以 采用dBm的形式，dBm = Iogltl (mW)。根據(jù)射頻功率電平Pci和Friis (費(fèi)林斯）傳輸方程式 已=?#,+4+201呢1(|(人/4 311〇可以推算出等效功率吖，在？1^8傳輸方程式中，？,、4 為傳輸功率和發(fā)射天線增益，匕、4為接收功率和接收天線增益，最后一項(xiàng)為電磁波在空間 傳輸?shù)膿p耗。即電磁波在空間傳輸隨距離R的衰減，單位為dB。在本實(shí)施例中，被測天線在 參考天線每次位移后均由相同的信號源提供激勵(lì)信號。
[0028] S5 :控制參考天線在直線運(yùn)動(dòng)軌跡AC上進(jìn)行連續(xù)位移直至到達(dá)端點(diǎn)C，并且在每 次位移后調(diào)整承載參考天線的水平轉(zhuǎn)臺(tái)的水平方向角，以使得參考天線的中心法線對準(zhǔn)被 測天線的幾何中心，同時(shí)在參考天線處接收被測天線的射頻功率電平P n，根據(jù)射頻功率電 平Pn計(jì)算以固定點(diǎn)〇為圓心，遠(yuǎn)場測試距離OB為半徑的圓與參考天線和被測天線的連線 的交點(diǎn)處的等效功率P n'，等效功率Pn' =PN+201〇g1Q[A/4 3i (0TN-B0)]，其中，Tn為參考 天線位移后的位置，位移距離 Sn= OB · tan[a /2-(Ν-1) Δ α ]-〇B · tan(a /2-ΝΔ a )，N = l，2,3，...，i，...，k，i = k/2，i· Δα = a/2〇
[0029] 其中，參考天線每位移一次，都需要使參考天線的中心法線對準(zhǔn)被測天線的幾何 中心，同時(shí)計(jì)算等效功率P/，計(jì)算完畢后，再進(jìn)行下一次位移。在本實(shí)施例中，在每次位 移后調(diào)整承載參考天線的水平轉(zhuǎn)臺(tái)的水平方向角包括：利用全站儀對固定點(diǎn)0進(jìn)行自動(dòng)對 準(zhǔn)，并測量每次位移后參考天線到被測天線的距離OT n，同時(shí)控制承載參考天線的水平轉(zhuǎn)臺(tái) 轉(zhuǎn)動(dòng)角度Δ a。
[0030] 舉例來說，第一次位移時(shí)，位移距離S1= OB · tan[ a /2]_0B · tan( α /2-Δ a )， 參考天線從端點(diǎn)A位移至1\點(diǎn)。利用全站儀測量距離OT i，然后控制承載參考天線的水 平轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度Δ α。先測量射頻功率電平P1，假設(shè)以固定點(diǎn)0為圓心，遠(yuǎn)場測試距 離OB為半徑的圓與參考天線和被測天線的連線的交點(diǎn)為心，那么由于圓的半徑相同， Ot1= 0B，所以T i點(diǎn)處的功率和OT i與圓的交點(diǎn)t i處的空間衰減距離為OT「OB。因此 等效功率P1' iPi+ZOlogjA/^JT^Ti-BO)]。同樣地，第二次位移時(shí)，位移距離S2 = OB · tan[a/2_A a]-〇B · tan(a/2_2A a)，參考天線從！\點(diǎn)位移至1~2點(diǎn)，利用全站 儀測量距離OT2，先測量射頻功率電平P 2，然后計(jì)算得到等效功率，等效功率= P2+201og1Q[ λ/4 π (OT2-BO)]。以此類推，可以計(jì)算每次位移后的等效功率，直至參考天線位 移至端點(diǎn)C。
[0031] S6:根據(jù)等效功率Pc/和P/計(jì)算相應(yīng)角度下被測天線的發(fā)射增益，并根據(jù)發(fā)射 增益得到角度測量范圍α內(nèi)被測天線的發(fā)射增益方向圖。
[0032] 其中，每一個(gè)等效功率都對應(yīng)有相應(yīng)角度，例如Pc/對應(yīng)角度a/2, P/對應(yīng)角度 α/2-Λ a，P2'對應(yīng)角度α/2-2Λ a ,Pi'對應(yīng)角度〇, Pk'對應(yīng)角度a/2,但是Pc/對應(yīng) 的是Z Α0Β，而Pk'對應(yīng)的是Z C0B。根據(jù)所有計(jì)算到的等效功率可以計(jì)算發(fā)射增益，最終 得到角度測量范圍α內(nèi)被測天線的發(fā)射增益方向圖。
[0033] 本實(shí)施例的基于直線運(yùn)動(dòng)的天線增益方向圖測量方法中，由于參考天線只做直線 運(yùn)動(dòng)，而控制參考天線做直線運(yùn)動(dòng)比較精準(zhǔn)，誤差很小，從而通過參考天線的直線運(yùn)動(dòng)測量 增益方向圖，避免引入較大誤差。
