智能天线测试方法的考虑_普天
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天线测试方法介绍对天线与某个应用进行匹配需要进行精确的天线测量。
天线工程师需要判断天线将如何工作,以便确定天线是否适合特定的应用。
这意味着要采用天线方向图测量(APM)和硬件环内仿真(HiL)测量技术,在过去5年中,国防部门对这些技术的兴趣已经越来越浓厚。
虽然有许多不同的方法来开展这些测量,但没有一种能适应各种场合的理想方法。
例如,500MHz以下的低频天线通常是使用锥形微波暗室(anechoic chamber),这是20世纪60年代就出现的技术。
遗憾的是,大多数现代天线测试工程师不熟悉这种非常经济的技术,也不完全理解该技术的局限性(特别是在高于1GHz的时候)。
因此,他们无法发挥这种技术的最大效用。
随着对频率低至100MHz的天线测量的兴趣与日俱增,天线测试工程师理解各种天线测试方法(如锥形微波暗室)的优势和局限的重要性就愈加突出。
在测试天线时,天线测试工程师通常需测量许多参数,如辐射方向图、增益、阻抗或极化特性。
用于测试天线方向图的技术之一是远场测试,使用这种技术时待测天线(AUT)安装在发射天线的远场范围内。
其它技术包括近场和反射面测试。
选用哪种天线测试场取决于待测的天线。
为更好地理解选择过程,可以考虑这种情况:典型的天线测量系统可以被分成两个独立的部分,即发射站和接收站。
发射站由微波发射源、可选放大器、发射天线和连接接收站的通信链路组成。
接收站由AUT、参考天线、接收机、本振(LO)信号源、射频下变频器、定位器、系统软件和计算机组成。
在传统的远场天线测试场中,发射和接收天线分别位于对方的远场处,两者通常隔得足够远以模拟想要的工作环境。
AUT被距离足够远的源天线所照射,以便在AUT的电气孔径上产生接近平面的波阵面。
远场测量可以在室内或室外测试场进行。
室内测量通常是在微波暗室中进行。
这种暗室有矩形的,也有锥形的,专门设计用来减少来自墙体、地板和天花板的反射(图1)。
在矩形微波暗室中,采用一种墙面吸波材料来减少反射。
天线测试方法天线测试是指对天线的性能进行评估和验证的过程。
天线测试的目的是为了确保天线在设计和制造过程中能够达到预期的性能指标,以及在实际应用中能够正常工作。
天线测试方法包括天线参数测试、天线辐射测试、天线阻抗测试等多个方面。
下面将分别介绍这些测试方法。
首先,天线参数测试是对天线的基本参数进行测量和评估的过程。
这些参数包括天线的增益、方向性、频率响应、极化特性等。
通过天线参数测试,可以了解天线在不同频段下的性能表现,为天线的设计和优化提供参考。
其次,天线辐射测试是对天线的辐射特性进行评估的过程。
这包括天线的辐射图案、辐射功率、辐射效率等参数的测试。
通过天线辐射测试,可以了解天线在空间中的辐射特性,以及其与周围环境的相互作用。
另外,天线阻抗测试是对天线的输入阻抗进行测量和分析的过程。
天线的输入阻抗对于天线的匹配和功率传输至关重要。
通过天线阻抗测试,可以确定天线的输入阻抗特性,为天线的匹配网络设计和优化提供依据。
除了以上介绍的测试方法外,天线测试还包括天线的耐压测试、耐候性测试等。
这些测试方法可以全面评估天线在不同环境条件下的性能表现,为天线的可靠性和稳定性提供保障。
在进行天线测试时,需要选择合适的测试设备和测试环境。
常用的天线测试设备包括天线分析仪、频谱分析仪、天线辐射室等。
测试环境应尽可能模拟实际应用场景,以确保测试结果的准确性和可靠性。
总之,天线测试是确保天线性能和可靠性的重要手段。
通过合理选择测试方法和设备,可以全面评估天线的性能表现,为天线的设计、制造和应用提供可靠的技术支持。
