天線傳輸性能調(diào)試方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及天線技術(shù)，提出了一種天線傳輸性能調(diào)試方法，通過(guò)多次調(diào)整待調(diào)試天線的狀態(tài)，并不斷查看待調(diào)試天線與有性能保障的標(biāo)準(zhǔn)天線間的空間傳輸系數(shù)S21test，與有性能保障的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)天線間的空間傳輸系數(shù)S21std，的逼近程度，來(lái)獲得待調(diào)試天線的最佳調(diào)整方式，通過(guò)最佳調(diào)整方式對(duì)待調(diào)試天線進(jìn)行調(diào)整，從而改善天線的傳輸性能。這種調(diào)試方法不僅簡(jiǎn)單易行，而且具備較好的操作精度，便于調(diào)試天線的傳輸特性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】天線傳輸性能調(diào)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線技術(shù)，特別是天線傳輸性能調(diào)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]天線是無(wú)線電子設(shè)備的必要構(gòu)成之一，典型結(jié)構(gòu)單元如圖1所示，包括:饋電點(diǎn)，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，輻射單元，電介質(zhì)基材等。
[0003]通過(guò)仿真工具設(shè)計(jì)的天線，理論上的性能一般滿足或高于工程上的要求，但其在實(shí)際的無(wú)線系統(tǒng)中的性能因受到諸多因素的影響，而需要調(diào)試天線的前端阻抗、饋電點(diǎn)位置、及輻射單元尺寸等才能保證天線的最佳傳輸性能。所述諸多因素包括:電介質(zhì)基材的損耗；金屬導(dǎo)體有限的電導(dǎo)率及趨膚效應(yīng)、阻抗損耗等；空間輻射損耗；周?chē)饘傥矬w存在
坐寸ο
[0004]天線的傳輸性能指標(biāo)參數(shù)一般包括但不限于:
[0005]1.諧振頻率(fd):也即天線的中心頻率，一般該頻點(diǎn)位于天線通頻帶的中心位置。
[0006]2.通頻帶(BW3tffi):通頻帶表示天線的應(yīng)用頻帶寬度,理論上天線均可以接收或者可以發(fā)射任何位于通頻帶內(nèi)的信號(hào)。
[0007]3.回波損耗(Sll):回波損耗衡量的就是電子裝置射頻前端電路和天線之間的匹配情況，匹配狀況越好回波損耗的值也就越小。
[0008]4.駐波系數(shù)(VSWR):常用電壓駐波系數(shù)衡量，表征傳輸路徑上最大電壓的幅值與最小電壓的幅值之比，該參數(shù)可以在矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀上直接按下Format測(cè)試SWR得到。
[0009]5.天線隔離度:適用于多天線的情形，用于衡量天線之間的隔離情況。
[0010]本發(fā)明提出了一種天線傳輸性能調(diào)試方法，通過(guò)多次調(diào)整待調(diào)試天線的狀態(tài)，并不斷查看待調(diào)試天線與有性能保障的標(biāo)準(zhǔn)天線間的空間傳輸系數(shù)S21test，與有性能保障的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)天線間的空間傳輸系數(shù)S21std，的逼近程度，來(lái)獲得待調(diào)試天線的最佳調(diào)整方式，通過(guò)最佳調(diào)整方式對(duì)待調(diào)試天線進(jìn)行調(diào)整，從而改善天線的傳輸性能。這種調(diào)試方法不僅簡(jiǎn)單易行，而且具備較好的操作精度，便于調(diào)試天線的傳輸特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明給出了一種天線傳輸性能調(diào)試方法，具體步驟包括:
[0012](I)選擇合適的調(diào)試場(chǎng)地后，放置標(biāo)準(zhǔn)天線Astdl、Astd2;標(biāo)準(zhǔn)天線指經(jīng)過(guò)全面應(yīng)用驗(yàn)證滿足實(shí)際使用要求的全向天線；
[0013](2)將連接有射頻同軸線的矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀進(jìn)行傳輸校準(zhǔn)；
[0014](3)通過(guò)所述射頻同軸線將天線Astdl、Astd2分別連接到矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀的兩個(gè)端口 ；
