本實(shí)用新型涉及天線測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種有源基站天線輻射場(chǎng)幅度和相位的測(cè)試系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前隨著5G通信形式明朗化，基站天線的應(yīng)用進(jìn)入有源化階段，亦即基站天線和基站系統(tǒng)逐步統(tǒng)一起來(lái)，形成了有源基站天線，實(shí)際上有源基站天線可以理解為一種通信系統(tǒng)而不是簡(jiǎn)單的天線，傳統(tǒng)的無(wú)源測(cè)試場(chǎng)無(wú)法滿足有源基站天線的空間輻射特性測(cè)試。人們希望使用ERP和EIS這個(gè)參數(shù)來(lái)描述有源基站天線的輻射性能，通過(guò)空間每一方向上的ERP 和EIS來(lái)繪制有源基站天線的輻射方向圖，然而ERP和EIS是建立在調(diào)制信號(hào)基礎(chǔ)上的，可以理解為只幅度信息而不包含相位信息。眾所周知，在近場(chǎng)測(cè)量中我們得到近場(chǎng)上足夠多的點(diǎn)的電場(chǎng)幅度和相位就可以推算出該被測(cè)天線的遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，幅度和相位缺一不可。在近場(chǎng)測(cè)量中讀取到的ERP和EIS只是近場(chǎng)結(jié)果，要想得到遠(yuǎn)場(chǎng)描述，還需要得到相位信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種有源基站天線三維空間輻射場(chǎng)相位的測(cè)試系統(tǒng)，具有能夠測(cè)量得出近場(chǎng)中的相位信息的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種有源基站天線三維空間輻射場(chǎng)相位的測(cè)試系統(tǒng)，包括與有源基站天線的多個(gè)輻射單元電性連接用于提供多路可調(diào)相射頻信號(hào)的信號(hào)源、繞有源基站天線四周呈環(huán)形分布且能夠形成球形檢測(cè)面的多探頭陣列裝置、與所述多探頭陣列裝置電性連接用于切換多個(gè)探頭的開關(guān)矩陣、以及與所述開關(guān)矩陣電性連接用于接收和處理所述多探頭陣列裝置的測(cè)試數(shù)據(jù)并生成輻射幅度和相位數(shù)據(jù)的信號(hào)分析器。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，將有源基站天線作為被測(cè)物進(jìn)行輻射特性的測(cè)試，有源基站天線具有多個(gè)輻射單元，可向三維空間饋入多路的可控信號(hào)；測(cè)試時(shí)，控制信號(hào)源向有源基站天線饋入多路可控信號(hào)，使有源基站天線的多個(gè)輻射單元向三維空間饋入多路可控信號(hào)，隨后利用開關(guān)矩陣對(duì)多探頭陣列裝置中的多個(gè)探頭進(jìn)行切換，獲得整個(gè)球形檢測(cè)面的測(cè)試數(shù)據(jù)，然后利用信號(hào)分析器對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即可獲得整個(gè)球面的近場(chǎng)輻射幅度和相位數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述多探頭陣列裝置包括安裝環(huán)、設(shè)置在所述安裝環(huán)上的多個(gè)探頭、轉(zhuǎn)動(dòng)連接在轉(zhuǎn)臺(tái)底座上用于放置有源基站天線的承載臺(tái)、以及用于驅(qū)動(dòng)所述承載臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)以形成檢測(cè)球面的驅(qū)動(dòng)裝置，有源基站天線置于所述安裝環(huán)中心位置。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，有源基站天線位于多探頭的中心位置，多個(gè)探頭可對(duì)有源基站天線進(jìn)行等距離的測(cè)試，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)承載臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，再檢測(cè)出有源基站天線一個(gè)切面的數(shù)據(jù)后可切換至下一個(gè)切面進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，最終得出整個(gè)球面場(chǎng)的輻射幅度和相位數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、固定在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪、以及固定在所述承載臺(tái)上且與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合的從動(dòng)齒輪。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使承載臺(tái)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)有源基站天線相對(duì)于安裝環(huán)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而形成檢測(cè)球面。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述探頭為垂直交叉的雙極化探頭。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，雙極化探頭具有H極化和V極化兩個(gè)極化狀態(tài)，從而可以分別在兩個(gè)極化狀態(tài)下檢測(cè)出兩組數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用伺服電機(jī)。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，伺服電機(jī)的可控性更高，更加方便控制承載臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。

綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

其一，通過(guò)多探頭陣列裝置、開關(guān)矩陣和信號(hào)信號(hào)分析器，即可檢測(cè)出有源基站天線的整個(gè)球面近場(chǎng)的輻射幅度和相位數(shù)據(jù)；

其二，通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)承載臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)形成檢測(cè)球面，可控性好、檢測(cè)精度高；

其三，探頭為垂直交叉的雙極化探頭，可以分別在兩個(gè)極化狀態(tài)下檢測(cè)出兩組數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例一中信號(hào)源向有源基站饋入多路信號(hào)的示意圖；

圖2為實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例二的流程圖。

圖中：1、有源基站天線；11、輻射單元；2、信號(hào)源；31、安裝環(huán)；32、探頭；33、承載臺(tái)；341、驅(qū)動(dòng)電機(jī)；342、驅(qū)動(dòng)齒輪；343、從動(dòng)齒輪；4、開關(guān)矩陣；5、信號(hào)分析器； 6、射頻線纜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例一：一種有源基站天線三維空間輻射場(chǎng)相位的測(cè)試系統(tǒng)，如圖1所示，有源基站天線1上具有多個(gè)輻射單元11，輻射單元11通過(guò)射頻線纜6連接有信號(hào)源2，信號(hào)源2為輻射單元11提供多路可調(diào)相射頻信號(hào)；

如圖2所示，在有源基站天線1外設(shè)有多探頭陣列裝置，多探頭陣列裝置包括安裝環(huán)31、多個(gè)探頭32、承載臺(tái)33和驅(qū)動(dòng)裝置；多個(gè)探頭32通過(guò)射頻接口固定在安裝環(huán)31上，且繞安裝環(huán)31的軸線方向均勻分布，有源基站天線1置于安裝環(huán)31的中心位置，探頭32采用垂直交叉的雙極化探頭32，其具有H極化和V極化兩個(gè)極化狀態(tài)，從而可以分別在兩個(gè)極化狀態(tài)下檢測(cè)出兩組數(shù)據(jù)；承載臺(tái)33轉(zhuǎn)動(dòng)連接在轉(zhuǎn)臺(tái)底座上，且在承載臺(tái)33位于安裝環(huán)31的中心位置，承載臺(tái)33的下表面上固定有抱柱，有源基站天線1放置在承載臺(tái)33上，承載臺(tái)33 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)即可帶動(dòng)有源基站天線1轉(zhuǎn)動(dòng)，通常會(huì)在測(cè)試系統(tǒng)外部設(shè)有暗室，轉(zhuǎn)臺(tái)底座設(shè)置暗室的底部；

如圖2所示，驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)341、驅(qū)動(dòng)齒輪342和從動(dòng)齒輪343，驅(qū)動(dòng)電機(jī)341通過(guò)螺栓固定在有源基站內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)341采用伺服電機(jī)，控制更加方便且控制精度更高，驅(qū)動(dòng)齒輪342套設(shè)在驅(qū)動(dòng)電機(jī)341的轉(zhuǎn)軸上，從動(dòng)齒輪343套設(shè)在抱柱上且與主動(dòng)齒輪相嚙合，從而啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)341即可帶動(dòng)承載臺(tái)33轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖2所示，多探頭陣列裝置通過(guò)線纜電性連接有開關(guān)矩陣4，開關(guān)矩陣4用于切換多探頭陣列裝置中的多個(gè)探頭32和極化，從而使各探頭32均在H極化狀態(tài)和V極化狀態(tài)下檢測(cè)一組數(shù)據(jù)；開關(guān)矩陣4通過(guò)線纜電性連接有信號(hào)分析器5，信號(hào)分析器5接收多個(gè)探頭 32檢測(cè)出的測(cè)試數(shù)據(jù)，并進(jìn)行運(yùn)算和處理，得出近場(chǎng)輻射的幅度和相位數(shù)據(jù)，通常信號(hào)分析器5采用網(wǎng)絡(luò)分析儀。

