实例解析：近场天线测试系统解决大型暗室测试难题

天线/RCS 近场测量系统的研究a张士选,郑会利,尚军平(西安电子科技大学,710071)摘要:给出了由HP 8530B 组成的天线/RCS 近场测量系统的有关技术指标。

利用该系统对典型天线进行了分析测量。

结果表明,所研制的近场系统可提供各种天线的精确测量结果。

关键词:近场测量;天线;采样;收发系统;精度中图分类号:T N957.2 文献标识码:B文章编号:1005-0388(1999)01-0092-5Study on Antenna /RCS Near Field Test SystemZHANG Shi -xuan ,ZHENG Hui -li ,SHANG Jun -ping(Xidian University,Xian 710071Chian)Abstract :Antenna/RCS near field test system w ith HP8530B m icrow ave rceiv-er is intro duced in this paper.Som e pr oblem in the desig ning and realizing the sy s-tem are analy sised.The technolo gical index of the sy stem is g iven.So me ty piced an-tenna are tested w ith this sysem .It is concluded that the accurate testing results of various antenna can be prov ided with this system .Key words :Near field test;Antenna ;Sam ple;T ransmitter and receiver sy s-tem Accuracy1　引言天线近场测试技术越来越受到人们的重视。

实例解析：近场天线测试系统解决大型暗室测试难题 前言 受限于实施基站天线远场测试时间和成本，许多移动运营商不能如愿测试天线。

因为搭建远场需要极远距离，所以不适宜直接在全电波暗室测试远场。

很难找到室外测试基地，并且使用室外基地受天气因素所限。

这就要求有特定房间能够运用特定技术测试大型天线。

另外，许多基站天线经过机械调整会改变阵列模式，这就需要一种拥有多个设置的测试方法。

基于上述困难，在全电波暗室进行测试每天至少要花费1800到2000美元，每次测试需要3到4天。

如果测试表明设计要改良，移动运营商很可能要进行额外的测试，除非他们在全电波暗室测试前进行了预测试。

预定全电波暗室测试长达两或三个月，所以仅预定这项测试就使项目发布延迟了相当多时间。

为克服这些困难，一家大型移动运营商的工程师们采用了EMSCAN RFX2天线模型测试系统。

桌面扫描仪生成天线测试数据，把结果映射到远场模型上。

这种情况下，测试组在700MHz和1950MHz的环境下进行测试。

由于阵列尺寸超过了扫描仪可扫描的范围，测试组不能通过一次来测试天线。

为解决这个难题，他们进行了四次扫描，每40cm扫描一次，形成总共160cm*40cm的扫描面积。

测试设置 注意图1中天线阵悬浮于RFX2扫描仪上方最大可支撑距离115mm 处来使扫描仪和在测天线之间影响最小化。

在测天线阵重20kg，长150cm，宽30cm，厚15cm。

下图1中第一个测试位置RFX2接近天线阵顶部。

覆盖扫描仪的吸收材料也有助于最小化人工移动扫描仪40cm向下一段位置时的影响。

如此移动扫描仪对应于扫描仪的扫描范围。

测试期间，当工程师们手动扫描仪到下一段位置时，他们借助于网络分析仪监控天线的S11。

吸收材料正如所期望那样发挥效用，当扫描仪移动时回波损耗几乎无变化。

第一个扫描仪测完第一段之后，扫描仪向左移动40cm由第二个扫描仪进行测试，无其他变化。

每次扫描耗时不到2秒，测试组直到四个扫描仪完成扫描之后才把扫描仪移动到接下来的测试位置。

多探头球面近场天线测试效率提升思路探究【摘要】实际落实球面近场测试效率提升工作过程中，主要将多探头球面近场天线测试系统的各类采样方案作为基础依据，对各种类型采样方案进行仿真和对比，精准确定精准对测试效率造成的影响。

这就要将电磁仿真软件作为基础依据，对具体设计的喇叭天线近场和远场放线图数据进行计算，之后再利用球模式展开法的近场到远场变换算法。

从理论角度出发验证是否满足采样规则，通过合理增加方位上采样间隔的方式，达到提高多探头球面近场天线测试效率的目的，最终阶段则是分析和测试多端口天线，这样能够证明利用电子开关和内循环采样方式，有利于进一步提高测试效果。

