紧缩场天线测试系统

技术领域

本发明涉及天线测试领域，尤其涉及一种紧缩场天线测试系统。

背景技术

目前，由于室内远场距离很难满足大口径天线，特别是高频、毫米波天线的测试，一般需采用间接的远场测试方法进行测试。例如紧缩场天线测试方法，其主要通过透镜或者抛物面使点源或线源发出的射线平行射向被测天线，在较小空间内产生准平面波辐射场，近似的模拟平面波辐射条件，可以使得室内测量满足天线测量远场条件。

在紧缩场天线测试系统中，由反射面形成的近似平面波区域称之为静区，在静区内的电磁场具有较小的幅度和相位波动，且平面波区域受扰动较少、平面波幅相分布满足一定指标要求，可以近似视为平面波辐射环境，满足天线测量要求。因此在紧缩场中，静区的大小是反应紧缩场测试系统性能优劣的一个重要指标，而反射面的口径场分布受空间衰减和馈源方向图影响，由于初级辐射在反射面的波前幅值分布不一致，还因反射面边缘存在的衍射效应，致使单反射镜紧缩场口径利用率很低，现有静区尺寸通常只有反射面尺寸的30％左右。

对此，提高反射镜紧缩场口径利用率常用的方法一般有：1)采取合适的抛物面边缘处理，即采用锯齿形、余弦形和卷边形边缘；2)采用高斯波束的波纹喇叭作为馈源。但在现有的改进方式中，改善边缘处理方式也无法充分补偿抛物面口径场分布，馈源辐射也具有较大的锥削，因而单反射镜紧缩场口径利用率仍然低于60％，并且随着被测天线尺寸增加，所需静区尺寸增加，使得单反射镜紧缩场反射镜口径也被迫大幅增加，这无疑会加大抛物面加工难度和制造成本，同时也会带来大口径抛物面无法整块加工成型等问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种可增大静区空间的紧缩场天线测试系统。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种紧缩场天线测试系统，包括微波暗室，以及均设于所述微波暗室内的第一机械手、第二机械手、反射镜和馈源，所述反射镜设于所述第一机械手上，所述馈源设于所述第二机械手上并朝向所述反射镜设置，所述反射镜用于将所述馈源发出的出射波聚焦成平面波并将平面波反射至待测件处形成静区，所述第一机械手可带动所述反射镜移动，所述第二机械手可根据所述反射镜的移动位置带动所述馈源移动以实现平移所述静区。

优选地，所述第一机械手和第二机械手均为多轴机械手，所述第一机械手和第二机械手可相互配合移动地沿上下、左右、前后三个轴向改变所述静区的位置。

优选地，所述紧缩场天线测试系统还包括用于固定所述待测件并可带动所述待测件旋转的待测件转台。

更优地，所述紧缩场天线测试系统还包括竖立于所述微波暗室内的支撑杆，所述支撑杆包括避让段，所述避让段沿从下往上的方向朝向所述第一机械手倾斜或弯折设置，所述待测件转台设于所述避让段的顶端。

优选地，所述紧缩场天线测试系统还包括铺设于所述第二机械手和所述反射镜之间的第一吸波挡板。

优选地，所述紧缩场天线测试系统还包括铺设于所述支撑杆与所述反射镜之间的第二吸波挡板。

进一步地，所述微波暗室包括由金属材料制成的屏蔽室和贴装于所述屏蔽室内的吸波材料。

优选地，所述反射镜由铝合金材料制成，其口径等于或小于1.2米。

更优地，所述紧缩场天线测试系统还包括设于所述第一机械手与所述反射镜之间的连接架，所述连接架包括与所述第一机械手连接的固定板和布设于所述固定板上的多根连接杆，所述连接杆远离所述固定板的一端与所述反射镜连接。

优选地，所述馈源为角锥喇叭馈源。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

本发明提供的紧缩场天线测试系统中，通过第一、第二机械手分别带动反射镜和馈源移动，并结合反射镜和馈源的实时匹配对准，可实现静区的平移，从而构成多个能够相互拼接的静区，成倍增大静区空间，能够适配更多规格天线的测试，提升测试结果的准确性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例提供的紧缩场天线测试系统的主视图；

图2为图1所示的紧缩场天线测试系统的变化状态图；

图3为图1所示的紧缩场天线测试系统的立体图；

图4为图1所示的紧缩场天线测试系统的静区拼接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、零/部件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、零/部件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称零/部件被“连接”到另一零/部件时，它可以直接连接到其他零/部件，或者也可以存在中间零/部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

图1至图4共同示出了本发明实施例提供的紧缩场天线测试系统，其用于在较小空间内模拟平面波辐射条件实现天线测试，能够提供全天候的天线测试所需的静区环境，并且具有较大的静区空间，性能优异，能够适配多种规格天线的测试，测试精准。

如图1所示，所述紧缩场天线测试系统1包括微波暗室11、第一机械手12、第二机械手13、反射镜14、馈源15和待测件转台16。所述第一机械手12、第二机械手13、反射镜14、馈源15和待测件转台16均设于所述微波暗室11内，所述微波暗室11用于排除外界电磁干扰，提供纯净的自由空间环境。

具体地，所述反射镜14设于所述第一机械手12上，所述第二机械手13用于安装馈源15并将所述馈源15对准所述反射镜14，所述待测件转台15用于放置并固定待测件2，所述反射镜14可将所述馈源15发出的出射波聚焦成平面波并将平面波反射至所述待测件2处形成静区100，所述待测件2可为天线或者携带天线的电子产品，通过所述静区100实现所述待测件2的天线方向图测试、RCS测试等应用场景。