希望本文介绍的天线测试方法对您有所帮助。
天线测试方案随着无线通信技术的不断发展,天线作为一个重要的无线传输器件,其性能和质量要求也越来越高。
因此,天线测试方案的制定和实施显得十分重要。
本文将介绍天线测试方案的设计与优化,并且就如何有效地评估和测试天线的性能进行探讨。
一、天线性能测试的基本原则天线的性能测试主要包括信号波形、频谱和辐射方向图等方面的测试。
这些测试主要依靠测试仪器来完成,包括矢量网络分析仪、频谱分析仪、天线分析仪等。
其中,矢量网络分析仪主要用于测试天线的反射系数和传输系数,可以检测天线的匹配性、输入阻抗和增益等性能指标;频谱分析仪主要用于检测天线的频谱分布,可以监测天线发出的电磁波是否符合相关标准;天线分析仪则是专门用来测量天线的辐射特性和天线的方向图等性能。
在测试天线性能时,应该遵循一些基本原则。
首先,要选择合适的测试环境,避免地面和建筑物等障碍物对信号传输的影响。
同时,要保证测试设备的精准度和稳定性,保证测试结果的可靠性和准确性。
最后,要了解相关标准和技术规范,为测试工作提供依据和标准化。
二、天线性能测试的具体流程在进行天线性能测试前,应先了解天线的基本信息,如工作频率、增益、输入阻抗等参数,这些都是测试的重要指标。
其次,要选择合适的测试环境,开展测试前进行天线校准。
在天线测试过程中,应先用矢量网络分析仪对天线进行匹配网络测试,确定天线的输入阻抗是否符合要求。
接着,使用频谱分析仪测量天线的频谱分布,分析天线发出的电磁波是否满足相关的频带要求。
最后,使用天线分析仪,测量天线的辐射特性和方向图等参数,分析天线的性能是否良好。
三、天线测试方案的优化为了提高天线的测试效率和测试准确性,可以通过以下几种方法进行优化:1. 使用自动化测试工具,可以对天线进行快速测试和数据分析,提高测试质量和效率。
2. 引入仿真技术,可以预测天线的性能和参数,减少测试时间和成本。
3. 对于射频和微波测试,可以使用高端测试设备,提高测试仪器的精度和灵敏度,进而提高测试数据的准确性。
1引言作为第三代移动通信系统标准之一的TD-SCDMA,采用了两项最为关键的技术,即智能天线技术和联合检测技术。
其中智能天线对于系统的作用主要包括:(1)通过多个天线通道功率的最大比合并以及阵列信号处理,明显提高了接收灵敏度;(2)波束赋形算法使得基站针对不同用户的接收和发射很高的指向性,因此用户间的干扰在空间上能够得到很好的隔离;(3)波束赋形对用户间干扰的空间隔离,明显增加了CDMA的容量,结合联合检测技术,使得TD-SCDMA能够实现满码道配置;(4)通过波束赋形算法能够实现广播波束宽度的灵活调整,这使得TD-SCDMA在网络优化过程中小区广播覆盖范围的调整可以通过软件算法实现(常规基站天线的广播波束是固定不可变的,若想调整覆盖范围必须要更换天线),从而明显提高了网优效率;(5)通过对天线阵进行波束赋形使得下行信号能够对准一个(或若干个不同位置的用户)用户,这等效于提高了发射机的有效发射功率(EIRP)。
CDMA系统中采用了大功率线性功放,价格比较昂贵;采用智能天线技术的TD系统可以采用多个小功率功放,从而降低了制造成本。
2基本工作机理根据波束成形的实现方式以及目前的应用情况,智能天线通常可分为多波束智能天线和自适应智能天线。
多波束智能天线采用准动态预多波束的波束切换方式,利用多个不同固定指向的波束覆盖整个小区,随着用户在小区中的移动,基站选择其中最合适的波束,从而增强接收信号的强度。
多波束智能天线的优点是复杂度低、可靠性高,但缺点是它受天线波束宽度等参数影响较大,性能差于自适应智能天线。
自适应智能天线采用全自适应阵列自动跟踪方式,通过不同自适应调整各个天线单元的加权值,达到形成若干自适应波束,同时跟踪若干个用户,从而能够对当前的传播环境进行最大程度上的匹配。