本文从多探头测试系统的相关内容入手，结合多探头球面近场天线测试效率提升思路展开阐述，针对提升测试效果的重要举措进行全面探讨。

【关键词】多探头系统；球面近场天线；测试效率；移动通信技术【引言】目前我国科学技术水平不断提升，移动通信技术被各个领域广泛应用，不仅能够推动天线测量技术创新发展，也能形成一种新型的球面近场测量模式，对于提升多探头球面近场天线测试效率具有重要意义。

细致分析和研究“球面近场测量的近场采样面”，了解到其是一个球面，严格按照标准要求做好近场数据采集这项工作，高效应用严密的近场到远场变换算法，为后续推到具有较强准确性的远场创造条件。

通常情况下，球面近场数据采样以4π空间为主，这一内容决定着其近场数据与其他类型的近场测量数据相比，具有较强完整性，同时也能获得待测天线三维空间的方向图信息。

基于此，非常关键的一项措施制定有利于提高多探头球面近场天线测试效率的方案，既要做好各项细节处理工作，也要打破原本单探头球面近场测量技术的束缚。

1多探头测试系统概述实际操作过程中将多探头系统安装在无回波屏蔽暗室中，其能够做好移动通信天线测量工作，并且具有快速精准的特征。

经过深层次研究，不难发现多探头测试系统是现阶段SG天线测量系统中测试天线最大、探头数量最多的一种系统。

天线近场测试是一种用来测试天线性能的方法，它可以在不远离天线的距离范围内进行测试，而不需要使用远场测试的大型测试距离。

其基本原理如下：
近场测试通常在天线距离测试点的距离范围内进行，一般在天线直径的2-3倍距离内。

这样可以使测试过程中电磁场的变化足够缓慢，可以认为电磁场是静态的，从而方便进行测试和分析。

在测试过程中，使用测试天线和信号源，将电磁波信号输送到待测天线中，观察待测天线输出的电信号强度和相位等特性，并将这些信息传递给测试设备进行分析。

通过在不同位置进行测试，可以获取天线在不同方向的辐射图。

这些数据可以用于优化天线设计和调整其性能。

总之，天线近场测试是一种简便、高效、准确的测试方法，可以在相对较小的空间范围内进行测试，并获得有关天线性能的详细信息。

２０２１年１月１０日第５卷第１期现代信息科技Modern Information TechnologyJan.2021 Vol.5 No.1682021.1基于平面近场的有源相控阵系统G ／T 值测量方法吴瑞荣，邹永庆，龙永刚，李景峰，吴贻伟（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230088）摘 要：文章提出了一种基于平面近场的有源相控阵天线系统G /T 值测量方法，通过分别测量接收系统的有源增益和有源噪声功率，进而测量出G /T 值。

该方法在暗室平面近场进行，实现简单，受环境影响小，重复度高，解决了大型阵列天线G /T 值测量困难的问题。

给出了测量原理和测试误差分析，并通过对Ka 频段接收相控阵的G /T 值实测，与理论计算结果一致，且多次测量的抖动在0.25 dB 内。

关键词：G /T 值测量；有源相控阵天线；平面近场中图分类号：TN82文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）01-0068-03G ／T Ｖａｌｕｅ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ａｃｔｉｖｅ　Ｐｈａｓｅｄ　Ａｒｒａｙ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎＰｌａｎａｒ　Ｎｅａｒ　ＦｉｅｌｄWU Ruirong ，ZOU Yongqing ，LONG Yonggang ，LI Jingfeng ，WU Yiwei（The 38th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation ，Hefei 230088，China ）Abstract ：In this paper ，a method of measuring G /T value of active phased array antenna system based on planar near field isproposed. By measuring the active gain and active noise power of the receiving system respectively ，the G /T value can be measured. The method is implemented in the near field of the dark chamber plane ，which is simple to realize ，small affected by the environment and high repetition. It solves the difficult problem of measuring the G /T value of large array antenna. The measurement principle and error analysis are given in this paper. The measurement principle and error analysis are given. The measured G /T value of Ka band receiving phased array is consistent with the theoretical calculation ，and the jitter of multiple measurements is within 0.25 dB.Keywords ：G /T value measurement ；active phased array antenna ；planar near field收稿日期：2020-11-290 引 言有源相控阵天线因其具备波束指向、形状等灵活可变的高弹性，在测控通信、微波成像等多个领域广泛应用，随着芯片和微波集成技术发展，毫米波大型相控阵列得到长足应用。

仿真暗室天线近场测试研究
柳锐锋;甘连仓;梁婷;张部生
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2012(35)12
【摘要】对于普通的仿真暗室,由于很难避免仿真测试和天线方向图近场测试的相互影响,所以一般无法在该类暗室内完成天线近场测试。

