)于金屬拱環(huán)內(nèi)側(cè)按一定角度間隔均勻分布的多個具有雙極化超寬帶寬帶特性的探頭和泡沫抱桿，泡沫抱桿下端穿過金屬拱環(huán)與測角器連接，泡沫抱桿上端放置載物臺，載物臺可承載被測物使被測物處于金屬拱環(huán)中心位置，所述金屬拱環(huán)內(nèi)設(shè)有與探頭連接的探頭選擇單元，底座內(nèi)設(shè)置有相互連接的控制裝置、電源模塊、接收放大器、發(fā)射放大器和傳輸切換裝置。本實(shí)用新型在被測物外圍設(shè)360度包圍被測物的雙極化超寬帶探頭陣列，通過快速電子掃描代替慢速機(jī)械掃描。被測物僅需要一維旋轉(zhuǎn)即可確定包圍該被測天線的一個球面上的場。測試效率理論上可提高40倍以上。
【專利說明】一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線測試系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種天線有源和無源測試的多探頭近場天線測試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]移動通信的迅猛發(fā)展推動了天線的研發(fā)工作，國內(nèi)出現(xiàn)了一些年產(chǎn)天線達(dá)到幾百萬臺、品種達(dá)到數(shù)百種之多的企業(yè)。天線測試的速度已經(jīng)成為企業(yè)研發(fā)工作進(jìn)程的瓶頸。
[0003]傳統(tǒng)的單探頭天線測試系統(tǒng)，測試中被測天線必須在一個單探頭前二維旋轉(zhuǎn)，以確保包圍該被測天線在一個球面上的場。由于這種二維旋轉(zhuǎn)需要耗費(fèi)大量時間，導(dǎo)致單探頭測試系統(tǒng)測試效率低下，同時，測試時間越長。而且由環(huán)境變化，儀器不穩(wěn)定性等外在因素導(dǎo)致的測試問題發(fā)生的概率越高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，采用雙極化超寬帶多探頭陣列，測試時僅需要被測天線進(jìn)行一維180度旋轉(zhuǎn)，測試效率大大提升。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)單探頭測試系統(tǒng)由于被測物要進(jìn)行二維旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的測試時間長，測試效率低，測試易受環(huán)境和儀器影響的問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下所述:一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，包括測試系統(tǒng)軟件載體、與測試系統(tǒng)軟件載體經(jīng)有源切換裝置連接的多個多探頭近場天線測試設(shè)備，所述多探頭近場天線測試設(shè)備包括底座、固定在底座上的金屬拱環(huán)、設(shè)于金屬拱環(huán)內(nèi)側(cè)按一定角度間隔均勻分布的多個具有雙極化超寬帶寬帶特性的探頭和泡沫抱桿，泡沫抱桿下端穿過金屬拱環(huán)與測角器連接，泡沫抱桿上端放置載物臺，載物臺可承載被測物使被測物處于金屬拱環(huán)中心位置，所述金屬拱環(huán)內(nèi)設(shè)有與探頭連接的探頭選擇單元，所述底座內(nèi)設(shè)置有相互連接的控制裝置、電源模塊、接收放大器、發(fā)射放大器和傳輸切換裝置。
[0006]上述測試系統(tǒng)軟件載體經(jīng)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀或無線通訊儀與有源切換裝置連接。
[0007]上述金屬拱環(huán)內(nèi)側(cè)設(shè)有吸波棉，吸波棉將金屬拱環(huán)整體包裹，所述探頭分別從吸波棉開孔處伸出并指向金屬拱環(huán)中心位置。
[0008]上述測角器包括導(dǎo)軌、設(shè)于導(dǎo)軌上的轉(zhuǎn)臺、與轉(zhuǎn)臺連接的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和移動電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)與轉(zhuǎn)臺內(nèi)芯連接，帶動轉(zhuǎn)臺在水平面旋轉(zhuǎn)；移動電機(jī)與轉(zhuǎn)臺外殼連接，帶動轉(zhuǎn)臺在導(dǎo)軌上做左右移動，所述泡沫抱桿與轉(zhuǎn)臺連接。