自适应智能天线在理论上性能可以达到最优,但是其实现结构和算法复杂度均明显高于多波束智能天线。
TD-SCDMA系统采用的是自适应智能天线阵,天线阵列单元的设计、下行波束赋形算法和上行DOA预估是智能天线的核心技术。
天线的测试方法和原理一、开头最近在研究天线的测试方法和原理,发现了一些挺有趣的事情呢。
天线这个东西啊,其实在我们日常生活中到处都是。
就像咱们家里的电视,没有天线(或者现在的数字天线设备),可能就收不到几个台,画面还模糊得不行。
这天线到底是怎么回事儿,它的测试方法背后又有哪些原理呢?今天来和大家好好聊一聊。
二、内容展开咱们先来说说天线的工作原理吧。
你可以简单把天线想象成是一个在无线世界里的“嘴巴”和“耳朵”。
它既能发送电波信号(说话),又能接收电波信号(听话)。
那这些电波信号其实就是一种看不见、摸不着的电磁波,就像海洋里的水波一样,在空气中传播。
当天线要发送信号的时候,就像我们在池塘里扔一颗小石子,会激起一圈圈的水波向四周扩散,天线就是这个把电信号以电磁波形式向外扩散的源头;而天线接收信号的时候呢,反过来看就像在水里放置了一个很灵敏的探测器,当那些水波(电磁波)碰到探测器(天线)的时候,就能获取振动的信息,天线就能接收到信号啦。
那怎么知道这个“嘴巴”和“耳朵”好不好使呢?这就涉及到天线的测试方法了。
比如在测量天线的增益这个指标时,说得直白一点,就是看这个天线是不是能让信号变得更强或者说收集信号的能力有多强。
这就好像你在一个很吵的地方听人说话,带一个好的助听器(类似好的天线在接收信号)就能让声音听起来更清楚,而这个助听器(天线)增强声音的程度就是增益的一个类似概念。
在测试的时候,我们会利用一些专业的仪器在特定的环境下进行测量。
说到这里,你可能会问,那什么叫做特定的环境啊?通常呢,在实验室测试天线的时候,要避免周围其他物体的干扰。
就像我们想要真正听到某个人说话,如果周围有太多杂音(其他干扰电波),那就很难分辨清楚了。
所以测试环境要尽量纯净。
比如说测试的场地周围可能会设置一些电磁屏蔽装置,防止外界电磁场的入侵。
其实我一开始也不明白为什么要花这么大力气搞测试环境,后来看到其实一旦有外界干扰,测试的数据就会偏差很大,得出来的结果就不准了。
天线测试方法介绍天线测试是指对无线通信设备或系统中的天线进行性能测试和验证的一系列技术手段和方法。
天线的测试旨在评估其工作频段、增益、辐射图案、回波损耗、驻波比以及其他性能参数,确保其符合设计要求并满足通信系统的性能需求。
本文将介绍天线测试的方法。
一、测试设备的选择和准备在进行天线测试之前,需要准备一些测试设备。
主要有天线测试仪、信号源、功率计、频谱分析仪等。
这些设备的选择应根据实际测试需求来确定,并确保其性能和精度符合测试要求。
二、天线增益测试天线增益是反映天线辐射能力的重要指标,对于天线的调试和优化非常关键。
天线增益测试的方法主要有场强法、功率比法和功率流量法。
场强法是通过测量接收信号的场强和发送信号的功率来计算天线增益;功率比法是通过测量发射信号和接收信号之间的功率差异来计算天线增益;功率流量法是通过测量发射信号在一定距离内的功率衰减来计算天线增益。
不同的测试方法适用于不同的测试场景,需要根据具体的测试需求来选择。
三、天线辐射图案测试天线辐射图案描述了天线在空间中的辐射特性,是评估其指向性和可用方向性的重要指标。
天线辐射图案测试的方法主要有自由空间测试法、全视场测试法和屏蔽室测试法。
自由空间测试法是将天线放置于开放空地上,通过测量发射信号的功率和方向来绘制天线辐射图案;全视场测试法是将天线置于旋转平台上,通过旋转平台的控制来改变天线的方向,从而测量不同方向的辐射特性;屏蔽室测试法是将天线置于屏蔽室内,通过测量不同方向上的电场强度来计算辐射特性。
