天线近场测量报告

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。

基站天线性能综合评估报告（XX分公司网络优化中心）XX分公司为了改善弱覆盖、提高用户满意度，解决网络中的隐形问题，同时借鉴发达省份的成功经验，历时两个多月的时间，选择了使用不同年限、品牌的天线进行综合性能测试。

通过对三阶互调、使用年限、前后比和第一上旁瓣抑制性等指标综合分析，借助更换对比，DT测试、话务KPI综合分析，为网络优化中天线故障排查、是否需要更换和更换标准、以及更换后达到的效果提供了参考依据。

1.本次测试选取的场景、天线、基站数量如下：场景天线数量/根基站数量1.农村弱覆盖投诉1832.高速公路带状覆盖4883.市区干扰点掉话2794.库房新天线抽查10／2.天线性能测试本次采用德国Rosenberger 三阶互调测试仪和扫频仪对天线性能进行测试，同时结合话务统计指标、DT测试数据进行综合分析，最后得出结论。

2.1 天线性能测试结果本次主要对天线自身的主要参数指标：三阶互调（IM）、驻波比（VSWR）、前后比、第一上旁瓣抑制进行测试。

22.1.1 三阶互调合格率参数说明：三阶互调是反映天线综合性能的重要指标，该指标从一定程度上反映了天线的优劣。

目前国标要求≤-107dbm。

本次判定合格的标准如下：三级互调测试标准(dbm)等级大于‐90大于‐107且小于等于‐90小于等于‐107评测不合格可用优良说明：通过本次对天线综合性能的测试，发现较多天线三阶互调不合格（本次测试把IM≤-90dbm的均视为合格,远低于国标要求），这和目前集成度越来越高的基站系统难以匹配。

3.网络KPI指标综合分析本次网络KPI指标的分析是建立在：老天线→集采新天线→KATHREIN高性能天线，分别提取相同时段的话务统计数据，进行多次分析基础之上的。

