一种紧缩场空口测试设备

技术领域

本发明涉及天线测试装置技术领域，尤其涉及一种紧缩场空口测试设备。

背景技术

天线在用于通信、雷达、遥控等时一般都处于远场状态，所以要正确测量天线的辐射特性，必须具备一个能提供均匀平面电磁波的理想测试场。为减少入射到待测天线口径上电磁波相位差所引起的测量误差，要求待测天线到测量天线之间的距离R必须大于最小测试距离2D

除了远场之外，近场天线测试的常用方法之一。其中，在天线及终端的测试领域，多探头球面场以最具测试效率及相对较小的尺寸，被广泛接受。但是当前多探头球面近场在5G基站整机的有源测试算法上尚未成型，无法进行近场距离下的测量。同时为了提高测试精度，近远场转换算法所需的采样点越多，所需探头数量就越多，测试半径也越大，整体的空间尺寸也会增大，尤其是针对大体积设备，128探头的球面近场往往需要10米以上的高度。

传统的紧缩场同样面临尺寸大的问题，其中有一种新技术采用了平面波生成器测试系统，能够有效缩短测试距离。但是为了测量3D辐射方向图，这两种场大多会采用U型转台，针对大体积设备，转台设计复杂，转动半径大，测试很不方便。

发明内容

本发明提供一种紧缩场空口测试设备，测量天线、置物台和可转动连接杆，所述测量天线、所述置物台和所述可转动连接杆均处于暗室内；

所述置物台用于放置被测件；

所述可转动连接杆与所述测量天线连接，所述可转动连接杆用于固定所述测量天线；

所述测量天线设置在所述置物台上方，使得所述置物台处在所述测量天线的静区；

所述可转动连接杆可在所述被测件的上方做弧形运动，以带动所述测量天线对所述被测件进行球面扫描。

进一步地、所述置物台远离所述被测件的平面设置有旋转组件，所述置物台可通过旋转组件调整所述被测件与所述测量天线的位置；

所述置物台远离所述被测件的平面还设置有升降组件，所述升降组件用于调整所述被测件处于静区的位置。

进一步地、所述可转动连接杆包括：固定段和活动段；

所述活动段的一端与所述固定段的一端活动连接，所述活动段的另一端用于固定所述测量天线；所述固定段的一端固定在所述暗室内部；

所述活动段能以所述固定段的连接点为轴心在所述置物台上方做弧形运动。

进一步地、所述可转动连接杆还包括：驱动电机和天线安装板；

所述驱动电机设置在所述连接点处，用于驱动所述活动段弧形转动；

所述测量天线通过所述天线安装板固定在所述活动段的另一端。

进一步地、所述固定段和所述活动段均为圆心在靠近所述置物台的弧形。

进一步地、还包括：微处理器和测量仪表，所述微处理器分别与所述测量天线、所述驱动电机、所述旋转组件和所述升降组件连接，用于对连接的器件进行参数设置和控制，所述测量仪表分别与所述测量天线和被测件连接；所述被测件包括无源或者有源天线。

进一步地、测量仪表包括网络分析仪、示波器、频谱仪、矢量信号发生器和矢量信号分析仪。

进一步地、所述可转动连接杆表面设置有吸波层。

进一步地、所述测试天线为以下一种：金属反射面天线、透镜天线或平面波生成器；

所述平面波产生器包括带有馈源的抛物面型金属反射面紧缩场、透镜式紧缩场或基于探头阵列天线的紧缩场反射器。

进一步地、所述活动段的转动角度大于等于180度。

本发明的实施具备以下技术效果：

本发明提供的一种紧缩场空口测试设备通过旋转组件和设置在弧形滑轨上的测量天线扫描的方式简化了现有技术中三维辐射测量的转台设计，在测试被测件时，本发明的应用能够降低现有技术中转动半径过大的技术问题，并且测量天线能够通过可转动连接杆的弧形转动实现被测件进行球面扫描，解决现有技术中测试区域的空间资源浪费问题。测量天线采用弧形滑动的方式使得对三维空间的采样更加灵活。

本发明通过紧缩场反射面或平面波生成器有效缩短测试距离，进而减小了所需暗室的空间。并且，本发明增加了升降组件，能够更好的适配不同尺寸的被测件。

附图说明

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本发明提供的一种紧缩场空口测试设备结构的结构示意图；

其中：1-测量天线，2-置物台，4-暗室，5-被测件，6-微处理器，7-测量仪表；

21-旋转组件，22-升降组件，23-基座；

31-固定段，32-活动段，33-驱动电机，34-天线安装板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，“连接”可以是电连接也可以是通信连接。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