不同的测试方法适用于不同的测试场景,需要根据具体的测试需求来选择。
四、天线回波损耗测试天线回波损耗是指天线发送信号时,部分信号由于反射和散射在天线端口反射回来的损耗。
回波损耗测试主要通过测量功率差异或反射系数来评估。
测试方法有反射系数法、两端法和西口法等。
反射系数法是通过测量天线端口上的发射信号和反射信号的功率差异来计算回波损耗;两端法是通过在天线之间设置一个匹配器,测量匹配器端口上的发射功率和反射功率来计算回波损耗;西口法是通过在天线输出端口设置一个西口来测量反射信号的功率来计算回波损耗。
天线测试方法一、测试依据。
天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波,或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。
在移动网络通信中从基站天线到用户手机天线,或从用户手机天线到基站天线的无线连接,它的运行质量在整个网络运行质量中所占的位置是十分明显的。
因此,移动网络的好坏也就自然与天线密切相关。
为了便于介绍天线测试方法先从天线的几个基本特性谈起。
1、天线辐射的方向图天线辐射电磁波是有方向性的,它表示天线向一定方面辐射电磁波的能力。
反之,作为接收天线的方向性表示了它接收不同方向来的电磁波的能力。
我们通常用垂直平面及水平平面上表示不同方向辐射(或接收)电磁波功率大小的曲线来表示天线的方向性,并称为天线辐射的方向图。
同时用半功率点之间的夹角表示了天线方向图中的水平波束宽度及垂直波束宽度。
2、天线的增益天线通常是无源器件,它并不放大电磁信号,天线的增益是将天线辐射电磁波进行聚束以后比起理想的参考天线,在输入功率相同条件下,在同一点上接收功率的比值,显然增益与天线的方向图有关。
方向图中主波束越窄,副辩尾辩越小,增益就越高。
可以看出高的增益是以减小天线波束的照射范围为代价的。
3、天线的驻波比天线驻波比表示天馈线与基站(收发信机)匹配程度的指标。
驻波比的产生,是由于入射波能量传输到天线输入端 B 未被全部吸收(辐射)、产生反射波,迭加而形成的. VSWR 越大,反射越大,匹配越差.那么,驻波比差,到底有哪些坏处在工程上可以接受的驻波比是多少一个适当的驻波比指标是要在损失能量的数量与制造成本之间进行折中权衡的。
4、天线的极化天线辐射电磁波中电场的方向就是天线的极化方向。
由于电磁波在自由空间传播时电场的取向有垂直线极化的水平线极化的圆极化的,因而天线也就相应的垂直线极化的天线水平线极化的天线。
特别值得一提的双极化天线,它是在一副天线罩下水平线极化与垂直线极化两副天线做在一起的天线。
二、测试方法用移动基站给待测天线发送一个GSM频段中的频点,并且配合天线转台匀速旋转一周同时用高灵敏度频率扫描仪为数据采样接收机采集所用频点的场强。
天线检测方案1. 概述天线检测是指对通信设备中的天线进行性能评估和故障排除的过程。
天线作为通信系统的重要组成部分,其性能对通信质量和覆盖范围有着重要影响。
天线检测方案旨在确保天线的正常工作,并识别和修复潜在的问题,以维持通信系统的稳定性和可靠性。
本文将介绍一种常用的天线检测方案,主要包括检测天线连接、天线参数测试和天线性能评估。
2. 天线连接检测天线连接检测是最基本的天线检测步骤,其目的是确保天线正确连接到通信设备中,并且连接稳定可靠。
以下是一些常用的天线连接检测方法:•目测检查:检查天线连接是否松动、脱落或损坏。
确保连接器与天线之间没有生锈或腐蚀现象。
•物理检查:检查天线连接物理接口的插头和插座是否正确对接,确保连接器没有断裂和弯曲。