[0009]根據(jù)上述技術(shù)方案，作為優(yōu)選，所述導(dǎo)軌為弧面狀，可使轉(zhuǎn)臺左右移動時將這種移動轉(zhuǎn)換成被測物在垂直于水平面的平面旋轉(zhuǎn)。
[0010]根據(jù)上述技術(shù)方案，作為優(yōu)選，所述導(dǎo)軌的左右邊緣位置分別設(shè)有轉(zhuǎn)臺異常觸發(fā)開關(guān)。
[0011]上述的探頭切換單元為多個多路高速電子開關(guān)，通過控制多路高速電子開關(guān)打開、關(guān)閉不同通路可以選擇相應(yīng)的探頭以及極化。
[0012]上述探頭切換單元和探頭通過射頻同軸線纜連接。
[0013]上述傳輸切換裝置為可控的電子開關(guān)。
[0014]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，其有益效果在于，本發(fā)明多探頭近場天線測試系統(tǒng)在被測物外圍設(shè)360度包圍被測物的雙極化超寬帶探頭陣列，通過快速電子掃描代替慢速機(jī)械掃描。被測物僅需要一維旋轉(zhuǎn)即可確定包圍該被測天線的一個球面上的場。測試效率理論上可提高40倍以上。
[0015]本發(fā)明多探頭近場天線測試系統(tǒng)對被測物的場描述采樣點(diǎn)數(shù)為2208個。此過程需要轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動位置變動2次，每個轉(zhuǎn)臺位置轉(zhuǎn)臺角度轉(zhuǎn)動11次。傳統(tǒng)的單探頭測試系統(tǒng)則需要轉(zhuǎn)動被測物，轉(zhuǎn)動探頭共2208次。本發(fā)明顯著提升了測試效率。
[0016]傳統(tǒng)的單探頭測試系統(tǒng)往往通過降低采樣密度來得到效率上的一定提升。本發(fā)明多探頭近場天線測試系統(tǒng)測試效率高，無需犧牲采樣精度。測試精度有顯著優(yōu)勢。
[0017]傳統(tǒng)單探頭測試系統(tǒng)在進(jìn)行不同測試時往往需要手動切換不同儀器，本發(fā)明多探頭近場天線測試系統(tǒng)無需手動切換測試儀器，自動切換儀器，操作便利性明顯提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0019]圖1為本發(fā)明多探頭近場天線測試設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2為本發(fā)明測角器主視結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖3為本發(fā)明測角器立體結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4為本發(fā)明載物臺實(shí)施例一結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖5為本發(fā)明載物臺實(shí)施例二結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖6為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1-6所示，一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，包括測試系統(tǒng)軟件載體(圖中未示出)、與測試系統(tǒng)軟件載體經(jīng)有源切換裝置連接的多個多探頭近場天線測試設(shè)備。測試系統(tǒng)軟件載體經(jīng)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀或無線通訊儀首先與有源切換裝置連接。