3.1KPI指标柱状图分析结果说明：天线的三阶互调好坏直接会影响到网络的上行干扰即误码率。

说明：从以上网络KPI指标的改善情况可以看出，由于天线性能的提高，给网络质量带来相对明显的改善，建议长期观察。

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。

一. 利用一维驻相法推导天线的远场方向函数与柱面波谱()nah ，()n b h 的关系式。

22Λk h ρr sin θz r cos θˆr ˆsin θ0cos θρˆˆθcos θ0sin θφˆˆφ010z =-==⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎪=- ⎪ ⎪⎪⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭()()1j π22nj Λρ4n 2H Λρj e e πΛρ-⎛⎫= ⎪⎝⎭()()1j π22nj Λρ4n 2H Λρj e e πΛρ--⎛⎫'= ⎪⎝⎭()()()()()n 422jn φjhz n,h n n j ˆˆM r H ΛρρH Λφe e ρ-⎡⎤'=-⎢⎥⎣⎦()()()()()()()()24222jn φjhz n,h n n n jh nh ΛˆˆˆN r ΛH ΛρρH ΛρΛφH Λρz e e k k ρk -⎡⎤'=-++⎢⎥⎣⎦()()()()()()44n,h n,h n n n E a h M r b h N r dh ∞+∞-∞=-∞⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦∑⎰()()()()()()44n,h n,h n n n k H a h N r b h M r dh j ωμ∞+∞-∞=-∞⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦-∑⎰先计算()()()()()()()()()4n,h n n 22jn φjhz n n n 11j πj π22n j Λρn j Λρjn φjhz 44n 1j πj π2njn φ44n a h M r dhj ˆˆa h H ΛρρH Λφe e dh ρjn 22ˆˆa h j e e ρj e e Λφe e dh ρπΛρπΛρ2jn ˆˆa h j e e ρe ΛφπΛρρ+∞-∞+∞--∞+∞-----∞+∞--∞⎡⎤'=-⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫=-⎢ ⎪⎝⎭⎣⎦⎰⎰⎰⎰())j Λρjhz 1j πj π2jr θh cos θnjn φ44n e e dh 2jn ˆˆa h j e e ρe Λφe dhπΛρρ--+∞--+-∞⎥⎡⎤⎛⎫=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦⎰()()()()()()()00πj rg h sgn g h 40002h e g h θh cos θg h 0h k cos θ1g h k sin θ⎡⎤''-+⎢⎥⎣⎦=⎛⎫⎪=+ ⎪'=⇒= ⎪ ⎪⎪''=- ⎪⎝⎭()()()πππn j j n jn φjrk 444n πn j n jn φjrk 2n 2n jn φjrk n 2j ˆˆa k cos θj e e ρe k sin θφe e r r sin θ2j ˆˆa k cos θj e e ρk sin θφe r r sin θ1r 0r 2k sin θˆa k cos θj e e φr----⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦⎛⎫→∞⇒→ ⎪⎝⎭=-再计算()()()()()()()()()()()()4n,h n 2222jn φjhz n n n n 1j πj πj π22njn φj Λρjhz444n n jn φn b h N r dhjh nh Λˆˆˆb h ΛH ΛρρH ΛρΛφH Λρz e e dh k k ρk 2jh nh Λˆˆˆb h j e Λe ρe Λφe z e e dh πΛρk k ρk 2jk cos θnk cos θˆb k cos θj e k sin θρr k k +∞-∞+∞--∞+∞----∞⎡⎤'=-++⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫=-++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦=-+⎰⎰⎰()()()()()22jrk 2n jn φ2jrkn n jn φ2jrkn n jn φn k sin θˆˆj Λφj z e r sin θk 1r 0r 2ˆˆb k cos θj e jk cos θsin θρjk sin θz e r2ˆˆˆˆb k cos θj e jk cos θsin θsin θrcos θθjk sin θcos θr sin θθe r2ˆb k cos θj e jk cos θsin θsin θrc r---⎡⎤+⎢⎥⎣⎦⎛⎫→∞⇒→ ⎪⎝⎭⎡⎤=-+⎣⎦⎡⎤=-++-⎣⎦=-+()()()2jrkn jn φjrk n ˆˆˆos θθjk sin θcos θr sin θθe 2k sin θˆj b k cos θj e e θr--⎡⎤+-⎣⎦=-所以()()()()()()44n,h n,h n n n E a h M r b h N r dh ∞+∞-∞=-∞⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦∑⎰()()()()()()()()()()()()()()()44n,h n,h n n n 44n,h n,h n n n n jn φjrk n jn φjrk n n n jrk n jn φn E a h M r b h N r dh a h M r dh b h N r dh 2k sin θ2k sin θˆˆa k cos θj e e φj b k cos θj e e θr r 2k sin θˆe j e a k cos θr ∞+∞-∞=-∞∞+∞+∞-∞-∞=-∞∞--=-∞-⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦⎡⎤=--⎢⎥⎣⎦=-∑⎰∑⎰⎰∑()()()n n ˆφjb k cos θθr ∞=-∞+→∞∑ 同理可得：()()()()()()()()()()()()()()44n,h n,h n n n 44n,h n,h n n n n jn φjrk n jn φjrk n n n 2k H a h N r b h M r dh j ωμk a h N r dh b h M r dh j ωμk 2k sin θ2k sin θˆˆj a k cos θj e e θb k cos θj e e φj ωμr r 2k sin θe r ωμ∞+∞-∞=-∞∞+∞+∞-∞-∞=-∞∞--=-∞⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦-⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦-⎡⎤=--⎢⎥-⎣⎦=-∑⎰∑⎰⎰∑()()()()jrk n jn φn nn ˆˆj e ja k cos θθb k cos θφr ∞-=-∞+→∞∑二．分别采用直接求和与快速Fourier 变换（FFT ）两种方法计算出)(ωF ，并与理论计算结果比较，并比较两种方法所用时间。

504所天线近场测量实验室（⼆）
504所天线近场测量实验室（⼆）
作者：村清杰;钟鹰
作者机构：西安空间⽆线电技术研究所,西安;西安空间⽆线电技术研究所,西安来源：空间电⼦技术
年：2000
卷：000
期：003
页码：35-40
页数：6
中图分类：TN820
正⽂语种：CHI
关键词：天线;近场测量;校准;软件;扫描探头
摘要：简要叙述了５０４所天线近场测量系统的组成，主要对近场平⾯扫描架的机械结构性能以及如何对扫描架的安装校准作了较详细的介绍，列出了各个轴的校准数据和最终的校准结果，同时也列出了扫描探头的型号、尺⼨，对ＯＲＢＩＴ公司天线测量软件ＡＬ－２０００也作了简要介绍。

天线测量报告1、 简介天线参量是描述天线特征的量，可用实验的方法测定。

天线参量的测量（简称为天线测量）是设计天线和调整天线的重要手段。

因为天线的特征是多方面的，所以一个天线有很多个参量。

在这些参量中，大多数情况下要着重测量的是方向图、输入阻抗和增益。

超宽带 (UWB) 是一项快速发展的技术，它用于传输大带宽 (>500 MHz) 范围内的信息，以便进行短距离、宽带宽通信。

通过使用近期由管理机构批准的极低的发射电平，UWB技术作为个人局域网 (PAN) 连通性 (例如无线 USB) 所使用的核心技术正在引起人们的关注。

近来，用于PAN应用的商用器件正逐渐应用到小于10.6 GHz的频率范围。

对于商用天线 (例如 WLAN) 或那些在蜂窝系统中使用的天线来说，矢量网络分析仪 (VNA)的射频型号 (例如E5071C ENA (4.5 GHz/8.5 GHz) 和E5061/62A ENA-L (1.5 GHz/3 GHz) 网络分析仪)已广泛应用于设计流程和生产线上，以测量回波损耗或VSWR。