对于尺寸大、结构独特的仿真暗室,提出了它的综合利用问题,天线近场测试就是其中之一。

介绍了天线近场测试技术,结合仿真暗室特点,提出了在仿真暗室中组建一套天线近场测试系统,并给出了详细的位置布置方案。

通过分析仿真试验与天线近场测试的相互影响,认为可以在该仿真暗室完成非车载天线以及部分车载天线的近场测试。

【总页数】4页(P38-40)
【关键词】近场;天线方向图;仿真暗室
【作者】柳锐锋;甘连仓;梁婷;张部生
【作者单位】中国人民解放军63891部队;中国人民解放军63892部队
【正文语种】中文
【中图分类】TN820
【相关文献】
1.缝隙封装天线近场特性的仿真研究 [J], 温煜东
2.天线时域近场测试系统的误差仿真研究 [J], 周丽萍;杨仕明;薛正辉;刘瑞祥
3.球面近场相控阵雷达天线测试精度验证研究 [J], 陈林斌;谢镇坤;孙赐恩
4.远场暗室条件下圆极化天线增益不同测试方法分析研究 [J], 俞建;赵杰
5.数字相控阵天线阵面的暗室测试方法研究 [J], 吴鸿超;徐欣欢;薛羽
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相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计方法论文（精选5篇）第一篇：相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计方法论文【摘要】针对相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计问题，从系统设计的功能需求进行分析，设计系统层次架构与功能模块等，进而构建多任务测试系统，以提高天线近场测试效率。

【关键词】相控阵雷达;天线;多任务;测试系统;设计方法近场天线测试系统作为相控阵雷达天线性能测试的主要手段，该系统随着相控阵天线技术的完善，其测试效率也不断提升。

基于应用需求，近场天线测试系统实现多任务测试是发展的主要趋势，目前该系统也已经被广泛的推广应用。

一、相控阵雷达天线概述相控阵雷达包括有源电子扫描阵列雷达、无源电子扫描阵列雷达，其主要是通过改变天线表面的阵列波束合成形式，进而改变波束扫描方向的雷达。

此类型的雷达天线的侦测范围较为广泛，利用电子扫描，能够快速的改变波束方向，精准的测量目标信号。

二、近场天线测试系统建设功能需求分析近场天线测试系统设计，需要做好软件需求分析，此系统功能需求如下：1）要能够满足全测试周期可配置，以及软件通用化需求。

此功能需求的实现，责任需要构建众多数据源输入接口，配置通信协议以及软件界面等，面向各类相控阵天线测试，进而达到通用化需求目标。

2）实现多任务测试。

相控阵雷达天线的不断发展，使得传统的单任务测试方法，已经难以满足天线测试需求，基于此进行多任务测试方法设计，在测试探头单独扫描条件下，采取高密度测试方法，即多个频率与波束等，实现高效测试。

三、相控阵雷达天线近场多任务测试系统设计方法多任务测试系统主要是利用软件，进行测试参数预设，包括测试频率、波束角度、扫描架运用范围等。

利用数据处理软件，进行分解转换测试，计算各采样点数据，获取天线方向图性能参数，最后显示图像。

3.1架构设计方法相控阵雷达天线近场多任务测试系统架构设计，其是基于构件化设计思想，利用软件构成元素，由标准接口负责提供特定服务，以支持系统开发。

飞机通信与导航系统中的天线暗室问题研究摘要：本文主要研究飞机通信与导航系统中的天线暗室问题。

首先介绍了该问题的定义和成因，包括飞机结构影响、附件设备干扰、天线位置选择不当。

随后，讨论了解决该问题的方法和措施。

通过这些措施的实施，可以有效减少天线暗室问题的发生，提高通信与导航系统的可靠性和稳定性。

关键词：飞机通信与导航系统；天线暗室问题；研究飞机通信与导航系统对于飞行安全和航行导航至关重要。

而其中的天线暗室问题会导致信号接收质量下降或信号中断，给正常飞行带来不确定性和风险。

因此，深入研究并解决飞机通信与导航系统中的天线暗室问题具有重要意义。

一、天线暗室问题的定义及其成因飞机通信与导航系统中的天线暗室问题是指当飞机内安装的通信与导航天线受到飞机结构、附件设备或其他阻挡物的影响，导致信号接收质量下降或信号中断的现象。

