天线测量场地检测方法

分布式天线系统（DAS）天线测试方法探讨Research on Antenna Testing Method of Distributed Antenna System通过对200多副DAS天线增益和水平面半功率波束宽度两项技术指标的测量，发现远场与近场测试数据超出测试误差范围。

采用DAS壁挂天线在远场和近场进行对比测试，得出天线主极化、交叉极化的水平面方向图和增益，并将之叠加得出合成方向图和合成增益，得到天线的水平面半功率波束宽度和增益，且远场合成后的数据与近场基本一致。

由此提出DAS天线远场功率合成测量方法，可为运营商进行DAS覆盖设计提供准确依据，确保移动通信网络有效运行。

By measuring the two technical indexes of antenna gain and the horizontal half power beam width for 200 pairs of DAS antennas, we found that the test data of both far field and near field exceed the error range. In the far field and near field test using DAS wall antenna, the main polarization pattern, cross polarization pattern and their gains are obtained. Superposing above patterns and gains, the horizontal half power beam width and gain of antenna are derived. We found the far field synthetic data is almost consistent with the near field data. We propose the DAS antenna far field measurement method of power synthetic. This method can provide accurate basis of DAS network coverage design for operators to ensure the effective operation of the mobile communication network.DAS synthetic power measurement gain horizontal half power beamwidth pattern （中国电子科技集团公司第七研究所凯尔实验室，广东 广州 510310）(No.7 Research Institute of China Electronics Technology Group Communication Calibration and Testing Laboratory, Guangzhou 510310, China)中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1010(2013)-14-0046-05【摘 要】【关键词】DAS 功率合成测量 增益 水平面半功率波束宽度 方向图赵研ZHAO Yan收稿日期：2013-06-17[Abstract][Key words]责任编辑：李帅　****************1 DAS简介DAS（Distributed Antenna System，分布式天线系统）是一个由分布于某个建筑物内、专门用于提供无线室内覆盖的多个天线组成的网络。

在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法郝延刚;李淑华【摘要】On the basis of the commonly used antenna pattern measurement method, is the size of a large array antenna taken into consideration, and designed a set of array antenna pattern testing method in an outdoor test field. According to this method, the array antenna pattern of a particular model of aircraft is firstly tested. Then the radiation pattern of the pitch surface is measured and compared with the theoretical simulation results thus proving the accuracy of the experimental program. Finally, the experimental error is analyzed.%在常用天线方向图测量方法的基础上,考虑大型阵列天线尺寸大的特殊性,并且结合实际测量条件,设计出一套在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法.按照此方法,对某型号飞机的阵列天线方向图进行测试.测得其俯仰面辐射方向图后与理论仿真结果对比,论证实验方案的准确性,并对实验误差进行分析.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)029【总页数】4页(P7745-7748)【关键词】阵列天线;方向图;室外测试场【作者】郝延刚;李淑华【作者单位】海军航空工程学院青岛分院,青岛266041;海军航空工程学院青岛分院,青岛266041【正文语种】中文【中图分类】TN820.1阵列天线具有较强的方向性和较高的增益，并且能够实现方向图扫描等优点。

国家通信导航设备质检中心──基站天线测量方法Test specification of Base station antenna center1 增益、半功率波束宽度、前后比及交叉极化比的测量可以采用远场或近场等测试方法，本标准叙述最常用的远场测试方法。

The test has long distance and near distance for antenna gain,beam width front to back ratio amd polarization.2 增益测量 Gain test2.1测量框图见图1 test draws:图1天线增益测试框图 antenna gain testing draws2.2 测量条件 test qualification2.2.1被测天线具有相同的极化方式。

The antenna and source antenna is same polarization2.2.2被测天线与源天线之间测量距离应满足：式中：L ──源天线与被测天线距离m; there is distance of the antenna to source antennaD ──被测天线最尺寸m; there is max dimension of source antennaD ──源天线最大辐射尺寸m; there is max radiancy of the antennaλ──测试频率波长m 。

test frequency beam long2.2.3被测天线应安装于场强基本均匀的区域内，场强应预先用一个半波偶极天线的有效天线体积内进行检测，如果电场变化超过1.5dB ，则认为试验场是不可用的。

此外，增益基准天线在两个正交极化面上测得的场强差值小于1dB 。

The antenna under test should be placed within a constant field,and the field stremgth can first be measured within the magnetism field of the antenna under test. Should the electric field show fluctuations greater than 1.5dB, the test field should ge considered unsuitable. Moreover, the measured field stremgrhs of the horizontal amd vertical polarized components, s measured by the standard gain antenna, should mot differ by more than 1dB.2.2.4测量用信号发生器、接收机等测量设备和仪表应具有良好的稳定性、可靠性、动态范围和测量精度，以保证测量 数据的正确性。

