远场天线测量系统睿腾万通科技有限公司目录1概述 (3)2用户需求分析 (4)2.1用户需求 (4)2.2用户远场环境 (4)3远场天线测量系统特点 (5)4远场天线测量系统 (5)4.1系统组成 (5)4.2系统清单 (6)4.3系统布局 (8)4.4系统原理 (8)4.5系统测试能力 (11)4.6射频链路预算 (11)4.7系统扩展性 (12)5分系统设计 (12)5.1机械子系统 (12)5.2控制子系统 (16)5.3射频子系统 (17)5.4天线测量软件 (20)6培训 (21)6.1安装期间培训 (22)7系统维护、保修等 (23)7.1服务优势 (23)7.2专业的售后服务保障团队 (23)7.3系统维护服务保障 (24)1概述成都睿腾万通科技有限公司很高兴能有机会为客户推荐一套由本公司研发、集成的的远场天线测量系统。
睿腾万通公司是一家专门从事天线测量产品的研发、集成、生产与销售的高科技企业。
公司以电子科技大学为技术依托，技术团队由多名业内资深的技术专家组成，团队成员的专业领域覆盖电磁场与微波技术，软件工程，自动化控制，结构机械等，具有博士、硕士学历人员占40%。
公司具体从事业务覆盖通用近场、远场的开发与集成，基于通用天线测量系统的功能升级，数字阵、相控阵列快速测量与诊断的解决方案，以及天线测量技术咨询与服务。
公司掌握远近场天线测量的核心算法与控制，具有丰富的系统集成与研发能力。
我们为国内多个用户提供过系统集成方案，测试频率从500MHz至110GHz，集成系统包括室内远场、室外远场、平面近场及紧缩场。
本方案推荐了一套多轴转台远场天线测量系统，以满足客户的当前以及未来产品的测量需求。
推荐的远场测量系统采用4轴被测天线转台，集成是德科技的射频组建，使用睿腾万通公司自主开发的远场天线测量软件及控制系统，构成一套具有高可靠性，高性能的远场测量系统，测量系统除了能够进行常规的远场测量外，还具天线罩参数测量、相控阵及数字阵列的扩展功能。
更进一步的细节将在后面的章节有所描述。
为了使客户充分地了解和使用此套天线测量系统的特性和功能，睿腾万通将在现场安装验收期间提供近场测量系统涉及到的测量理论、系统应用、实际操作和维护的详细培训。
并在用户使用过程中提供良好的技术服务的咨询。
我们衷心希望能够同用户的专家合作，提供一套高性能远场测试系统。
这是一个令人兴奋的工程，我们期待与客户在此项目上完美愉快和顺利的合作。
2用户需求分析客户将在新的工业区中建一套全新远场天线罩测量系统。
系统主要用于天线罩测量同时兼顾天线测量。
2.1用户需求用户需要测量分析待测天线罩相对于天线不同指向的方向图，分析天线罩传输损耗、插入相位等指标，同时系统兼顾天线测量需要。
典型的客户天线信息：1.天线大小：1 m；2.天线重量：100Kg；3.天线频率：X波段；4.天线类型：相控阵天线、机扫天线。
系统要求：1.系统频率：0.5~20GHz；2.多通道测量：4通道。
2.2用户远场环境客户远场建立在新建的工业园内，工业园内厂房较多对电磁波有较强反射从而照成较大的测量误差。
通过综合比较分析客户厂区用地情况找出了一个比较适合天线测量的区域。
如下图所示：整个测试场地长度大约在120m左右，A点位信号发射点、B点放置被测天线。
B点建筑物高度为16.5m，转台高度2.5天线安装后的高度大约在19m左右，点建议修建一个17.5筑物用于放置发射天线极化转台。
图2-1 远场收发地点3远场天线测量系统特点睿腾万通为客户提供的系统，是基于是德科技仪表的一套远场天线测量系统，具有以下特点：1.能够进行多频点、多通道同时测量；2.能对天线多种姿态进行测量，一次测量获得天线相对于天线罩的多个姿态的方向图；3.一次测量获得天线的主极化和交叉极化；4.自动分析方向图和天线罩的多个参数；4远场天线测量系统4.1系统组成远场天线测量系统由机械子系统、控制子系统、射频子系统、天线测量软件及、系统附件组成。
机械子系统用于架设被测天线及天线罩，带动天线罩和天线转动在测量位置发出触发脉冲；控制子系统是测量系统高效运行的核心部件，根据转台的触发脉冲执行测量时序同时完成多频点、多通道的测量；射频子系统包括信号源、接收机、本振/中频单元等仪器。
信号源用于产生射频信号，接收机接收参考信号和测试信号，获得天线在该点的幅度相位值；天线测量软件用于控制系统运行，设置测量参数获、取测量数据、画出天线方向图、获得方向图和天线罩的指标；测试系统附件包括射频电缆、接头等。
4.2系统清单4.3系统布局图4-1 系统布局图系统布局如上图所示，测试天线转台安装在用户厂房楼顶，发射天线安装在修建的塔楼上方，参考天线安装在距接收天线下方5米左右。
用户外场为水泥地面，对电磁波有一定反射，增对客户测试环境现状我们推荐在系统中加入时域测量功能以以抑制环境中的多路径干扰。
4.4系统原理系统原理图如下所示：图4-2 系统原理图信号源产生射频信号，射频信号经发射天线发射，参考天线和被测天线接收辐射信号，混频器将接收到的信号混频至中频，接收机比较两个中频信号得到天线在该位置的幅度/相位。
在测量过程中4通道开关可以实时切换状态，可以一次测量得到4个通道的幅度/相位值。
系统控制图：图4-3 系统控制连线图根据系统设置转台在转动过程中会实时反馈角度信息，转台控制器根据反馈信息发出触发信号给系统控制器，系统控制器根据生成的逻辑时序协调开关切换通道、控制信号源切换频率、触发接收机接收测量。