进一步地，所述第一机械手12可带动所述反射镜14移动，所述第二机械手13可根据所述反射镜14的移动位置带动所述馈源15跟随移动，以使所述馈源15保持与所述反射镜14匹配对准的状态。从而通过所述第一机械手12和所述第二机械手13分别带动所述反射镜14、馈源15移动，并结合所述反射镜14和所述馈源15的实时匹配对准，实现所述静区100的平移，进而可对所述待测件2的其他位置进行测试。

请结合图2，当所述第一机械手12带动所述反射镜14沿竖直方向移动至三个不同的位置时，所述第二机械手13会带动所述馈源15移动使其保持与所述反射镜14匹配对准，以此在所述待测件转台15上分别形成竖向排布的三个所述静区100，在实际应用中可相当于将三个所述静区100拼接形成一个更大的静区空间，无需使用苛刻设计的卷边反射镜或者高斯波束的馈源，便能够成倍增大静区空间，有效提高所述反射镜14的利用率，进而能够适配不同规格不同尺寸的天线测试工序，并确保测试结果的准确性。

优选地，所述第一机械手12和第二机械手13均为多轴机械手，其可在三维空间中灵活定位坐标位置和方位角指向，能够将所述反射镜14或者所述馈源15高精度地驱动至任意位置、任意角度，从而可相互配合移动地沿上下、左右、前后三个轴向改变所述静区100的位置。

如图3所示，当所述第一机械手12带动所述反射镜14横向移动至三个不同的位置时，所述第二机械手13带动所述馈源15移动使其保持与所述反射镜14匹配对准，此时可将上述竖向排布的三个静区100横向拓展为九个静区100，通过更多静区100之间的相互拼接构成更大的静区空间，进一步提升所述反射镜14的利用率。

请结合图4，当所述第一机械手12带动所述反射镜14沿前后方向移动至三个不同的位置时，还可将上述九个静区100沿纵深方向拓展为二十七个静区100，能够更进一步地增大有效静区空间。

优选地，所述反射镜14由铝合金材料制成，其口径等于或小于1.2米。保证对辐射信号的汇聚和反射效果的同时，确保结构强度和轻量化，并且由于所述紧缩场天线测试系统1可平移并拼接静区100，无需采用较大口径的结构，有效降低制造难度和生产成本。

在本实施例中，所述反射镜14的口径为1.2米，重量为180kg，所述第一机械手12为重型机器人，其可带动所述反射镜14沿三个轴向的移动行程均不小于2米；所述第二机械手13为小型机器人，其可带动所述馈源15沿三个轴向的移动行程均不小于0.4米，所述第二机械手13可通过软件预存数据查询将所述馈源15相对所述反射镜14实时对准。假设所述反射镜14的口径利用率为33％，其可将所述馈源15发出的辐射信号在所述待测件转台16上形成400mm的静区，将三个所述静区进行拼接便可形成1.2米的静区空间，能够达到100％的利用率。

优选地，所述馈源15为角锥喇叭馈源，由于该紧缩场天线测试系统1能够分时地实现多个静区空间，通过静区空间的拼接实现静区的扩大，达到成倍提高静区利用率的目的，因此无需配置高斯波束馈源，使用常规角锥喇叭馈源便可满足测试需求，极大地降低了所述紧缩场天线测试系统1的建设成本和使用成本。

如图3所示，所述待测件转台16为单轴转台，其包括水平设置的安装台161和用于驱动所述安装台161于水平面上旋转的驱动组件162，所述安装台161用于安装所述待测件2，通过所述驱动组件162可驱动所述安装台161转动并带动所述待测件2实现方位360度旋转，从而实现更多应用场景的测试。

所述紧缩场天线测试系统1还包括支撑杆17，所述支撑杆17竖立于所述微波暗室11内并支撑所述待测件转台16。

优选地，所述支撑杆17包括避让段171，所述避让段171沿从下往上的方向朝向所述第一机械手12倾斜或者弯折设置，所述待测件转台16设于所述避让段171的顶端，通过所述避让段171使所述支撑杆17尽可能地远离测试信号的辐射范围，并使其具有较小的后视反射，避免对测试结果造成影响。

进一步地，所述微波暗室11包括由金属材料制成的屏蔽室(图未示，下同)和贴装于所述屏蔽室内的吸波材料(图未示，下同)，通过所述微波暗室11模拟自由空间环境，能够实现全天候的天线测试工作，不受外界环境因素的干扰。其次，所述微波暗室11还能够有效防止外来电磁波的干扰，使其内部的测试作业不受外界电磁环境的影响，并能防止内部的测试信号向外辐射形成干扰源，避免污染周围电磁环境，保证各测试设备可正常工作。

优选地，所述紧缩场天线测试系统1还包括吸波挡板18，所述吸波挡板18包括沿水平方向铺设于所述第二机械手13和所述反射镜14之间的第一吸波挡板181、沿竖直方向铺设于所述支撑杆17与所述反射镜14之间的第二吸波挡板182，通过所述第一吸波挡板181和第二吸波挡板182将所述馈源15的信号辐射路径上伺服系统、机械手、支撑杆等金属结构进行隔离和电磁信号吸收，以满足测试环境需求。

如图3所示，所述紧缩场天线测试系统1还包括连接架19，所述连接架19设于所述第一机械手12上并用于安装所述反射镜14,所述连接架19包括与所述第一机械手12连接的固定板191和具有间距地布设于所述固定板191上的多根连接杆192，所述连接杆192远离所述固定板191的一端与所述反射镜14连接，通过多根所述连接杆192连接所述反射镜14，确保所述反射镜14的连接强度和稳定性，从而可避免所述第一机械手12带动所述反射镜14移动时产生晃动或松动，保证所述第一机械手12对所述反射镜14的传动精度和定位精度。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。