•信号检测:使用专门的天线信号检测工具或测试仪器,检测天线连接是否良好,并确保设备能够正常接收和发送信号。
天线连接检测是天线检测的基础,确保天线与通信设备的连接良好,有助于提高通信系统的稳定性和可靠性。
3. 天线参数测试天线参数测试是对天线的电性能进行测试,以验证天线在特定频段下的性能和适应性。
以下是一些常见的天线参数测试:•驻波比测试:驻波比是衡量天线匹配度的指标,通过使用驻波比测试仪器,可以检测并评估天线的匹配性能。
较低的驻波比表示天线的匹配度更好。
•波束宽度测试:波束宽度是天线辐射模式的重要参数,通过使用扫描天线测试仪器,可以测量和分析天线辐射模式的波束宽度,以确保天线能够提供良好的覆盖范围。
•增益测试:增益是衡量天线辐射能力的指标,通过使用天线测试仪器,可以测量和评估天线在特定方向上的辐射功率,以验证天线的增益性能是否符合要求。
天线参数测试可以帮助我们了解天线的工作状态和性能,并对其进行调整和优化,以提高通信系统的性能和覆盖范围。
4. 天线性能评估天线性能评估是对天线在实际通信环境中的性能进行评估和验证。
以下是一些常见的天线性能评估方法:•无线信号测试:使用专业的信号测试仪器,对天线在不同距离和遮挡条件下的信号强度进行测试,以验证天线的覆盖范围和信号传输能力。
智能天线测试方法的考虑
主要内容
现状、问题及解决方案
信道模型的发展
测试方法的探讨
测试用例的介绍
标准的关注
现状、问题及解决方案存在的问题
解决方案
智能天线现状
¾常规智能天线体积过大
¾实验室测试跟外场测试完全独立¾选址困难
¾安装困难
¾风阻过大
¾实验室测试与外
场测试的结果不能
有效结合
¾智能天线小型化
¾设计测试用例,
使实验室与外场测
试的结果能相互验
证
信道模型的发展-1 无线通信信道的空间特性是决定智能天线系统性
能至关重要的因素
对智能天线系统进行分析时,重要的是要了解阵列响应和多径信道间的关系
针对不同的应用和不同的环境,提出了不同的信道仿真模型。
比如LEE模型、几何单反射统计信道模型、GSM的仿真模型(TU和BU模型)
在某些情况下,为了更好的理解信道模型,需要感性的认识电磁波在空间信道的传播过程
信道模型的发展-2
图1. 城区环境下,信道仿真建模示意图
信道模型的发展-3
图2. +45度极化发射天线到三个接收点之间每径的时延与功率
信道模型的发展-4
图3. -45度极化发射天线到三个接收点之间每径的时延与功率
信道模型的发展-4
图4. 垂直极化发射天线到三个接收点之间每径的时延与功率
测试方法的探讨-1 对常规智能天线的测试,长期以来已经形成一整
套相对完整的测试方法。
随着智能天线技术的不断创新,新的天线类型不断涌现,比如前后排紧凑型智能天线、阵列压缩型智能天线、双极化智能天线。
由于新类型智能天线的结构、甚至极化方式与常规智能天线有所区别,因此相对应的测试方法也应有所改变。
不同类型的智能天线,应根据其应用的重点,测试方法应有其针对性。
测试方法的探讨-2 对前后排紧凑型智能天线而言,由于存在前排天线对后排天线的遮挡,因此在测试过程中需要更为关注以下几个方面:
¾后排单元波束的形状
¾前后排的间隔对后排波束的影响
¾后排单元波束畸变对链路性能的影响
测试方法的探讨-3 对阵列压缩型智能天线而言,由于阵元之间的距 离变小,因此各单元之间的隔离度会恶化,尤其 是下倾角为0度时,这种现象尤为明显,因此在 测试过程中更为关注以下几个方面: ¾单元之间的间距与隔离度之间的关系 ¾隔离度恶化对赋形效果的影响