中华人民共和国国家标准卫星电视地球接收站测量方法天线测量发布实施国家技术监督局发布前言中所要求的电性能对进行本标准对原版的内容主要作了如下修改本标准由中华人民共和国电本标准由电子工业部标准化研究所本标准起草单位电子工业部第五十四研究电影电视部广播科学本标准主要起草本标准于年月首次发年月第一次修中华人民共和国国家标准卫星电视地球接收站测量方法天线测量代替范围本标准规定了卫星电视地球接收站天线性能指标的和本标准适用于引用标准下列标准所包含的条过在本标准中的引用而构成为本标准的条本标准出示版本均为所有标准都会被修用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可卫星电视地球接收站测量方法系统测量电信术语天线定义除下采用中的天线分系统天线分系统是卫星电视接收设备的一部由天线图天线分系统天线由主反射器时还有副反馈源网络通常包括一个极化器和一段过渡过波导馈线接到室外单增益标准天线批准实施增益标准天线是一种具有确定结构并经过精确校益系数与方向性系数数值上接另益系数的计算值与实测值很接所用喇叭天线作为测试微波天线增益的比较视轴方向视轴方向即电轴方由天线辐射性能确定的轴方椭圆的长轴对短轴之极化极化是描述电场矢量端点随时间变化的轨迹的形状和在一个电磁振荡周期内端点轨迹可以是相应地称该极化为椭圆极化或线交叉极化鉴别率接收天线的交叉极化鉴别率是天线从给定方向上按预期最大功率传输的功率与从同一方向由功率相等但极化正交的同一远场区辐射源所接收的功率之天线功率增益天线功率增益意指相对于各向同性的无耗源的总增两个正交极化的增益分量的总果指某一极化的增应表明这种极化增或线极化增益等益的定义也可以从有效式中作波有效匹配终端上的有效口面上的平面波的单位天线方向图接收天线方向图是天线接收等幅平面波能力随天线指向角度变化情况的图照射被测天线的该一等幅平面波由设置在远区的某一固定点源力的大小表现为连接天线的接收机所显示的功率电当被测天线的极化与远区源天线的极化一致所得的方向图为天线的同极化方向图当被测天线的极化与远区源天线的极化正交所得的方向图为天线的交叉极化方向极化方向图的电平应按同极化方向图的峰值测量方向图改变天线指向角度的旋转轴的取向不同得到不同平面的方向当旋转轴与天线的方一致得的方向图称为铅垂方向当旋转轴与天线的极化面成得的方向图称为面方向面方向图和方向测量方法大气条件一般为现场大气环境晴环境条件在满足天线远场准则的测试场区有等引起反射的对测量仪器的要求信号源频率须保持稳定要求内频率稳定度输出功率一般要求满足加接功率放大频谱分析仪分辨带宽在小于时仍能稳定地工态范围须在对测试场地的要求为了确定远场的测试场地应提供均匀振幅的平面波照射天线口里规定采用近于理想的自由空间测试场该场区内要将周围物体的影响减小到最些影响包括测试场地表面的反天线和测试塔的反也可以采用反射测通常规定入射到待测天线口径中心与边缘的相位差小于此确定最小测试距离式中测天线口面直作波测天线至信号源的天线功率增益天线功率增益的测量通常用直接比较信号接校及推荐用直接比较法和直接比较法测量原理增益测量的比较是比较增益标准天线与被测天线从相同距离的辐射源接收到的信号电测量框图如图所图直接比较法测量框图测量步骤按图连接好设备开关打到被测天线调整被测天线与辐射源对准极化匹接收的功率电平将开关打到增益标准天线对准辐射源上下连续地改