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簡(jiǎn)便的基站天線特性測(cè)試方法

作者: 時(shí)間:2014-10-08 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  前言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/263586.htm

  受限于實(shí)施遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)間和成本,許多移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商不能如愿測(cè)試天線。因?yàn)榇罱ㄟh(yuǎn)場(chǎng)需要極遠(yuǎn)距離,所以不適宜直接在全電波暗室測(cè)試遠(yuǎn)場(chǎng)。很難找到室外測(cè)試基地,并且使用室外基地受天氣因素所限。這就要求有特定房間能夠運(yùn)用特定技術(shù)測(cè)試大型天線。另外,許多基站天 線經(jīng)過(guò)機(jī)械調(diào)整會(huì)改變模式,這就需要一種擁有多個(gè)設(shè)置的測(cè)試方法。基于上訴困難,在全電波暗室進(jìn)行測(cè)試每天至少要花費(fèi)1800到2000美元,每次測(cè) 試需要3到4天。如果測(cè)試表明設(shè)計(jì)要改良,移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商很可能要進(jìn)行額外的測(cè)試,除非他們?cè)谌姴ò凳覝y(cè)試前進(jìn)行了預(yù)測(cè)試。預(yù)定全電波暗室測(cè)試長(zhǎng)達(dá)兩或三個(gè) 月,所以僅預(yù)定這項(xiàng)測(cè)試 就使項(xiàng)目發(fā)布延遲了相當(dāng)多時(shí)間。

  為克服這些困難,一家大型移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的工程師們采用了EMSCAN 天線模型測(cè)試系統(tǒng). 桌面掃描儀生成天線測(cè)試數(shù)據(jù),把結(jié)果映射到遠(yuǎn)場(chǎng)模型上。這種情況下,測(cè)試組在700MHz和1950MHz的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試。由于尺寸超過(guò)了掃描儀可 掃描的范圍,測(cè)試組不能通過(guò)一次來(lái)測(cè)試天線。為解決這個(gè)難題,他們進(jìn)行了四次掃描,每40cm掃描一次,形成總共160cm*40cm的掃描面積。

  測(cè)試設(shè)置

  注意圖1中天線陣懸浮于掃描儀上方最大可支撐距離115mm處來(lái)使掃描儀和在測(cè)天線之間影響最小化。在測(cè)天線陣重20kg,長(zhǎng) 150cm,寬30cm,厚15cm。下圖1中第一個(gè)測(cè)試位置接近天線陣頂部。覆蓋掃描儀的吸收材料也有助于最小化人工移動(dòng)掃描儀40cm向下一 段位置時(shí)的影響。如此移動(dòng)掃描儀對(duì)應(yīng)于掃描儀的掃描范圍。測(cè)試期間,當(dāng)工程師們手動(dòng)掃描儀到下一段位置時(shí),他們借助于網(wǎng)絡(luò)分析儀監(jiān)控天線的S11。吸收材 料正如所期望那樣發(fā)揮效用,當(dāng)掃描儀移動(dòng)時(shí)回波損耗幾乎無(wú)變化。第一個(gè)掃描儀測(cè)完第一段之后,掃描儀向左移動(dòng)40cm由第二個(gè)掃描儀進(jìn)行測(cè)試,無(wú)其他變 化。每次掃描耗時(shí)不到2秒,測(cè)試組直到四個(gè)掃描儀完成掃描之后才把掃描儀移動(dòng)到接下來(lái)的測(cè)試位置。每個(gè)隨后的測(cè)試與之前掃描面積重疊形成一個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)把四個(gè) 掃描儀準(zhǔn)確的連成一線。整個(gè)測(cè)試及后續(xù)處理時(shí)間需要約30分鐘。

  

 

  700MHz時(shí)結(jié)果

  使用后續(xù)處理技術(shù),測(cè)試組把四個(gè)圖像合為一體。這樣四個(gè)測(cè)試位置之間形成相位連續(xù)性。盡管在這個(gè)研究實(shí)例中相 位改變是手動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,但因?yàn)橛布邪l(fā)中的一個(gè)小小變化相位連續(xù)性是自動(dòng)的。圖2為700MHz時(shí)采用非常近場(chǎng)測(cè)試的電磁場(chǎng)(H-field)合并結(jié)果。下 圖中每個(gè)圖分別列有Hx振幅,Hy振幅,Hx相位和Hy相位。每幅圖的右邊通過(guò)連接器對(duì)應(yīng)天線的末端。

  

 

  700MHz時(shí)結(jié)果-后續(xù)程序

  運(yùn)用后期的處理技術(shù)把700MHz時(shí)的近場(chǎng)測(cè)試結(jié)果處理轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果,接著運(yùn)用定制化的、擁有專利程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果,同時(shí),消除測(cè)試中可預(yù)測(cè)的耦合效應(yīng)。

  圖3為輻射圖與產(chǎn)品說(shuō)明書中數(shù)據(jù)的比較圖。

  

 

  1950MHz時(shí)結(jié)果

  下圖所示1950MHz時(shí)結(jié)果與第4頁(yè)700MHz時(shí)結(jié)果相同。圖4中每幅圖分別列有Hx振幅,Hy振幅,Hx相位和Hy相位。

  

 

  1950 MHz時(shí)結(jié)果-后續(xù)程序

  運(yùn)用同樣后期的處理技術(shù)和定制程序把1950MHz時(shí)的近場(chǎng)測(cè)試結(jié)果處理轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果[下圖5]。我們注意到這兩個(gè)波長(zhǎng)結(jié)果圖與700MHz時(shí)波長(zhǎng)結(jié)果圖有相似之處,但1950MHz的波長(zhǎng)光速更窄,水平方向不像700MHz波長(zhǎng)結(jié)果圖所顯示的那么全方位。

  又Φ=0°是垂直截面,Φ=90°是水平截面。

  

 

  結(jié)論:近場(chǎng)天線測(cè)試的優(yōu)勢(shì)

  所有移動(dòng)服務(wù)運(yùn)營(yíng)商都面臨測(cè)試大型的問(wèn)題。測(cè)試這種天線需要配有特殊性能極大且昂貴的全電波暗室。對(duì)于這些運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),RFX2天線特性測(cè)試系統(tǒng)解決了在大型暗室測(cè)試的難題,即高的讓人望而卻步費(fèi)用及耗時(shí)的測(cè)試過(guò)程。

  關(guān)于RFX2天線測(cè)試系統(tǒng)

  桌面掃描儀使天線具備了不需要暗室的屬性。RFX2不到2秒生成遠(yuǎn)場(chǎng)天線圖案、雙側(cè)測(cè)試、EIRP和TRP。獲得的近場(chǎng)結(jié)果包括幅度、極性和相位傳遞,幾乎可以使人們瞬時(shí)洞察天線的根本性能。這套系統(tǒng)也支持天線設(shè)計(jì)分析人員支控制天線遠(yuǎn)場(chǎng)輻射問(wèn)題。

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