[0015](4)將矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀的顯示模式設(shè)置為觀察空間傳輸系數(shù)S21的模式，將Astdl作為發(fā)射天線，將Astd2作為接收天線；[0016](5)在天線測(cè)試頻段內(nèi)設(shè)定天線通頻帶中心頻點(diǎn)f用于觀察S21的值；通過(guò)上、下、左、右、前、后移動(dòng)Astd2，確保Astd2F處于信號(hào)接收的盲區(qū)，固定Astd2，標(biāo)記Astd2的固定位置為P2 ;移動(dòng)Astdl，找到使頻點(diǎn)f上的S21最大的位置，標(biāo)記該位置并記為Pl ;記錄Pl位置對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)f的S21參數(shù)值大小為S21std ；
[0017](6)用待調(diào)試天線Atsrt替換Astdl，8卩:將Astdl拆卸下來(lái)，將待調(diào)試天線Atset置于Pl，并通過(guò)原來(lái)連接Astdl的射頻同軸線將待調(diào)試天線Atset連接到矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀；
[0018](7)查看S21參數(shù)值的大小S21test是否比較接近S21std，如果S21test與S21std的差值的絕對(duì)值小于第一閾值，則該待調(diào)試天線Atsrt的調(diào)試結(jié)束，Atest即為調(diào)試好的天線A好;否則，令η = I,執(zhí)行步驟(8)；
[0019](8)調(diào)整Atest的饋電點(diǎn)位置、輻射單元尺寸和/或形狀、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的部件中的一個(gè)或多個(gè)，然后，重新查看S21參數(shù)值的大小S21test與S21std的差值的絕對(duì)值S是否變??；如果S變小但仍大于所述第一閾值，則記下對(duì)Atest所做的調(diào)整方式和S的值，并執(zhí)行步驟(9);如果S沒(méi)有變小則不記錄，并執(zhí)行步驟(9);如果S變小且小于或等于所述第一閾值，則記下對(duì)Atest所做的調(diào)整方式Dl，執(zhí)行步驟(10)；
[0020](9)判斷η是否大于或等于預(yù)設(shè)正整數(shù)值N ;若是，則找出所記下的S值中最小的一個(gè)值S+所對(duì)應(yīng)的天線Atest的調(diào)整方式D2，執(zhí)行步驟(10);否則η遞增1，返回步驟(8)；其中，2=〈Ν〈=50 ；
[0021](10)使用調(diào)整方式Dl或D2，對(duì)天線Atest進(jìn)行調(diào)整，獲得調(diào)試好的天線A好。
[0022]優(yōu)選地,調(diào)試方法還包括:還包括:
[0023](IlMfAs作為接收天線，將Astd2作為發(fā)射天線，并分別固定于步驟(5)確定的位置Ρ2、Ρ1，記錄該情況下頻點(diǎn)f的S21值為Slfe ;如果Slfe與S21std的差值的絕對(duì)值小于第二閾值，則天線As的收發(fā)性能一致。
[0024]優(yōu)選地，合適的調(diào)試場(chǎng)地例如為射頻暗室或空曠環(huán)境。
[0025]優(yōu)選地，發(fā)射天線和接收天線在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中的距離大于或等于I米。
[0026]優(yōu)選地，本發(fā)明中的天線均為PCB (印刷電路板)天線。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為典型天線結(jié)構(gòu)單元。
[0028]圖2為優(yōu)選的天線調(diào)試連接拓?fù)涫疽鈭D。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0030]步驟1、選擇合適的調(diào)試場(chǎng)地后，放置標(biāo)準(zhǔn)天線Astdl、Astd2 ;標(biāo)準(zhǔn)天線指經(jīng)過(guò)全面應(yīng)用驗(yàn)證滿足實(shí)際使用要求的全向天線。
[0031]合適的調(diào)試場(chǎng)地優(yōu)選為射頻暗室或者無(wú)線干擾小的空曠環(huán)境。調(diào)試場(chǎng)地優(yōu)選地關(guān)閉了周邊的無(wú)線電子設(shè)備。合適的調(diào)試場(chǎng)地優(yōu)選地在天線附件區(qū)域無(wú)具有金屬表面的物體。
[0032]步驟2、將連接有射頻同軸線的矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀進(jìn)行傳輸校準(zhǔn)。校準(zhǔn)時(shí)需要包含分別連接兩個(gè)天線的兩段射頻同軸線纜。射頻同軸線的長(zhǎng)度在該步驟之前可以隨意調(diào)節(jié)，但在該步驟之后，優(yōu)選地不再增加或者減小。
[0033]步驟3、通過(guò)所述射頻同軸線將天線Astdl、Astd2分別連接到矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀的兩個(gè)端口，如圖2所示。