然而，由于UWB系统使用更宽的频率范围，UWB天线测量需要在生产线上使用更高频率的VNA。

本文讨论了使用20 GHz ENA网络分析仪进行UWB天线测量的优势，并给出了使用ENA选通功能的测量实例。

2、 二、测量注意事项1、20 GHz ENA可最大程度地降低测试成本在2008年8月，安捷伦推出了一款频率高达20GHz的ENA。

秉承该系列产品的优良传统，20 GHz ENA在同类产品中具有出色的性能和测量速度， 可最大程度地降低测试成本。

例如， ENA在所有频率范围内的迹线噪声仅为传统VNA (例如8719或8720 (10 MHz至20 GHz，51 pts，IFBW 1 kHz) 的十分之一，而测量速度却是传统VNA的十倍。

2、快速利用您当前的ENA程序20 GHz ENA提供与当前ENA (4.5 GHz/8.5 GHz选件)一样的用户界面和编程命令，有效地保护您的软件投资。

南京基站天线性能指标测试评估报告南京分公司网络部前期南京公司选择了使用年限不同的十一根天线进行简单测评，通过对使用年限、驻波和远场辐射情况的分析，发现南京现网天线存在的一些问题，尤其随着使用年限的增长，大部分老、旧天线的性能指标都出现了明显的下降。

目前南京现网使用的天线在各项性能指标上都未能完全达到标称值，其中最严重的问题为覆盖情况严重异常，如主覆盖方向偏差过大，前后比不足等；以及驻波特性异常等问题。

这些问题都将严重的影响基站的正常覆盖。

1、测试天线基本情况本次南京公司共测试了天线11根，其中安德鲁的3根天线为900/1800双频天线，基本涵盖了南京目前使用的各种天线型号。

存在问题天线品牌 天线型号 使用年限前后比不达标主瓣方向误差极化方向辐射强度误差过大不同极化方向主瓣方向角度误差过大驻波比不达标Kathrein 739630 3年√Kathrein 738819 5年以上√ √亚信 XY900X65－18D 3年√ √ 亚信 XY900X65－18T 2年√ √ 亚信 XY900X65－15.5D 2年√ √ √ √ 亚信 XY900X65－15.5T 3年√ √ √ √ 亚信 XY900X65－15.5T 1年√ √安德鲁 DBXLH－6565A-VT（双频）5年以上√ √ √ √ √ 安德鲁 DBXLH－6565A-VT（双频）4年√ √ √ √ √ 安德鲁 DBXLH－6566A-VT（双频）3年√ √ 京信 ODP－65R15DG 3个月√2、主要问题目前南京公司测试的天线问题较多，主要有：a) 前后比不满足要求，测试的11根天线前后比全部不满足>-30dB 的要求，不达标率达到100％。

最严重的一支天线为亚信XY900X65－18D （使用3年），其前后比不足20dB （0.910GHz ）。

图1 亚信XY900X65－18D （使用1年）对该天线的现场覆盖情况进行测试（手机锁频在殷巷小区2扇区，处于空闲状态下，天线方向角为90度），得到以下覆盖图：图2 亚信XY900X65－18D 现场覆盖情况（使用3年）现场覆盖情况测试中我们可以看到使用该天线的小区背瓣方向电平明显过强，与主瓣方向等距离区域电平强度相仿。

测量天线实践报告姓名：------班级：------学号：------一、实践准备从网上查询有关天线的资料如下：1)天线简介天线（英语：antenna）是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。

在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。

无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。

此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。

一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。

同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。

这就是天线的互易定理。

2)天线分类1、按工作性质可分为发射天线和接收天线。

2、按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等。

3、按方向性可分为全向天线和定向天线等。

4、按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等。

5、按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。

描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频宽。

6、按维数来分可以分成两种类型：一维天线和二维天线一维天线：由许多电线组成，这些电线或者像手机上用到的直线，或者是一些灵巧的形状，就像出现电缆之前在电视机上使用的老兔子耳朵。

单极和双极天线是两种最基本的一维天线。

二维天线：变化多样，有片状（一块正方形金属）、阵列状（组织好的二维模式的一束片）、喇叭状、碟状。

3)天线参数1．谐振频率天线一般在某一频率调谐，并在此谐振频率为中心的一段频带上有效。

2．增益“增益”指天线最强辐射方向的天线辐射方向图强度与参考天线的强度之比取对数。

如果参考天线是全向天线，增益的单位为dBi。

3．带宽天线的带宽是指它有效工作的频率范围，通常以其谐振频率为中心。

4．阻抗“阻抗”类似于光学中的折射率。

电波穿行于天线系统不同部分（电台、馈线、天线、自由空间）是会遇到阻抗差异。