一方面、本发明提供一种紧缩场空口测试设备，图1为本发明提供的一种紧缩场空口测试设备结构的结构示意图，如图1所示，测量天线1、置物台2和可转动连接杆，所述测量天线1、所述置物台2和所述可转动连接杆均处于暗室4内；

所述置物台2用于放置被测件5；

所述可转动连接杆与所述测量天线1连接，所述可转动连接杆用于固定所述测量天线1；

所述测量天线1设置在所述置物台2上方，使得所述置物台2处在所述测量天线1的静区；

所述可转动连接杆可在所述被测件5的上方做弧形运动，以带动所述测量天线1对所述被测件5进行球面扫描。

具体的，暗室4可以是微波暗室4。静区就是指微波暗室4内受杂散波干扰最小的区域。微波暗室4的电性能主要由静区的特性来描述。静区的特性又以静区的大小、静区内的最大反射率电平、交叉极化度、场强均匀性、路径损耗、固有雷达截面、工作频率范围等参数来描述。其中，静区内的最大反射率电平是主要因素。因此，设计一个暗室4，给定静区的性能指标后，由此来决定暗室4的尺寸、吸波材料的选择等。可以理解的是静区是根据微波暗室4的尺寸等确定的。

测量天线1可以用于发射来自外部设备(如计算机等)的测试信号，或接收来自被测件5的信号。其中，测量天线1可以采用金属反射面天线、透镜天线或平面波生成器，平面波生成器是一个一维或二维的天线阵列，该天线阵列上等间距或非等间距地排列着单元阵子，每个或多个阵子后集成了移相和调幅模块，通过改变移相和幅度的状态，赋予单元阵子特定的激励值，从而能够在近距离内形成准平面波，满足远场测试条件。本发明提供的紧缩场空口测试设备采用平面波生成器的能够缩短测试距离，有效的减少测试空间，并且形成远场条件后，不再需要对采集的数据做近远场算法的转换，降低了系统的难度。

可转动连接杆的作用是带动测量天线1(平面波生成器)在一个弧形轨迹内做机械运动。即，可转动连接杆的弧形运动轨迹可以是以被测件5为中心点，通过端部设置的测量天线1依次扫描被测件5的一侧、顶部和另一侧，可以理解的是，测量天线1可以对被测件5的至少一半区域进行扫描或测量，即所述活动段32的转动角度大于等于180度。

在一些可能的实施例中，所述置物台2远离所述被测件5的平面设置有旋转组件21，所述置物台2可通过旋转组件21调整所述被测件5与所述测量天线1的位置；

所述置物台2远离所述被测件5的平面还设置有升降组件22，所述升降组件22用于调整所述被测件5处于静区的位置。

置物台2远离放置被测件5的平面可以设置有旋转组件21和升降组件22，置物台2可通过旋转组件21的调整被测件5平面相对于测量天线1的位置，升降组件22用于调整被测件5处于静区的位置。旋转组件21可以设置在置物台2的底部，以带动被测件5在置物台2上进行0～360°的旋转。升降组件22可以位于旋转组件21的上方，可以用于在与置物台2所在平面相垂直的平面进行上下高度的调节，由于被测件5种类不同，其尺寸和内部天线位置也会不同，通过旋转组件21和升降组件22可以将被测件5在测试时处于测量天线1位置的静区中，提升该设备的适应性。

被测件5可以包含智能化物联网模组和/或终端，如智能家电、智能电力柜等，也可以包含通信基站、天线、雷达等各类通信类设备。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述可转动连接杆包括：固定段31和活动段32；

所述活动段32的一端与所述固定段31的一端活动连接，所述活动段32的另一端用于固定所述测量天线1；所述固定段31的一端固定在所述暗室4内壁；

所述活动段32能以所述固定段31的连接点为轴心在所述置物台2上方做弧形运动。

在一些可能的实施例中，置物台2下方还设置有基座23，用于固定旋转组件21和升降组件22，基座23下方可以设置有多个万向轮，便于置物台2移动。

其中，所述固定段31和所述活动段32均为圆心在靠近所述置物台2的弧形。

具体的，固定段31和活动段32为弧形时，固定段31和活动段32所在的圆心可以相同，即固定段31和活动段32连接后可以构成同圆心的弧状结构。固定段31的一端可以固定在暗室4内部，可以选的，固定段31的一端可以固定基座23上，固定段31的另一端可以活动段32的一端活动连接，以保证活动段32能够以连接点为轴心向固定段31所在的平面的两侧弧形运动。需要说明的是，活动段32和固定段31的圆心为靠近置物台2的一侧。