測(cè)試時(shí)，控制信號(hào)源2向有源基站天線1饋入多路可控信號(hào)，使有源基站天線1的多個(gè)輻射單元11向三維空間饋入多路可控信號(hào)，隨后利用開關(guān)矩陣4切換多探頭陣列裝置中的多個(gè)探頭32和極化，得出有源基站天線1一個(gè)切面內(nèi)的數(shù)據(jù)，然后啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)341，驅(qū)動(dòng)承載臺(tái)33轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)有源基站天線1轉(zhuǎn)動(dòng)至另一個(gè)切面，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可以根據(jù)被測(cè)有源基站天線1所需的數(shù)據(jù)量來(lái)確定，再次通過(guò)開關(guān)矩陣4切換多個(gè)探頭32和陣列，得出該切面內(nèi)的數(shù)據(jù)，以此類推，直至安裝環(huán)31轉(zhuǎn)動(dòng)形成一個(gè)完整的檢測(cè)球面后，完成數(shù)據(jù)檢測(cè)；各探頭32檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送至信號(hào)分析器5，信號(hào)分析處理器進(jìn)行運(yùn)算和處理后即可得出近場(chǎng)輻射的幅度和相位數(shù)據(jù)。

實(shí)施例二：一種有源基站天線三維空間輻射場(chǎng)相位的測(cè)試方法，如圖3所示，包括步驟一：控制信號(hào)源2向有源基站天線1饋入多路可控信號(hào)，有源基站天線1接收到該信號(hào)后，多個(gè)輻射單元11響應(yīng)于該信號(hào)，向三維空間發(fā)送可控信號(hào)；

步驟二：通過(guò)開關(guān)矩陣4切換多個(gè)探頭32和極化，依次使每個(gè)探頭32的H極化和V極化檢測(cè)一組并發(fā)送至信號(hào)分析器5，信號(hào)分析器5進(jìn)行運(yùn)算和處理得出有源基站天線1的一個(gè)切面內(nèi)的輻射幅度和相位數(shù)據(jù)；

步驟三：控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)341帶動(dòng)承載臺(tái)33轉(zhuǎn)動(dòng)，使有源基站天線1轉(zhuǎn)動(dòng)至另一個(gè)切面，測(cè)試該切面內(nèi)的輻射相位數(shù)據(jù)并發(fā)送至信號(hào)分析器5，信號(hào)分析器5進(jìn)行運(yùn)算和處理得出有源基站天線1的該切面內(nèi)的輻射幅度和相位數(shù)據(jù)，探頭32檢測(cè)出的數(shù)據(jù)以復(fù)數(shù)的形式傳輸至信號(hào)分析器5，根據(jù)該復(fù)數(shù)實(shí)部和虛部的數(shù)值，即可推算出幅度和相位值；如探頭32測(cè)得的數(shù)據(jù)以a+bi的形式發(fā)送到信號(hào)分析器，經(jīng)計(jì)算可得出幅度值相位值步驟四：重復(fù)步驟三的測(cè)試過(guò)程，直至安裝環(huán)31相對(duì)于有源基站天線1形成一個(gè)完成的檢測(cè)球面，從而獲得整個(gè)球面近場(chǎng)幅射幅度和相位數(shù)據(jù)，即獲得近場(chǎng)ERP和EIS數(shù)據(jù)和檢測(cè)出的輻射幅度和相位數(shù)據(jù)，通過(guò)該輻射幅度和相位數(shù)據(jù)即可推算出遠(yuǎn)場(chǎng)的ERP和EIS數(shù)據(jù)。

先獲得有源基站天線1一個(gè)切面內(nèi)的輻射相位數(shù)據(jù)，再依次獲得多個(gè)切面內(nèi)的輻射幅度和相位數(shù)據(jù)，最終獲得整個(gè)球面近場(chǎng)輻射幅度和相位數(shù)據(jù)，通過(guò)現(xiàn)有的測(cè)試方式獲得近場(chǎng)ERP和EIS數(shù)據(jù)，再結(jié)合檢測(cè)出的輻射幅度和相位數(shù)據(jù)，即可推算出遠(yuǎn)場(chǎng)的ERP和EIS數(shù)據(jù)，從而能夠更好的描述有源基站天線1的整體性能。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。