[0034] 請?jiān)賲⒁妶D2,是采用基于直線運(yùn)動(dòng)的天線增益方向圖測量方法的一種 應(yīng)用場景中的測試示意圖。在該應(yīng)用場景中，α取60度，那么
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于直線運(yùn)動(dòng)的天線增益方向圖測量方法，其特征在于，包括： Sl:將被測天線固定，在所述被測天線的中心法線方向上選取滿足遠(yuǎn)場測量條件的參 考點(diǎn)B，并記錄所述被測天線到所述參考點(diǎn)的遠(yuǎn)場測量距離0B，其中，O表示所述被測天線 的固定點(diǎn)； S2:根據(jù)所述被測天線的角度測量范圍a在與所述被測天線的中心法線方向垂直的 方向上規(guī)劃直線運(yùn)動(dòng)軌跡AC，所述直線運(yùn)動(dòng)軌跡AC的中點(diǎn)為所述參考點(diǎn)B，所述直線運(yùn)動(dòng) 軌跡AC= 2 ?OB?tan(a/2); 53 :將參考天線置于所述直線運(yùn)動(dòng)軌跡AC的端點(diǎn)A，調(diào)整承載所述參考天線的水平轉(zhuǎn) 臺(tái)的水平方向角，以使得所述參考天線的中心法線對準(zhǔn)所述被測天線的幾何中心； 54 :在所述參考天線處接收所述被測天線的射頻功率電平Ptl，根據(jù)所述射頻功率電 平P1計(jì)算以所述固定點(diǎn)〇為圓心，遠(yuǎn)場測試距離OB為半徑的圓與參考天線和被測天線的 連線的交點(diǎn)處的等效功率P。'，所述等效功率P。' =PQ+201og1Q[A/43i(0A-B0)]，其中， 201og1(l[A/4JT(OA-BO)]為電磁波在空間傳輸隨距離OA-BO后的衰減，A為電磁波的波 長； 55 :控制所述參考天線在所述直線運(yùn)動(dòng)軌跡AC上進(jìn)行連續(xù)位移直至到達(dá)端點(diǎn)C，并 且在每次位移后調(diào)整承載所述參考天線的水平轉(zhuǎn)臺(tái)的水平方向角，以使得所述參考天線 的中心法線對準(zhǔn)所述被測天線的幾何中心，同時(shí)在所述參考天線處接收所述被測天線的 射頻功率電平Pn，根據(jù)所述射頻功率電平Pn計(jì)算以所述固定點(diǎn)0為圓心，遠(yuǎn)場測試距離 OB為半徑的圓與參考天線和被測天線的連線的交點(diǎn)處的等效功率P/，所述等效功率 Pn' =PN+201og1(l[V4jt(OTn-BO)],其中，Tn為參考天線位移后的位置，位移距離Sn = 0B.tan[a/2-(N_l)Aa]-〇B.tan(a/2_NAa)，N=l，2,3，...，i，…，k，i=k/2，i.Aa =a /2； S6:根據(jù)所述等效功率Pc/ *PN'計(jì)算相應(yīng)角度下所述被測天線的發(fā)射增益，并根據(jù) 所述發(fā)射增益得到所述角度測量范圍a內(nèi)被測天線的發(fā)射增益方向圖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線增益方向圖測量方法，其特征在于，在所述S5步驟中，所 述在每次位移后調(diào)整承載所述參考天線的水平轉(zhuǎn)臺(tái)的水平方向角包括： 利用全站儀對固定點(diǎn)〇進(jìn)行自動(dòng)對準(zhǔn)，并測量每次位移后參考天線到被測天線的距離OTn，同時(shí)控制承載所述參考天線的水平轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度Aa。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線增益方向圖測量方法，其特征在于，所述被測天線在參 考天線每次位移后均由相同的信號源提供激勵(lì)信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線增益方向圖測量方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)場測量距離 OB大于2D2/A，其中，D為所述被測天線物理口徑的最大尺寸。