[0026]多探頭近場天線測試設(shè)備包括底座6、經(jīng)支架2固定在底座6上的金屬拱環(huán)1、設(shè)于金屬拱環(huán)I內(nèi)側(cè)按一定角度間隔均勻分布的多個具有雙極化超寬帶特性的探頭4和泡沫抱桿5。金屬拱環(huán)I是由四部分拼接起的環(huán)形。金屬拱環(huán)I內(nèi)側(cè)設(shè)有吸波棉3，吸波棉3將金屬拱環(huán)I整體包裹，探頭4分別從吸波棉3開孔處伸出并指向金屬拱環(huán)I中心位置。金屬拱環(huán)I內(nèi)設(shè)有與探頭連接的探頭選擇單元，探頭切換單元為多個多路高速電子開關(guān)，通過控制多路高速電子開關(guān)打開、關(guān)閉不同通路可以選擇相應(yīng)的探頭4以及極化。探頭切換單元和探頭4通過射頻同軸線纜連接。泡沫抱桿5下端穿過金屬拱環(huán)I與測角器7連接。泡沫抱桿5上端放置載物臺，載物臺可承載被測物使被測物處于金屬拱環(huán)I中心位置，載物臺可為柱形(如圖4所示)或半球形(如圖5所示)。測角器7包括導(dǎo)軌10、設(shè)于導(dǎo)軌10上的轉(zhuǎn)臺11、與轉(zhuǎn)臺11連接的旋轉(zhuǎn)電機(jī)12和移動電機(jī)8，轉(zhuǎn)臺11包括內(nèi)芯和外殼，內(nèi)芯可以在水平面轉(zhuǎn)動，外殼固定在導(dǎo)軌10上可以左右移動，旋轉(zhuǎn)電機(jī)12與轉(zhuǎn)臺11內(nèi)芯連接，帶動轉(zhuǎn)臺11在水平面旋轉(zhuǎn)；移動電機(jī)8與轉(zhuǎn)臺11外殼連接，帶動轉(zhuǎn)臺11在導(dǎo)軌10上做左右移動。具體地，泡沫抱桿5與測角器7轉(zhuǎn)臺連接。導(dǎo)軌10為弧面狀，可使轉(zhuǎn)臺11左右移動時將這種移動轉(zhuǎn)換成被測物在垂直于水平面的平面旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)軌10的左右邊緣位置還分別設(shè)有轉(zhuǎn)臺異常觸發(fā)開關(guān)9，如果因?yàn)樘厥庠驅(qū)е罗D(zhuǎn)臺11左右轉(zhuǎn)動幅度過大時會觸發(fā)觸發(fā)開關(guān)9，電機(jī)緊急停止，避免抱桿撞到其他組件造成損壞。底座6內(nèi)設(shè)置有相互連接的控制裝置、電源模塊、接收放大器、發(fā)射放大器和傳輸切換裝置。
[0027]測試系統(tǒng)軟件載體為普通PC機(jī)，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、無線電通信儀通過標(biāo)準(zhǔn)接口(支持GPIB和網(wǎng)口)連接至測試系統(tǒng)軟件載體，通過射頻接口連接至有源切換裝置。有源切換裝置通過射頻電纜和發(fā)射放大器，接收放大器連接，實(shí)現(xiàn)不同的測試內(nèi)容?？刂蒲b置連接至測試系統(tǒng)軟件載體并受控于測試系統(tǒng)軟件載體，控制裝置主要功能是將軟件發(fā)出的命令轉(zhuǎn)換為邏輯電平控制高速開關(guān)?？刂蒲b置連接至傳輸切換裝置、探頭選擇單元、有源切換裝置，并控制傳輸切換裝置切換發(fā)射和接收通路、探頭選擇單元高速開關(guān)和切換探頭、有源切換裝置切換不同多探頭近場天線測試設(shè)備。控制裝置還控制電機(jī)轉(zhuǎn)動。傳輸切換裝置將軟件發(fā)出的切換指令傳輸至有源切換裝置等，將軟件發(fā)出的電機(jī)控制指令傳輸至電機(jī)。傳輸切換裝置為可控的電子開關(guān)。
[0028]本實(shí)施例中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀其功能是實(shí)現(xiàn)無源測量，可選擇安捷倫科技有限公司生產(chǎn)的設(shè)備，也可選擇其他公司生產(chǎn)的配備GPIB接口的設(shè)備；無線電通訊儀其功能是實(shí)現(xiàn)有源測量，可選擇安捷倫科技有限公司生產(chǎn)的設(shè)備，也可選擇其他公司生產(chǎn)的配備有GPIB接口或網(wǎng)口的設(shè)備；
[0029]工作流程為:安裝系統(tǒng)測試軟件的計(jì)算機(jī)運(yùn)行測試軟件，所有指令針對的對象是儀器和控制裝置?？刂蒲b置接收到切換儀器指令后控制有源切換裝置選擇相應(yīng)的儀器連接入系統(tǒng)。控制裝置接收到傳輸切換指令后控制傳輸切換裝置選擇相呼傳輸方向。開始測試系統(tǒng)測試軟件的將測試過程的各中指令發(fā)送給控制裝置和儀器，控制測試過程。測試過程結(jié)束后系統(tǒng)測試軟件通過計(jì)算得出相應(yīng)的測試結(jié)果。
[0030]本發(fā)明系統(tǒng)具體實(shí)施過程為:
[0031]測試系統(tǒng)軟件載體通過運(yùn)行測試軟件，控制系統(tǒng)硬件在3?10波長范圍的空間進(jìn)行掃描。掃描結(jié)果為離散的點(diǎn)。這些離散的數(shù)值包含了幅度值和相位值，構(gòu)成了近場信號幅度和相位分布的描述。測試軟件的運(yùn)算部分運(yùn)用嚴(yán)格的模式展開理論運(yùn)算得到包圍被測物空間的遠(yuǎn)場的描述，這種對遠(yuǎn)場的描述包括了 TRP，TIS,效率，增益，方向圖等信息。
[0032]本發(fā)明采用球面掃描的近場測量技術(shù)，測量的到的原始數(shù)據(jù)為信號近場幅度和相位的球面分布描述。
[0033]本發(fā)明多探頭近場天線測試系統(tǒng)在被測物外圍設(shè)360度包圍被測物的雙極化超寬帶探頭陣列，通過快速電子掃描代替慢速機(jī)械掃描。被測物僅需要一維旋轉(zhuǎn)即可確定包圍該被測天線的一個球面上的場。測試效率理論上可提高40倍以上。
【權(quán)利要求】
1.一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，其特征在于，包括測試系統(tǒng)軟件載體、與測試系統(tǒng)軟件載體經(jīng)有源切換裝置連接的多個多探頭近場天線測試設(shè)備，所述多探頭近場天線測試設(shè)備包括底座、固定在底座上的金屬拱環(huán)、設(shè)于金屬拱環(huán)內(nèi)側(cè)按一定角度間隔均勻分布的多個具有雙極化超寬帶寬帶特性的探頭和泡沫抱桿，泡沫抱桿下端穿過金屬拱環(huán)與測角器連接，泡沫抱桿上端放置載物臺，載物臺可承載被測物使被測物處于金屬拱環(huán)中心位置，所述金屬拱環(huán)內(nèi)設(shè)有與探頭連接的探頭選擇單元，所述底座內(nèi)設(shè)置有相互連接的控制裝置、電源模塊、接收放大器、發(fā)射放大器和傳輸切換裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試系統(tǒng)軟件載體經(jīng)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀或無線通訊儀與有源切換裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬拱環(huán)內(nèi)側(cè)設(shè)有吸波棉，吸波棉將金屬拱環(huán)整體包裹，所述探頭分別從吸波棉開孔處伸出并指向金屬拱環(huán)中心位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測角器包括導(dǎo)軌、設(shè)于導(dǎo)軌上的轉(zhuǎn)臺、與轉(zhuǎn)臺連接的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和移動電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)與轉(zhuǎn)臺內(nèi)芯連接，帶動轉(zhuǎn)臺在水平面旋轉(zhuǎn)；移動電機(jī)與轉(zhuǎn)臺外殼連接，帶動轉(zhuǎn)臺在導(dǎo)軌上做左右移動，所述泡沫抱桿與轉(zhuǎn)臺連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)軌為弧面狀，可使轉(zhuǎn)臺左右移動時將這種移動轉(zhuǎn)換成被測物在垂直于水平面的平面旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)軌的左右邊緣位置分別設(shè)有轉(zhuǎn)臺異常觸發(fā)開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的探頭切換單元為多個多路高速電子開關(guān)，通過控制多路高速電子開關(guān)打開、關(guān)閉不同通路可以選擇相應(yīng)的探頭以及極化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，其特征在于，所述探頭切換單元和探頭通過射頻同軸線纜連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多探頭近場天線測試系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸切換裝置為可控的電子開關(guān)。
【文檔編號】G01R29/10GK204129122SQ201420613077
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】韓棟, 蔣宇, 陳林斌 申請人:深圳市新益技術(shù)有限公司