固定段31和活动段32的连接方式可以是活动连接，如，固定段31与活动段32可以采用伸缩的方式连接，即，活动段32可以通过伸缩的方式调整活动段32的弧形转动的高度，以适应更多的被测件5高度。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述可转动连接杆还包括：驱动电机33和天线安装板34；

所述驱动电机33设置在所述连接点处，用于驱动所述活动段32弧形转动；

所述测量天线1通过所述天线安装板34固定在所述活动段32的另一端。

具体的，测量天线1的设置方向可以根据置物台2的位置确定。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，还包括：微处理器6和测量仪表7，所述微处理器6分别与所述测量天线1、所述驱动电机33、所述旋转组件21和所述升降组件22连接，用于对连接的器件进行参数设置和控制，所述测量仪表7分别与所述测量天线1和被测件5连接；所述被测件5包括无源或者有源天线。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，测量仪表7包括网络分析仪、示波器、频谱仪、矢量信号发生器和矢量信号分析仪。

具体的，微波暗室4类似于光学暗室4，不同的是微波暗室4要屏蔽的不仅是可见光，还包括其它波长的电磁波。微波暗室4可以是用吸波材料来制造一个封闭空间，可以理解的是，暗室4内是一个纯净的电磁环境，以方便排除外界电磁干扰。微波暗室4材料可以是一切吸波材料，如以铁氧体吸波材料，铁氧体吸波材料具有吸收频段高、吸收率高、匹配厚度薄等特点。它的主要工作原理是根据电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播的规律，利用高磁导率铁氧体引导电磁波，通过共振，大量吸收电磁波的辐射能量，再通过耦合把电磁波的能量转变成热能。微波暗室4用于天线测量。作为室内测量，微波暗室4应能把发射天线直接辐射到接收天线主波束区以外的射频能量，尽可能地吸收或改变其反射方向，使之不进入接收天线的主波束区，即在接收天线所在区域内提供近似无反射的静区。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述固定段31和所述活动段32的连接后的长度应大于预设距离长度，其中，预设距离长度为固定段31所在圆的周长的一半。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述可转动连接杆表面设置有吸波层。

具体的，为了减少可转动连接杆对测试的影响，其表面会铺设吸波材料，具体的吸波材料在本说明书实施例中不做具体限定，其可以与微波暗室4的吸波材料相同。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述测试天线为以下一种：金属反射面天线、透镜天线或平面波生成器；

所述平面波产生器包括带有馈源的抛物面型金属反射面紧缩场、透镜式紧缩场或基于探头阵列天线的紧缩场反射器。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述弧形轨道所在圆的直径大于被测件5的长度或宽度。

在测量过程中，微处理器6可以通过GPIB或者USB等标准接口与测试仪表(例如网络分析仪)相连；通过控制接口与所述测量天线1、所述驱动电机33、所述旋转组件21和所述升降组件22相连；测试仪表通过射频接口与各射频单元，平面波产生器，被测天线等相连；计算机可以控制各种测试仪表，射频设备，平面波产生器，被测物转台等，进而实现3D球面(或者部分球面)的数据扫描，其中包括幅度和相位等数据的扫描。测试仪表用于对测试信号进行分析。

紧缩场空口测试设备测试的目的：

无线通信飞速发展，OTA测量的对象开始更多地表现为各行各业的智能终端，比如消费电子产品、智能家电产品、智慧电网等。OTA测试的项目也主要是其辐射和接收性能，如TRP，它反映终端整机的发射功率情况，需要通过对整个辐射3D球面的发射功率进行面积分并取平均得到。该装置通过方位轴以及弧形滑轨配合，完成了3D球面空间上各个点的采样。

需要说明的是，该紧缩场空口测试设备可置于外场或暗室4或其他测试环境中，可用于移动通信设备的性能测量。

本发明提供的一种紧缩场空口测试设备通过旋转组件21和设置在弧形滑轨上的测量天线1扫描的方式简化了现有技术中三维辐射测量的转台设计，在测试大型智能设备时，本发明的应用能够降低现有技术中转动半径过大的技术问题，并且能够解决现有技术中测试区域的空间资源浪费问题。测量天线1采用弧形滑动的方式使得对三维空间的采样更加灵活。

本发明通过紧缩场反射面或平面波生成器有效缩短测试距离，进而减小了所需暗室4的空间。并且，本发明增加了升降组件22，能够更好的适配不同尺寸的被测件5。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。