[0034]步驟4、將矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀的顯示模式設(shè)置為觀察空間傳輸系數(shù)S21的模式，將Astdl作為發(fā)射天線，將Astd2作為接收天線。將矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀的顯示模式設(shè)置為觀察空間傳輸系數(shù)S21的模式，例如是:切換矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀的功能菜單，使矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀的顯示屏切換為可以觀察S21傳輸曲線參數(shù)的模式。
[0035]步驟5、在天線測(cè)試頻段內(nèi)設(shè)定天線通頻帶中心頻點(diǎn)f用于觀察S21的值；SPf=fmin+(fmax-fmin)/2,這里fmin代表待調(diào)試天線通頻帶的最小頻點(diǎn)，fmax代表待調(diào)試天線通頻帶的最大頻點(diǎn)；通過(guò)上、下、左、右、前、后移動(dòng)Astd2，確保Astd2不處于信號(hào)接收的盲區(qū)，固定Astd2，標(biāo)記Astd2的固定位置為P2 ;其中，S21的值一直處于極小值且移動(dòng)天線A2沒(méi)有明顯改觀就意味著天線A2落在接收盲區(qū)內(nèi)；移動(dòng)Astdl，找到使頻點(diǎn)f上的S21最大的位置，標(biāo)記該位置并記為Pl ;記錄Pl位置對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)f的S21參數(shù)值大小為S21std。
[0036]步驟6、用待調(diào)試天線Atsrt替換Astdl,即:將Astdl拆卸下來(lái)，將待調(diào)試天線Atsrt置于P1，并通過(guò)原來(lái)連接Astdl的射頻同軸線將待調(diào)試天線Atsrt連接到矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀。
[0037]步驟7、查看S21參數(shù)值的大小S21test是否比較接近S21std，如果S21test與S21std的差值的絕對(duì)值小于第一閾值，例如為0.ldb，說(shuō)明待調(diào)試天線的傳輸性能已十分接近標(biāo)準(zhǔn)天線、達(dá)到了使用要求，該情況下可結(jié)束天線Atset的調(diào)試工作，Atest即為調(diào)試好的天線A好；否則，令η = 1，執(zhí)行步驟8;
[0038]步驟8、調(diào)整Atest的饋電點(diǎn)位置、輻射單元尺寸和/或形狀、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的部件中的一個(gè)或多個(gè)，然后，重新查看S21參數(shù)值的大小S21test與S21std的差值的絕對(duì)值S是否變??；如果S變小但仍大于所述第一閾值，則記下對(duì)Atest所做的調(diào)整方式和S的值，并執(zhí)行步驟9 ;如果S沒(méi)有變小則不記錄，并執(zhí)行步驟9 ;如果S變小且小于或等于所述第一閾值，則記下對(duì)Atest所做的調(diào)整方式Dl，執(zhí)行步驟10 ；
[0039]步驟9、判斷η是否大于或等于預(yù)設(shè)正整數(shù)值N;若是，則找出所記下的S值中最小的一個(gè)值S7>所對(duì)應(yīng)的天線Atest的調(diào)整方式D2，執(zhí)行步驟10 ;否則η遞增1，返回步驟8 ;其中，2=〈Ν〈=50 ；
[0040]步驟10、使用調(diào)整方式Dl或D2，對(duì)天線Atest進(jìn)行調(diào)整，獲得調(diào)試好的天線A好。[0041 ] 優(yōu)選地,調(diào)試方法還包括:還包括:
[0042](IlMfAs作為接收天線，將Astd2作為發(fā)射天線，并分別固定于步驟(5)確定的位置Ρ2、Ρ1，記錄該情況下頻點(diǎn)f的S21值為Slfe ;如果Slfe與S21std的差值的絕對(duì)值小于第二閾值，例如0.ldb，則天線As的收發(fā)性能一致。
[0043]優(yōu)選地，合適的調(diào)試場(chǎng)地例如為射頻暗室或空曠環(huán)境。
[0044]優(yōu)選地，發(fā)射天線和接收天線在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中的距離大于或等于I米。
[0045]優(yōu)選地，本發(fā)明中的天線均為PCB天線。
[0046]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括但不限于:只需要一臺(tái)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和一個(gè)測(cè)試人員就可以完成天線的一系列調(diào)試，實(shí)際操作時(shí)流程簡(jiǎn)潔、方便，而且具備較好的操作精度，便于調(diào)試天線的傳輸特性，測(cè)試天線用作收、發(fā)不同角色時(shí)的傳輸性能差異，有效保證天線設(shè)計(jì)的可靠性和準(zhǔn)確性。
