天线测试方法介绍

合集下载

天线测试方法

天线测试方法

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见度。

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。

天线测试方法

天线测试方法

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。

eirp测试方法

eirp测试方法

eirp测试方法
eirp测试方法通常分为两种:分段测试+理论计算和远场测试法。

1.分段测试+理论计算方法是在分系统阶段,通过分别测量天线发射功率和发射机功率,再考虑连接电缆或波导的损耗,公式如下:eirp=pt+gt-l。

其中pt为发射机输出功率(单位:dbm),gt为天线增益(单位:dbi),l为连接电缆或波导损耗(单位:db)。

2.远场测试法首先要求测试距离r应满足远场测试距离条件,即r≥2d2/λ(d为待测天线最大尺寸,λ为工作波长)。

远场直接法测量原理方法是:利用频谱分析仪测量出待测相控阵天线发射eirp,经自由空间衰减,由标准天线接收的功率大小,利用自由空间传播方程确定eirp的大小。

公式如下:eirp=p-gt+l+lp。

式中:p为频谱分析仪测量的信号功率电平(单位:dbm);eirp为有源相控阵天线的发射eirp(单位:dbm);gt为标准天线增益(单位:dbi);l为标准天线和频谱分析仪之间射频电缆损耗(单位:db);lp为自由空间传播损耗(单位:db)。

天线驻波比测试方法

天线驻波比测试方法

天线驻波比测试方法1 天线驻波比(VSWR)测试天线驻波比就是信号反射再次回到发射端时,改变发射端阻抗与传输线阻抗之比的概念。

它可以表示收发信号强度及品质,是评价良好RF连接质量的重要指标。

天线驻波比测试是检查天线及RF模块安装质量及性能的重要指标,也是衡量许多电子设备的效率水平的参考指标。

1.1 测量原理驻波比测试,Working Voltage Standing Wave Ratio(VSWR),也称为综合驻波值(S11),是接入了收发电路的天线实际所提供的反射信号强度比。

它由发射到天线,以及天线所发射回到原点的信号之间的比值确定,其方法是:信号从发射端通过一根传输线的负载端将信号输送到重力天线,信号再从重力天线发射回发射端,然后再次由发射端经同一根传输线发出。

1.2 测量方法测量天线驻波的方法有VNAs(Vector Network analysers),VSWR meters和return loss bridges。

1)VNAs:VNAs可以看成是一种多端口网络分析仪,它能以频率和阻抗为参数测量天线的参数,也能测量天线系统中发射信号和反射信号之间的差别。

2) VSWR meter:它可以同时测量发射、反射和总体驻波值。

它一般都是使用平衡和非平衡进行测量,测量结果一般以VSWR值来表示,1:1.5即为1.5:1,表示发射信号有1.5倍的反射,1:1.5显示结果为“1.5”,越接近1越接近理想状态。

3) Return loss bridge:它的原理与VSWR meter相同,但它的数字化显示方式为以dB为单位的反射率。

1.3 应用VSWRL测试在各类无线通信设备,包括射频模块和天线的安装与检测通常可以作为校准或查找正常状态的有效手段,常见的应用场景有无线电设备、无线网络等等。

2 结论由上文可知,VSWR测试是评价良好RF连接质量的重要指标,常用于检测天线及RF模块安装质量及性能,除此之外还可以用于校准或查找正常状态的有效手段。

天线辐射测试

天线辐射测试

天线辐射测试
天线辐射测试是通过对天线辐射功率进行测量,来评估天线辐射性能和安全性的过程。

在天线辐射测试中,常用的方法包括以下几种:
1. 直接功率测量法:利用功率计等仪器直接测量天线输出的辐射功率。

2. 堆积场法:将待测天线安装在电磁宿主中,通过在宿主中产生一个叠加的电磁场,通过测量场的幅度和相位,再反推出待测天线的辐射性能。

3. 标准天线方法:通过将待测天线与一个已知性能的标准天线进行对比,测量它们之间的辐射量差,以评估待测天线的辐射性能。

4. 收发通信测试方法:通过对天线进行发射和接收信号的测试,评估其辐射效果和通信质量。

天线辐射测试的目标是评估天线的辐射性能和安全性,以确保天线在实际使用中不会对人体和其他设备造成危害。

同时,天线辐射测试也可以用来验证天线设计的合理性和优化天线的性能。

常见的手机天线测试方法

常见的手机天线测试方法

常见的手机天线测试方法
随着移动通信的飞快进展和应用,中国的手机行业也不断进展壮大,固然中国的手机用户也在迅猛增长。

而手机的器件中,手机天线是无源器件,手机天线作为手机上面唯一的一个“量身定做”的器件,它的特别性和重要性必定要求其研发过程对天线性能的测试要求十分严格,这样才干确保手机的正常用法。