该问题的成因包括以下几个方面：1.飞机结构影响飞机的金属结构、机翼、尾翼等部位可能会对天线的信号接收产生阻碍。

特别是在飞机机身周围或有金属构件遮挡的区域，如机腹、机头、座舱等位置，信号的传播会受到一定的衰减。

2.附件设备干扰飞机上的其他电子设备，例如雷达、发动机、通信设备等，可能会产生电磁辐射干扰，影响天线的接收效果。

这种干扰源可以产生电磁噪声，干扰周围的信号传输，从而导致信号弱化或中断[1]。

3.天线位置选择不当天线的安装位置选择不当也可能引起天线暗室问题。

如果天线被安装在飞机上的某些局部区域，如机身后部、翼梢等位置，由于周围的金属结构阻挡，信号接收质量可能会下降。

二、天线暗室问题对通信与导航系统的影响1.信号质量下降天线暗室问题会导致信号接收受到干扰和衰减，进而影响通信与导航系统的信号质量。

信号质量下降会导致数据传输中的误码率增加，从而降低通信的可靠性和稳定性。

2.通信中断当飞机处于天线暗室区域内时，收到的信号强度较弱，甚至无法正常接收到信号，可能导致通信中断。

这将极大影响飞机与地面通信、飞机与飞机通信以及飞机与空管的正常沟通，给飞行安全带来潜在风险。

电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering电子技术Electronic Technology暗室近场测试误差源分析及工程诊断应用席文群翁永军(南京电子技术研究所江苏省南京市210039)摘要：本文基于暗室测试阐述天线近场测试的工作原理，对天线近场测试的误差源进行探讨，同时给出各类误差引起测试性能不确定的诊断方法及工程解决措施，重点分析系统随机幅相误差对副瓣的影响并对其进行模拟仿真，结合实验数据定量分析电缆的幅相抖动对天线性能的影响，为工程上分析天线近场测试误差及诊断提供思路。

关键词：近场测量；误差；副瓣由于近场测量的高精度、全天候工作和保密的特点，国内外普遍采用近场测量技术来确定天线的特性⑴，但由于各种原因会带来较大误差，导致暗室测量结果的不确定性。

如果误差超过一定范围，可能会歪曲测量结果，工程上可通过重复测量或者改变测量条件及环境来进行分析。

国内外有大量文献对各种误差提出误差补偿的方法，通常需要经过复杂的运算和数据处理进行量化修正来实现⑷。

为提高平面近场测量精度，本文从工程应用角度提出如何解决各类误差带来的测量结果不准确问题，并通过对某典型线阵系统的近场测试的幅相误差展开分析和讨论，结合仿真结果给出误差诊断思路及工程解决方法。

1天线近场测试原理及误差源简介近场测试系统庞大复杂，它的工作原理是将被测天线作为发射天线，用一小型接收天线即探头在被测天线口径面附近测量其场的分布，经电缆送入接收机(矢网)获得探头所在处的幅相值，利用计算机将数据进行处理得出天线方向图。

测试的工作原理如图1所Zjx o就近场测量系统而言，对天线测试结果有影响的误差有二十多项，根据美国国家标准技术研究所(NIST)研究的误差预估现状分析，平面辐射近场测量的主要误差源为18项⑶，大致分为四类：探头误差、机械扫描定位误差、测量系统误差、测量环境误差。

从研究结果可得出各误差源对天线副瓣所产生的误差数量级，其中部分误差源所产生的误差对天线测试影响不大。

近场测试所谓近场天线测试的近场是指从测试探头到被测天线口平面的距离约为3λ 5λ. 符合这样条件的天线测试即为近场测试.近场天线测试系统主要由这么几部分组成：1.多轴扫描架子系统（包括控制驱动器及电缆组件）。

2.被测天线定位子系统，通常由一个单轴或多轴转台，控制驱动器及电缆组件组成。

3.射频子系统，包括发射源，接收机及射频电缆组件。

4.系统主控器及一个负责给扫描架及转台子系统发定位指令，采集测试数据，近远场变换计算和分析测试结果的系统软件。

每个天线测试应用都有自己的独立特点，而我们提供的近场天线测试系统也有很多不同规格的选择。

具体的系统需要根据用户的具体情况进行配置。

远场测试所谓远场天线测试的远场就是指符合r=2D2/λ条件的天线测试, 其中 r 就是测试场的收发间距离, D 就是被测天线的最大口径, 而λ测试频率的波长.远场天线测试系统主要由这么几部分组成;1.接收端单轴或多轴转台子系统（包括控制驱动器及电缆组件）。