变增益标准天线的高接收信号电平的最大值小值被测天线功率增益由示式中测天线功率增益标准天线在测试频率上的增测天线接收电面反射修正系益标准天线接收最大电益标准天线接收最小电卫星法测量原理利用同步卫星上信标作信号源对待测天线的方位和俯仰方向图波束宽度进行测根据经验公式导出待测天线的增式中位和俯仰波束宽测量步骤设备按图连接图天线接收特性测量框图精确对准所选择信标并微调天线使之达到电平最大分别测出待测天线俯仰与方位的方向定出依据出天线增测定其他频另一颗卫星时步骤同注本方法也适用于远场天线噪声温度常用因子测量原理用因子由示式中试环境噪声放大因子定义式中别为常温标准负载和天线的噪声测量步骤预先用标准对低噪声放大按图连接测试现场可不带冷负载图测量天线噪声温度的设备配置将低噪声放大器与常温负载相频谱分析仪面板控制器如下设置频率跨按规定工作频段预衰减器中心频率按规定预置如分辨带宽接通低噪声放大器电源扫描出规定频段内的噪声功率曲将低噪声放大器与天线相连在规定的天线仰角上重复步骤打印并记录测试结果及测试环境线上查对应频率点的因用应频率点天线分系统含网络天线噪声温度的关系的参考点在天线网络的输出法考察的参考点在初级辐射器的输出端定馈源网络的损耗为与之间的关系见式中试环境天线电压驻波比或回波损耗测量原理假定天线的输入阻抗它与某一标称阻抗的传输系统连接时由于阻抗失配而在后一传输系统中产生电压反射系数为的反射波这一阻抗失配的程度通常用电压驻波比或回波损耗表可以用反射系数表上述各参数之间的关系见测量方法天线的电压驻波比或回波损耗用点频法或点频法测量点频法测量的设备配置见图测量精度主要取决于测量线本身的精好的系统常电压驻波比的测量精度约在以图测量电压驻波比的设备配置先在测量线输出端口接短路测量频定指示刻度然后去掉短路器接被测天线按照标定刻度可直接读出被扫频法扫频法的设备配置见图定向耦合器方向性对测量精度影响常要求有以上的方向图扫频法的设备配置频谱分析仪在这里是作为扫频接收机测量时首先在测量定向耦合输出端口接短路器在工作频段范围内作的校准曲线并储存然后接被工作频段内的回波损耗进行扫频并打印测量结果表示法测量结果应以曲线或带标度示波器上的照片或打印机绘制的曲线图表当结果不用图形表示按下列表示在工作频段范围波损耗大还应给出各种情况下测量结果的最大误天线方向图测量原理被测天线与源天线轴向源天线均匀入射场照的频率和极化状态转台在所需的需的角度范围内记录接收信选定的采样间隔采集数据实时或事后显示方向图数测量天线方向图设备配置测量天线方向图设备配置如图所图测量天线方向图设备配置测量步骤按照要求架设源天线和被测天线将被测天线对准源标定方俯仰度位被测天线绕天线的方连续或步进地旋转其指向角记下表示为角度函数的接收功率电结果表示无论是同极化方向图还是交叉极化方向应按同极化方向图的峰值整的方向图数据还须注明下列各项测量频率天线极化测量的当结果不用图形表示按下列给出典型数据如半功率波瓣宽第一旁瓣电平广角旁瓣包络不符合天线极化线极化天线的交叉极化鉴别率测量被测天线安装在测试场上用位于远区的线极化源天线照天线应为标称同置于最大增益位置记录接收功率然后将源天线围绕它的波束轴旋转到最小功率传输的位化零接收交叉极化鉴别率由出圆极化天线轴比被测天线安装在测位于远区的标准线极化源天线照天线按精确地设置在最大增益的位置天线围绕它的波束轴至少转动测接收最大功率小功率轴比表示见。

