本實用新型涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種基于多探頭的3D-MIMO天線測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

多天線MIMO技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，可以在不增加頻譜帶寬和發(fā)射功率的情況下，提高鏈路傳輸質(zhì)量并增加系統(tǒng)容量，因此，MIMO技術(shù)已經(jīng)成為幾乎所有新興無線寬帶標準的關(guān)鍵特征。例如第三代合作伙伴項目3GPP的LTE-A標準。多天線技術(shù)的發(fā)展趨勢是在基站上安裝越來越多的天線，即所謂的大規(guī)模天線系統(tǒng)。使用相對過量的基站天線，可以潛在地實現(xiàn)空前的頻譜效率和能量效率，顯著提高系統(tǒng)性能。現(xiàn)在，大規(guī)模天線技術(shù)作為5G的一種候選關(guān)鍵技術(shù)，引起了學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛興趣。

然而，在實際系統(tǒng)中，由于基站的天線安裝空間有限，應(yīng)用于理論分析的線性大規(guī)模天線陣列是不切實際的，促使安裝空間緊湊的2D、3D天線陣列結(jié)構(gòu)的3D-MIMO系統(tǒng)的誕生。在3D-MIMO系統(tǒng)中，基站的天線單元在其垂直維也有分布，為其信號處理帶來了新的垂直維自由度。

3D-MIMO(Three dimension multiuple-input multiple-output，三維多輸入多輸出)系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)是近年來通信行業(yè)所密切關(guān)注和研究的方向之一。3D-MIMO系統(tǒng)可以利用空間的富余，為發(fā)送信號帶來垂直方向上自由度，可以減少用戶間的干擾，提升系統(tǒng)容量，改善小區(qū)邊緣用戶的信號質(zhì)量。

在3D-MIMO系統(tǒng)中，基站的天線單元在其垂直維也有分布，為其信號處理帶來了新的垂直維自由度。然而市面上的測試系統(tǒng)一次只能同時測試一個水平度的信號，對垂直維缺乏相關(guān)測試方法， 迫切需要一種切實可用3D-MIMO天線及相關(guān)設(shè)備測試方法。

因此，如何提供一種具有測量準確、測試速率快、能真實模擬環(huán)境特點的基于多探頭的3D-MIMO天線及相關(guān)設(shè)備測試方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種基于多探頭的3D-MIMO天線測試系統(tǒng)，具有測量準確、測試速率快、能真實模擬環(huán)境的優(yōu)點。

本實用新型的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種基于多探頭的3D-MIMO天線測試系統(tǒng)，包括多個水平放置的金屬拱環(huán)、若干個均勻設(shè)于金屬拱環(huán)上的探頭以及用于放置3D-MIMO設(shè)備的支撐平臺，多個所述金屬拱環(huán)位于同一球面上，所述支撐平臺上設(shè)有用于驅(qū)動支撐平臺水平轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。

通過采用上述技術(shù)方案，多個水平放置的金屬拱環(huán)同時測試多個垂直維上的接收信號，能夠準確的測試3D-MIMO設(shè)備性能，并采用多探頭測試系統(tǒng)，使得測試速度更快；驅(qū)動裝置可使位于支撐平臺上的3D-MIMO設(shè)備水平轉(zhuǎn)動，進而對3D-MIMO設(shè)備進行過采樣，過采樣能夠增加采樣點，進而在一定程度上提高3D-MIMO設(shè)備的測試精度。

優(yōu)選的，所述金屬拱環(huán)為三個，其中中間部位的金屬拱環(huán)上均勻分布有16個探頭，上下兩個金屬拱環(huán)上均勻分布有8個探頭且上下對稱。

通過采用上述技術(shù)方案，中間金屬拱環(huán)上的兩個探頭分別與上下金屬環(huán)上的一個探頭對應(yīng)，使測量儀器接收到的信號是垂直維信號，結(jié)構(gòu)簡單。

優(yōu)選的，所述金屬拱環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)有將金屬拱環(huán)整體包裹的吸波棉，所述探頭分別從所述吸波棉的開孔處伸出并指向金屬拱環(huán)所處球面的球心處。

通過采用上述技術(shù)方案，吸波棉的設(shè)置，當無線信號入射到吸波棉上，將被吸波棉吸收，減少無線信號輻射對檢測結(jié)果造成影響的情況，進而提高測試精度。

優(yōu)選的，多個所述金屬拱環(huán)通過支架固定于地面上。

優(yōu)選的，所述支架延伸的方向為與所述金屬拱環(huán)所處平面垂直的方向。

優(yōu)選的，所述支架為正方體結(jié)構(gòu)。

通過采用上述技術(shù)方案，支架對金屬拱環(huán)起到支撐固定的作用，正方體結(jié)構(gòu)的支架制造較為方便，便于對金屬拱環(huán)進行安裝。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動裝置包括電機、固定于電機上的主動齒輪以及套接于支撐平臺上且與主動齒輪相嚙合的從動齒輪。