5. -種基于直線運(yùn)動(dòng)的天線增益方向圖測量方法，其特征在于，包括： Sl:將被測天線固定，在所述被測天線的中心法線方向上選取滿足遠(yuǎn)場測量條件的參 考點(diǎn)B，并記錄所述被測天線到所述參考點(diǎn)的遠(yuǎn)場測量距離0B，其中，0表示所述被測天線 的固定點(diǎn)； S2:根據(jù)所述被測天線的角度測量范圍a在與所述被測天線的中心法線方向垂直的 方向上規(guī)劃直線運(yùn)動(dòng)軌跡AC，所述直線運(yùn)動(dòng)軌跡AC的中點(diǎn)為所述參考點(diǎn)B，所述直線運(yùn)動(dòng) 軌跡AC= 2 ?OB?tan(a/2); 53 :將參考天線置于所述直線運(yùn)動(dòng)軌跡AC的端點(diǎn)A，調(diào)整承載所述參考天線的水平轉(zhuǎn) 臺(tái)的水平方向角，以使得所述參考天線的中心法線對準(zhǔn)所述被測天線的幾何中心； 54 :在所述被測天線處接收所述參考天線的射頻功率電平Ptl，根據(jù)所述射頻功率電 平P1計(jì)算以所述固定點(diǎn)〇為圓心，遠(yuǎn)場測試距離OB為半徑的圓與參考天線和被測天線的 連線的交點(diǎn)處的等效功率P。'，所述等效功率P。' =PQ+201og1Q[A/43i(0A-B0)]，其中， 201og1(l[A/4JT(OA-BO)]為電磁波在空間傳輸隨距離OA-BO后的衰減，A為電磁波的波 長； 55 :控制所述參考天線在所述直線運(yùn)動(dòng)軌跡AC上進(jìn)行連續(xù)位移直至到達(dá)端點(diǎn)C，并 且在每次位移后調(diào)整承載所述參考天線的水平轉(zhuǎn)臺(tái)的水平方向角，以使得所述參考天線 的中心法線對準(zhǔn)所述被測天線的幾何中心，同時(shí)在所述被測天線處接收所述參考天線的 射頻功率電平Pn，根據(jù)所述射頻功率電平Pn計(jì)算以所述固定點(diǎn)0為圓心，遠(yuǎn)場測試距離 OB為半徑的圓與參考天線和被測天線的連線的交點(diǎn)處的等效功率P/，所述等效功率 Pn' =PN+201og1(l[V4jt(OTn-BO)],其中，Tn為參考天線位移后的位置，位移距離Sn = 0B.tan[a/2-(N_l)Aa]-〇B.tan(a/2_NAa)，N=l，2,3，...，i，…，k，i=k/2，i.Aa =a /2； S6:根據(jù)所述等效功率Pc/ *PN'計(jì)算相應(yīng)角度下所述被測天線的接收增益，并根據(jù) 所述接收增益得到所述角度測量范圍a內(nèi)被測天線的接收增益方向圖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線增益方向圖測量方法，其特征在于，在所述S5步驟中，所 述在每次位移后調(diào)整承載所述參考天線的水平轉(zhuǎn)臺(tái)的水平方向角包括： 利用全站儀對固定點(diǎn)〇進(jìn)行自動(dòng)對準(zhǔn)，并測量每次位移后參考天線到被測天線的距離OTn，同時(shí)控制承載所述參考天線的水平轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度Aa。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線增益方向圖測量方法，其特征在于，所述參考天線在每 次位移后均由相同的信號源提供激勵(lì)信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線增益方向圖測量方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)場測量距離 OB大于2D2/A，其中，D為所述被測天線物理口徑的最大尺寸。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于直線運(yùn)動(dòng)的天線增益方向圖測量方法。該測量方法包括：S1：確定被測天線的遠(yuǎn)場測試條件；S2：垂直被測天線的中心法線方向規(guī)劃直線運(yùn)動(dòng)軌跡；S3：將參考天線置于直線運(yùn)動(dòng)軌跡端點(diǎn)，使參考天線的中心法線對準(zhǔn)被測天線；S4：根據(jù)參考天線接收的射頻功率電平計(jì)算以被測天線為圓心，遠(yuǎn)場測試距離為半徑的圓與參考天線和被測天線的連線的交點(diǎn)處的等效功率；S5：控制參考天線在直線運(yùn)動(dòng)軌跡上連續(xù)位移，每次位移后使參考天線的中心法線對準(zhǔn)被測天線，并計(jì)算每次位移后的等效功率；S6；根據(jù)步驟S4和步驟S5的等效功率計(jì)算發(fā)射功率，從而得到發(fā)射增益方向圖。本發(fā)明能夠通過參考天線的直線運(yùn)動(dòng)測量增益方向圖。
【IPC分類】G01R29-10
【公開號】CN104730349
【申請?zhí)枴緾N201510178226
【發(fā)明人】蘇淵紅
【申請人】成都天衡電科科技有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月15日