天线近场测量--(**，北京100191)摘要本文介绍了天线测量的发展历程，对近场扫描系统的组成、三种测量方案以及各方案的实施做了系统的叙述。

最后，集中分析了这三种近场扫描测量方法的适用情况，以根据实际适当选择。

关键词天线测量，平面近场测量，圆柱面近场测量，球面近场测量Near-Field Antenna Measurements**(**, Beijing 100191)Abstract:This paper introduced the development of antenna measuring technologies, the consistent of near field measuring system and practices of three measuring were discussed as well. At last, the best situated method of some type of antenna were analyzed in detail to choose them conveniently.Keywords: Antenna measurements; PNF;CNF;SNF1 引言天线特性参数的测量有多种方法，目前，主要的方法包括三大类：天线的远场测量、天线的紧缩场测量、天线的近场测量。

其中，因天线特性主要是定义在天线的远场区故远场测量更为直接准确，而紧缩场测量天线主要是拉近远场所需远场条件：22d Dλ≥，其通常采用一个抛物面金属反射板，将馈源发送的球面波经反射面反射形成平面波，在一定远距离处形成一个良好的静区。

将天线安置在静区内，测量天线的远场特性，其类似于远场测量，只是缩短测量距离，便于在理想远场环境（暗室）下进行测量。

比较而言，天线近场测量技术应用更为广泛，其对设备要求低，不需要造价昂贵的暗室环境，也不需要远场测量下，对射频系统的较高的要求。

天线近场测量方法
天线参数的测量有助于我们了解天线性能，并对其加以更合理的应用。

一、近场测量的基本方法
目前在天线近场测量领域，常用的天线测量方法有平面扫描、柱面扫描和球面扫描，这些方法分别需要在平面、柱面、球面上采集数据。

二、近场测量方法的特点
平面近场扫描需要较小的暗室环境、较简单的调整技术和数学分析。

这项技术适用于高定向性天线测量，如蝶形或者相控阵等，几乎所有接收或发射的能量都穿过平面扫描区域。

但平面近场只覆盖待测天线方向图的有限区域，因此很难测定天线的方向性。

柱面近场扫描适用于扇形波束天线测量，其能量较为集中于一轴，而在另一正交轴上较为分散，如手机基站天线，其辐射方向图大部分局限于俯仰向的小范围内。

球面近场扫描能用于任何天线的测量，尤其适用于那些不适合平面和柱面测量的全向或近似全向天线。

该方法不存在测量面的截断，因此可用于精确测定任意类型的天线的远副瓣。

（资料来源于IEEE天线近场测量标准）。

中华人民共和臣电子工业部部标准天线测试方法在天线测试场测量天线辐射方向图本标准适用予在天线潞试场测量天线的辐射方向图，重点放在天线辐度方向图的测量。

本标准中始终假定受试天线是一个无源，线性，可逆的装置，所以它的辐射特性既可以在发射状态也可以在接收状态下测量。

否则应当在天线系统所设计的使用状态下进行测量。

本标准中如无特殊说明，则受试天线是用于接收状态。

工作坐标系与测量的基本考虑1.1天线辐射方向图是任何一个天线的主要特性．为了全面地表征一个天线的辐射场，应测量以受试天线为中心（严格地说是以受试天线的相位中心为中心>的某一球面上的相对幅度，相对相位，极化及功率增益。

这些辐射特性中的任何一个作为空间坐标系的函数被显示出来就定义为受试天线的辐射方向图或天线方向图．1.2应将一个工作坐标系（通常是球坐标系）与受试天线联系在一起．此坐标系由天线使用时所处的系统而定。

特殊天线的测量可以规定不同的坐标系．天线测量中采用的标准球坐标系示予图1．一种专门用于火箭、导弹和宇宙飞船的坐标系示于图2．1．3 天线的坐标系一般根据天线上某一机械基准来规定．因此，应当提供一种建立这个机械基准的手段．图1 天线测量中使用的标准球坐标系1.4在一个给定的辐射方向图中两个角型标是变量，而受试天线到测量点阿距离R是不变的。

通常射频工作频率和天线极化状态作为参变量来处理．辐射方向图应在规定的频率上和指定的极化状态下泓量。

对某些天线的应用必须使频率作为一个变量。

如果频率是连续可变的，则此种测量方法叫做扫频技术．。

1.5完全测出天线的辐射方向图是不现实的，所以必须使用各种采样技术。

如固定工作频率和极化而坐标步进地改变，对的每一增量在给定的范围内连续地测出所徭要的天线特性。

根据实际情况，只要增量足够小，便可以获得近予完整的实用天线方向图。

对所有增量得到的方向图通常叫做一个辐射方向图组。

1.6当源天线照射到它紧邻区域内的构件上时，这些构件会改变孤立天线的辐射场．因此对辐射场的测量必须把那些构件的有关部分包括在内。

大型固定式米波有源相控阵天线方向图测试方法阐述了地面反射场法、波束扫描法、聚焦法的原理，给出了这三种方法相结合在固定式米波阵列天线的方向图测试中的应用实例，结果表明，该方法具有较高的测试精度，适合大型固定式米波阵列天线的方向图测试。

标签：地面反射场法；波束扫描法；聚焦法；方向图测试0 引言天线测试是天线系统工程研制的重要环节之一，测试方法的选择是天线测试的核心问题，其决定了测试场地的选择、天线架设高度等。

米波天线阵列频段低、尺寸、重量大，一般室内近场暗室无法满足测试要求，通常选择室外远场测试。

室外远场测试方法包括等高场法、斜距场法等近似自由空间测试方法及地面反射场法[1]。

近似自由空间测试方法的关键是控制地面反射场的影响，地面反射场法利用直射场与地面反射场的干涉方向图的第一瓣的最大值指向天线阵列口面中心，在天线阵列口面近似得到等幅同相入射场。

大型米波阵列天线的重量大，难架高，辅助天线波瓣宽，近似自由空间测试方法很难完全抑制地面反射波的影响，副瓣电平的测试精度不高；地面反射场法将天线阵列和辅助天线低架设在地面附近，在测试距离、场地的不平坦度、开阔度和周围无遮挡物等条件满足要求的条件下，调整架设高度，在天线阵列口面上形成满足测试精度要求的近似等幅同相的入射场，比较适合大型米波阵列天线。