通過采用上述技術(shù)方案，電機的轉(zhuǎn)動將帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，進而帶動從動齒輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)3D-MIMO設(shè)備在水平方向上轉(zhuǎn)動。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：通過同時測試多個垂直維上的接收信號，能夠準確的測試3D-MIMO設(shè)備性能，并采用多探頭測試系統(tǒng)，使測試速率更快，為增加采樣精度可使3D-MIMO設(shè)備在水平方向上發(fā)生轉(zhuǎn)動到一定角度，再測量幾次32個探頭的數(shù)據(jù)，具有測量準確、測試速率快、能真實模擬環(huán)境的特點。

附圖說明

圖1是本實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實施例的系統(tǒng)連接示意圖。

圖中：1、金屬拱環(huán)；2、探頭；3、支撐平臺；4、驅(qū)動裝置；41、電機；42、主動齒輪；43、從動齒輪；5、吸波棉；6、支架；7、底座。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。

一種基于多探頭的3D-MIMO天線測試系統(tǒng)，如圖1所示，包括金屬拱環(huán)1、探頭2以及支撐平臺3，金屬拱環(huán)1通過支架6固定在底座7上，支架6延伸的方向為金屬拱環(huán)1所處平面垂直的方向，且支架6為正方體結(jié)構(gòu)，這樣金屬拱環(huán)1固定在支架6上將更加的穩(wěn)固，其中，金屬拱環(huán)1和支架6均由中空金屬材料制成，因此能夠在保證結(jié)構(gòu)強度的情況下降低重量。

金屬拱環(huán)1有三個，且三個金屬拱環(huán)1呈水平放置，同時，三個金屬拱環(huán)1位于同一球面上，其中，中間部位的金屬拱環(huán)1處于球心所在的平面上，上下兩個金屬拱環(huán)1距離中間金屬拱環(huán)1的距離相同，中間部位的金屬拱環(huán)1上均勻分布有16個探頭2，上下兩個金屬拱環(huán)1上均勻分布有8個探頭2且上下對稱。

金屬拱環(huán)1的內(nèi)側(cè)安裝有將金屬拱環(huán)1整體包裹的吸波棉5，安裝在金屬拱環(huán)1上的探頭2分別從吸波棉5的開孔處伸出并指向金屬拱環(huán)1所處球面的球心處，其中，吸波棉5為U型吸波棉5，當無線信號入射到U型吸波棉5表面將會被吸收，吸收效能好；同時，將U型吸波棉5牢固的套接在探頭2上，可使吸波棉5的連接穩(wěn)固。

底座7的上表面轉(zhuǎn)動連接有支撐平臺3，支撐平臺3與底座7相垂直，且支撐平臺3水平方向轉(zhuǎn)動，將3D-MIMO設(shè)備安置在支撐平臺3上時，根據(jù)被測物的形狀不同，在支撐平臺3上固定相應(yīng)的治具，使3D-MIMO設(shè)備位于金屬拱環(huán)1所處球面的球心處，支撐平臺3的下端套接有從動齒輪43，底座7上固定安裝有電機41，電機41的輸出軸上固定有主動齒輪42，其中，主動齒輪42和從動齒輪43相嚙合，通過電機41能夠使支撐平臺3在水平方向上轉(zhuǎn)動，進而使放置在支撐平臺3上表面的3D-MIMO設(shè)備在水平方向上轉(zhuǎn)動，便于對3D-MIMO設(shè)備進行過采樣，過采樣能夠增加采樣點，進而在一定程度上提高3D-MIMO設(shè)備的測試精度。

總的工作過程：將待測3D-MIMO設(shè)備放置在支撐平臺3上，啟動電機41使3D-MIMO設(shè)備按照一定的速度在水平方向上發(fā)生轉(zhuǎn)動，無線信號從3D-MIMO設(shè)備輻射出來，三個金屬拱環(huán)1上的四個探頭2將同時接收到三個垂直維信號，其中，中間金屬拱環(huán)1有兩個相鄰的探頭2接收到無線信號，上下金屬拱環(huán)1各有一個探頭2接收到無線信號，通過切換八次探頭2可獲取全部探頭2接收到的信號，將32個探頭2接收到的信號以同樣的方式回傳給測量儀器，從而得出3D-MIMO設(shè)備天線總輻射功率的性能，為增加采樣精度可啟動電機41使3D-MIMO設(shè)備在水平方向上發(fā)生轉(zhuǎn)動一定角度，再測量幾次32個探頭的數(shù)據(jù),具有測量準確、測試速率快、能真實模擬環(huán)境的特點。