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测试方法的探讨-3 对双极化智能天线而言,由于阵子的极化方式为 ±45度极化,相对于常规天线的垂直极化而言, 其关注点与测试方法改变相对较多,在实验室测 试过程中,主要有以下几方面: ¾相同极化方式的一组天线进行广播波束和业务 波束的合成 ¾异极化的隔离度与交叉极化比应尤为关注 ¾不同极化单元之间的对称性
2008-5-27
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测试方法的探讨-4 对双极化智能天线的外场测试中,应关注以下几 方面: ¾由于双极化天线的广播权值效率较低,且广播 波束在小区边缘下降过快,需要注意在组网测 试中出现盲区。
¾将实验室测试的隔离度及交叉极化比与外场测 试的天线相关性结合分析
2008-5-27
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测试方法的探讨-4 复杂无线环境下天线相关性测试结果
天线序 号 1 2 3 4 5 6 7 2
0.90247
3
0.90069 0.88209
4
0.89647 0.88509 0.90698
5
0.30814
6
0.27708 0.39548 0.21771 0.35328 0.95999
7
0.30794 0.42583 0.23497 0.36686 0.36073 0.9566
8
0.323 0.44561 0.2554 0.37895 0.95676 0.96302 0.95856
0.41978 0.22804
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测试方法的探讨-5 双极化天线外场测试中,考虑到天线为两种极化 方式,因此在测试过程中需要考虑UE的极化方式 对系统性能的影响
垂直
水平
+45度
-45度
2008-5-27
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测试用例的介绍-1 在目前的智能天线测试中,实验室测试与外场测 试是相对独立的,为了更有效的评价智能天线在 系统中的性能,可以考虑将外场测试与实验室测 试相结合。
以下介绍关于EBB算法赋形能力的测 试用例:
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测试用例的介绍-2
外场
实验室
仿真
1.选择测试环境 2.发起语音业务 3.记录Rxx、权 向 量以及基站 上报的DOA
1.利用权向量制 作相应的功分网 络 2.在暗室对该业 务波束进行测试
1.利用权值进 行仿真,生成 DOA 2.比较暗室测 试结果、仿真 结果及基站上 报的DOA
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标准的关注 目前常规智能天线的标准,经过大家的共同努 力,几经修改,我们认为已经比较完备了。
对于 新型智能天线,尤其是双极化天线,我们认为有 些指标需要着重关注: ¾0度电下倾时,异极化隔离度应>28dB ¾波束±60°边缘功率下降应满足10dB ± 2 dB ¾交叉极化比轴向(广播波束)应>20dB,业务波 束应>25dB
2008-5-27
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总结 通过以上对智能天线现状,尤其是新型智能天线 测试中关注点的分析,我们认为: ¾不同类型的天线在测试过程中,根据其结构及 本身的特点进行有针对性的分析 ¾应该将实验室测试与外场测试相结合 ¾应根据天线类型的不同,以及天线结构的不同 合理的确定标准
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