固定式大型米波阵列天线难以架设在测试转台上。

对相控阵来说，可利用相控阵波束扫描灵活的优点，采用波束扫描法进行波瓣测试。

大型米波阵列天线的远场距离可能很大，一般需要几百米，甚至数公里，标准的外场远场测试方法对测试场地尺寸的要求太高，给测试场地的选择带来困难。

采用聚焦法测试相控阵方向图，测试距离可以缩小到天线阵列口径最大尺寸的几倍[2]。

聚焦法通过补偿有限距离引起的口径相位差，使聚焦区测试的方向图等效为远场方向图。

1 测试方法基本原理1.1 地面反射场法地面反射场法将待测天线阵列和辅助天线低架在地面附近，在测试距离、场地的不平坦度、开阔度和周围无遮挡物等条件满足要求的条件下，利用直射场和地面反射场的干涉方向图的第一个瓣照射待测天线阵列，在待测天线口面上形成满足测试精度要求的近似等幅同相的入射场。

相控阵天线远场测试场测量方法窦晓杰;程乃平;倪淑燕【摘要】Appropriate testing method should be selected to test the characteristics of phased array antennas. In order to study the far⁃field testing of phased array antennas,a far⁃field testing field measurement is adopted. The measuring methods of characteristics of EIRP,G/T and antenna pattern are introduced and researched. The beam correction and electric level compen⁃sation are explained. The method can accurately measure the far⁃field performance of phased array antennas and be used in engi⁃neering practice.% 对相控阵天线的特性需要选择合适的测试方法进行测试，为了研究相控阵天线的远场测试，采用远场的测试场测量，对相控阵天线的EIRP、G/T值以及方向图等指标特性的测量方法进行了介绍和研究，并进行了波束修正与电平补偿的说明，此测试方法可准确测量相控阵天线的远场性能并应用于工程实践。

【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】3页(P54-56)【关键词】相控阵天线;远场测试;EIRP;G/T;天线方向图【作者】窦晓杰;程乃平;倪淑燕【作者单位】装备学院研究生院，北京 101416;装备学院光电装备系，北京101416;装备学院光电装备系，北京 101416【正文语种】中文【中图分类】TN82-340 引言随着电磁研究的深入和电子技术的发展，天线的发展和应用已经渗透到导航、通信、电子对抗和雷达等诸多领域[1]，多波束天线可通过相控阵同时或分时地形成多个相互独立的发射或接收波束，实现波束形状的灵活控制和波束指向的迅速切换[2]。

基站天线方位角测量方法简介(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--基站天线方位角的测量方法1目的规范测量方法、降低人为因素、提高测量准确性。

2适用范围此方法适用于无线设计人员上站勘察时，测量基站方位角。

3使用工具介绍设计人员通常所使用的指北针如图1所示，由罗盘、照门与准星等组成。

方位分划外圈为360°分划制，最小格值1°。

测量精度：±5度。

图1 指北针图示4测量原则指北针或地质罗盘仪必须每年进行一次检验和校准；指北针应尽量保持在同一水平面上；指北针必须与天线所指的正前方成一条直线；指北针应尽量远离铁体及电磁干扰源(例如各种射频天线、中央空调室外主机、楼顶铁塔、建筑物的避雷带、金属广告牌以及一些能产生电磁干扰的物体)；测量人员站定后，测量时，展开指北针，转动表盘方位框使方位玻璃上的正北刻度线与方向指标相对正，将反光镜斜放（45°），单眼通过准星瞄向目标天线，从反光镜反射可以看到磁针N极所对反字表牌上方位分划，然后用右手转动方位框使方位玻璃上的正北刻度线与磁针N极对准，此时方向指标与方位玻璃刻度线所夹之角即为目标方位角（按顺时针方向计算）。

测量原则如下图2所示：图2 测量方法图示5测量方法基站方位角的测量方法有很多，需要根据不同的场景和现场人员情况来选择合适的方法进行测量，下面对几种常用的测量方法进行简要介绍。

1)直角拐尺测量法适用场景与要求：本方法几乎适用于所有场景，但是要求两个人员进行测量，而且其中一人需持有登高证登到天线位置。

测量时可以根据现场情况在前方测量或侧方测量。

前方测量：在方位角的测量时，两人配合测量。

其中一人站在天线的背面近天线位置，另外一人站在天线正前方较远的位置。

靠近天线背面的工程师把直角拐尺一条边紧贴天线背面，另一条边所指的方向（即天线的正前方）来判断前端测试者的站位，这样有利于判断测试者的站位。