[0047]以上是對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的說(shuō)明，在具體的實(shí)施過(guò)程中可對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，以適應(yīng)具體情況的具體需要。因此可以理解，根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】只是起示范作用，并不用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種天線傳輸性能調(diào)試方法，包括以下步驟: (1)選擇合適的調(diào)試場(chǎng)地后，放置標(biāo)準(zhǔn)天線Astdl、Astd2;標(biāo)準(zhǔn)天線指經(jīng)過(guò)全面應(yīng)用驗(yàn)證滿足實(shí)際使用要求的全向天線； (2)將連接有射頻同軸線的矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀進(jìn)行傳輸校準(zhǔn)； (3)通過(guò)所述射頻同軸線將天線Astdl、Astd2分別連接到矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀的兩個(gè)端Π ； (4)將矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀的顯示模式設(shè)置為觀察空間傳輸系數(shù)S21的模式，將Astdl作為發(fā)射天線，將Astd2作為接收天線； (5)在天線測(cè)試頻段內(nèi)設(shè)定天線通頻帶中心頻點(diǎn)f用于觀察S21的值；通過(guò)上、下、左、右、前、后移動(dòng)Astd2，確保Astd2不處于信號(hào)接收的盲區(qū)，固定Astd2，標(biāo)記Astd2的固定位置為P2 ；移動(dòng)Astdl，找到使頻點(diǎn)f上的S21最大的位置，標(biāo)記該位置并記為Pl ;記錄Pl位置對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)f的S21參數(shù)值大小為S21std ； (6)用待調(diào)試天線Atset替換Astdl,即:將Astdl拆卸下來(lái)，將待調(diào)試天線Atset置于P1，并通過(guò)原來(lái)連接Astdl的射頻同軸線將待調(diào)試天線Atset連接到矢量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分析儀； (7)查看S21參數(shù)值的大小S21test是否比較接近S21std，如果S21test與S21std的差值的絕對(duì)值小于第一閾值，則該待調(diào)試天線Atsrt的調(diào)試結(jié)束，Atest即為調(diào)試好的天線As ；否則，令η = 1，執(zhí)行步驟(8); (8)調(diào)整Atest的饋電點(diǎn)位置、輻射單元尺寸和/或形狀、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的部件中的一個(gè)或多個(gè)，然后，重新查看S21參數(shù)值的大小S21test與S21std的差值的絕對(duì)值S是否變??；如果S變小但仍大于所述第一閾值，則記下對(duì)Atest所做的調(diào)整方式和S的值，并執(zhí)行步驟(9);如果S沒(méi)有變小則不記錄，并執(zhí)行步驟(9);如果S變小且小于或等于所述第一閾值，則記下對(duì)Atest所做的調(diào)整方式Dl，執(zhí)行步驟(10)； (9)判斷η是否大于或等于預(yù)設(shè)正整數(shù)值N;若是，則找出所記下的S值中最小的一個(gè)值S7>所對(duì)應(yīng)的天線Atest的調(diào)整方式D2，執(zhí)行步驟(10);否則η遞增1，返回步驟(8);其中，2=〈Ν〈=50 ； (10)使用調(diào)整方式Dl或D2，對(duì)天線Atest進(jìn)行調(diào)整，獲得調(diào)試好的天線A好。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括: (11)將As作為接收天線，將Astd2作為發(fā)射天線，并分別固定于步驟(5)確定的位置Ρ2、Ρ1，記錄該情況下頻點(diǎn)f的S21值為Slfe ;如果Slfe與S21std的差值的絕對(duì)值小于第二閾值，則天線As的收發(fā)性能一致。
3.如權(quán)利要求1-2任一權(quán)利要求所述的方法，合適的調(diào)試場(chǎng)地為射頻暗室或空曠環(huán)境。
4.如權(quán)利要求1-2任一權(quán)利要求所述的方法，發(fā)射天線和接收天線在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中的距離大于或等于I米。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一閾值的范圍在0.1db到3db之間。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述第二閾值的范圍在0.1db到3db之間。
7.如權(quán)利要求1-2任一權(quán)利要求所述的方法，所述天線為PCB天線。
【文檔編號(hào)】H04B17/00GK103795483SQ201410043526
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】袁錦輝, 榮平, 周迅 申請(qǐng)人:浙江網(wǎng)新技術(shù)有限公司