2.发射子系统，通常由一个单轴转台，控制驱动器及电缆组件组成。

3.射频子系统，包括发射源，接收机及射频电缆组件。

4.系统主控器及一个负责给转台子系统发定位指令，采集测试数据和分析测试结果的系统软件。

每个天线测试应用都有自己的独立特点，而我们提供的远场天线测试系统也有很多不同规格的选择。

具体的系统需要根据用户的具体情况进行配置。

紧缩场测试紧缩场天线测试的紧缩场意思是指在一个相对小(紧缩)的空间里产生出传统远场天线测试所需要的平面波. 产生这种一致性很好的平面波的设备就需要在有限空间里增设双曲反射面来延伸辐射空间.紧缩场天线测试系统主要由这么几部分组成;1.被测天线的单轴或多轴转台子系统（包括控制驱动器及电缆组件）。

2.馈源子系统，通常由一个单轴或多轴转台，控制驱动器及电缆组件组成。

3.双曲单反射面或双曲双反射面，用于在有限空间里产生符合远场测试条件的平面波。

4.射频子系统，包括发射源，接收机及射频电缆组件。

专利名称：近场天线测试系统
专利类型：实用新型专利
发明人：陈林斌,谭广林,蒋宇,王道翊,文佳维申请号：CN201721345802.1
申请日：20171019
公开号：CN207249107U
公开日：
20180417
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种近场天线测试系统，解决了现有的测试系统对天线的特定面难以做到精准探测，其技术方案要点是包括圆弧轨，圆弧轨滑移有至少一个绕圆弧轨圆心转动的探射组件，探射组件与圆弧轨之间设有定位组件；探射组件朝向圆弧轨的圆心，圆弧轨内设置将被测物置于圆心处的承载装置，承载装置可度旋转以实现被测物绕圆心转动，通过探头在圆弧轨的自由滑移，调整探头对天线的测试角度，可以实现对天线的特定面进行测试。

申请人：深圳市新益技术有限公司
地址：518131 广东省深圳市龙华新区大浪街道和平西路鹏华工业园1号厂房1楼西侧
国籍：CN
代理机构：北京维正专利代理有限公司
代理人：杨春女
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试述天线暗室与EMC暗室的巧妙结合摘要随着天线技术的发展，天线测试技术也在不断发展。

天线测试技术由以往的室外测试逐渐转为室内测试为主，室外测试为辅。

近年来大量暗室建成使用，就是鲜明的标志。

本文将天线暗室与EMC暗室进行了巧妙的结合，组合成一个多功能型暗室，并进行了相关测试，测试结果显示天线暗室与EMC暗室是可以相互兼容的。

关键词天线暗室；EMC暗室；结合；兼容1 EMC暗室电磁兼容暗室也称半电波暗室，简称EMC暗室，是在电磁屏蔽室的基础上，在内墙四壁及天花板上贴装电磁波吸收材料，地面为理想的反射面。

从而模拟开阔场地的测试条件。

因为壁面无反射波存在，所以在辐射发射和接收测试试验中，测量精度较高，是目前国内外流行的，比较理想的电磁兼容性测试场地。

EMC 暗室结构通常由RF屏蔽室、吸波材料、电源、天线、转台及CCTV监控等几部分构成：由RF屏蔽室保证测试不受外界干扰；由吸收材料保证暗室的吸收特性；天线、转台保证被测物按标准要求的状态及条件进行测试；CCTV监控系统监视测试正常进行，电源系统保证试验用电。

RF屏蔽门、通风波导窗、摄像机、照明灯、电源箱等辅助设备都应尽可能设计放在主反射區之外，避免任何金属部件暴露在主反射区[1]。

2 天线暗室与EMC暗室的结合设计2.1 暗室规模的确定该多功能暗室规模的确定与暗室的技术性能密切相关，尺寸过大，建筑经费太高，是一种浪费；而尺寸太小，不能满足试验要求也是一种浪费。

对于暗室的外形来说，国内外暗室大多采用长方体，它的主要优点是在满足性能要求的前提下，建筑费用低，建筑布局比较合理。

然而，对于要求满足天线暗室与EMC暗室结合的暗室，相应的应该采用球形或者柱型，为了施工方便和节省经费，一般采用多棱形来近似替代圆柱形。

根据功能需求，本暗室设计可选取八边柱体。

2.2 暗室尺寸设计根据天线测试的要求，通过仿真可知，“十米法”天线暗室的屏蔽体尺寸长度至少为15m，宽度以及高度至少为10m和8m。