转台转到下一个测量位置时再次向系统控制器发出触发信号重复测量时序直到完成天线方向图测量。
4.4.1 时域测量外场测量存在多路径效应，被测天线接收到的不止是来自于发射天线的辐射信号，同样会存在来自于地面、周围建筑物的反射信号，如果能准确识别出反射波并加以抑制就能提高测试的准确性。
图 4-4 被测天线接收到的信号天线接收到的信号在时域中可做如下表示：时间轴直射波反射波图 4-5 接收信号在时域中的波形转换到时域后接系统能识别出那些是直射波那些是反射波通过该技术可以滤除环境反射的影响。
4.5系统测试能力天线远场测量要求：2远场距离D-天线口面直径，λ-波长=Dλ2/用户远场距离大约120m，由此计算出该远场距离可测量天线口径大小与频率的关系见下表：表格4-1 用户远场可测量天线大小4.6射频链路预算根据远场系统布局，选取远场收发距离120m、发射天线增益20dBi、接收天线增益20dBi。
系统射频连路预算见下表：从上表可知系统在20GHz以内可以满足用户测量需求。
4.7系统扩展性在系统设计中在满足用户目前使用的情况下，充分考虑了系统的可扩展性，用户只需在发射端添加一个40GHz的倍频器就可以将系统应用频率扩展到40GHz。
5分系统设计5.1机械子系统机械子系统是天线方向图测量系统的关键部件，直接影响到天线测量参数的准确性。
机械子系统用于带动被测天线定位、转动并发出测量触发脉冲。
机械子系统包括被测天线转台、极化转台、转台控制器。
5.1.1被测天线转台转台由两个方位/俯仰转台组成，转台结构如下图所示：上方位转台上俯仰转台下方位转台下俯仰转台图5-1 转台结构图下方位/俯仰转台用于安装天线罩，在方位转台上方设计有一个大的安装面用于天线罩架设，上方位/俯仰转台同样安装在该安装面上。
上方位/俯仰转台用于天线架设，为了保证天线口面大致在转台测量中心线上，上方位/俯仰转台相对下方位/俯仰转台有一定偏移。
转台主要技术指标如下表：表格5-1 转台主要技术指标5.1.2极化转台极化转台带动探头天线转动用于天线测量的极化切换。
转台结构如下所示：极化转台手动俯仰图5-2 探头极化转台表格5-2 探头极化转台指标5.1.3转台控制器图5-3：转台控制器系统采用闭环控制模式，控制模式简易图如下图所示：图5-4转台控制器控制模式控制方式采用闭环模块化控制。
转台控制单元通过网口方式接收上位机遥控的指令，向转台驱动器发送控制信号，驱动器驱动电机转动，电机驱动负载做各种运动。
转台末级安装高精度同步系统，同步系统实时刷新转台角度信息，以此构成闭环控制系统。
5.2控制子系统控制子系统是确保系统高效运行的核心部件，直接决定的系统的测试效率。
控制器完成接收转台触发信号、控制信号源切换频率、开关切换通道、接收机测量。
睿腾万通系统控制器采用硬件触发模式，相比较软触发模式测试效率有3倍以上的提升。
控制子系统负责系接收来自于转台控制器的外部触发信号，然后向开关、信号源发出切换通道、频率的指令，并接收来自开关和信号源的反馈信息，最后触发接收机测量。
系统时序如下图所示：POS Trg（IN）Beam change（virtual event）RF Switch Change（OUT）Beam steering change（OUT）RCVR Trg（OUT）LO Trg（OUT）Aquiring DataSource Trg（OUT）LO Down Dewell（IN）LO Lok（IN）Source Dewell endSource Lok（IN）RCVR Down（IN）RCVR Integration（IN）Data TransferSweep Axis moveRF Source DewellLO Source DewellSwitch DelayBeam delayReceiverIntegrationDatatransfertimeBeam delay图5-5 系统逻辑时序5.3射频子系统射频子系统是完成天线测量的主要分系统，射频子系统直接影响了天线测量系统测量结果的准确性。
射频子系统完成射频信号的产生、定向辐射、和接收/参考天线的信号接收，并记录天线的幅度/相位值。
射频子系统由信号源、接收机、本振/中频单元、4通道开关、发射天线、参考天线组成。
表格5-3 射频子系统组成5.3.1信号源信号源选用是德MXG系列信号源，为发射天线提供高功率的信号输出。
图5-6 是德MXG系列信号源是德MXG系列信号源主要技术指标如下：5.3.2接收机系统接收机选用PNA-X接收机，测量参考通道和测试通道幅度/相位值。
图5-7 N5264A接收机是德N5264A接收机主要技术指标如下：5.3.3本振/中频单元是德85309B 本振/中频单元是分布式频率变换组件，可将射频信号下变频至中频，将中频信号直接输入PNA-X的接收机，以减少射频连路衰减。
本振中频单元如图5-8所示，其主要指标如下：1) 频率范围：2~18GHz；2) 通道隔离度：≥100dB；图5-8：本振/中频单元5.3.44通道开关客户目前部分天线有多个端口如相控阵天线具有和差通道，一次扫描获得天线的多种状态可以提高系统使用效率，为此本方案中配置有一个4通道开关。