现在就容易的介绍一下手机天线的研发过程中的几种频繁的手机天线测试办法:
1、微波暗室(Anechonic chamber)
波暗室又叫无反射室、吸波暗室简称暗室。

微波暗室由电磁屏蔽室、滤波与隔离、接地装置、通风波导、室内配电系统、监控系统、吸波材料等部分组成。

它是以吸波材料作为衬面的屏蔽房间,它可以汲取射到六个壁上的大部分电磁能量较好的模拟空间自由条件。

暗室是天线设计公司都需要建筑的测试设备,由于对于手机天线的测试比较精确而且比较系统,其测试指标可以用来衡量一个手机天线的性能的好与坏。

主要是天线公司用法,但其造价昂贵。

2、TEM CELL测试
用TEM CELL测试天线有源指标,由于微波暗室和天线测试系统造价比较昂贵,普通要百万以上,普通的手机设计和研发公司没有这种设备,而用TEM CELL(也较三角锥)来代替测试。

和微波暗室的测试目的一样,TEM CELL也是一个模拟抱负空间的天线测试环境,金属箱能够提供足够的屏蔽功能来消退外部干扰对天线的影响,而内部的吸波材料也能汲取入射波,减小反射波。

TEM CELL不能对天线举行无源测试,只能对有源指标举行测试。

因为空间限制,TEM CELL的吸波材料比较
第1页共3页。

天线测试方法

天线测试方法

天线测试方法天线是无线通信系统中不可或缺的组成部分,它的性能直接影响着通信质量和覆盖范围。

因此,对天线进行有效的测试是非常重要的。

本文将介绍一些常用的天线测试方法,希望能对大家有所帮助。

首先,我们来谈谈天线的VSWR测试。

VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)即驻波比,是衡量天线匹配度的重要参数。

VSWR测试可以通过天线分析仪来实现,通过测量输入输出端口的反射系数,从而得到VSWR值。

通常情况下,VSWR值越小,说明天线的匹配度越好,性能也越稳定。

其次,天线增益测试也是非常重要的。

天线的增益直接影响信号的传输距离和覆盖范围。

增益测试可以通过天线测试仪器来实现,一般通过将天线放置在标准测试环境中,然后测量天线的辐射功率和参考天线的辐射功率,从而计算出天线的增益值。

另外,天线的方向图测试也是必不可少的。

方向图测试可以帮助我们了解天线辐射功率随方向的变化情况,这对于确定天线的辐射范围和覆盖方向非常重要。

通常情况下,方向图测试需要使用天线测试仪器,并在不同方向进行测量,最终得到天线的辐射功率分布图。

此外,天线的极化测试也是天线测试的重要内容之一。

天线的极化状态直接影响着信号的传输效果,因此需要对天线的极化特性进行测试。

极化测试可以通过天线测试仪器来实现,一般通过测量天线在不同极化状态下的辐射功率,从而得到天线的极化特性。

最后,我们还需要对天线的耐压和耐候性进行测试。

耐压测试主要是测试天线在额定工作电压下的性能,以及在异常情况下的耐压能力。

而耐候性测试则是测试天线在不同环境条件下的性能表现,例如高温、低温、潮湿等环境下的性能稳定性。

综上所述,天线测试是确保无线通信系统正常运行的重要环节,通过对天线的VSWR、增益、方向图、极化、耐压和耐候性等方面进行全面测试,可以有效地保证天线的性能稳定性和可靠性。

希望本文介绍的天线测试方法对大家有所帮助,也希望大家在实际工作中能够重视天线测试工作,确保通信系统的稳定运行。

sj20884-2003相控阵天线测试方法

sj20884-2003相控阵天线测试方法

sj20884-2003相控阵天线测试方法相控阵天线是一种利用多个天线单元组合形成波束,实现定向收发信号的天线系统。

为了确保相控阵天线在设计和制造的过程中能够达到预期的性能要求,需要进行相应的测试方法。

本文将详细介绍sj20884-2003相控阵天线测试方法。

一、测试设备在进行sj20884-2003相控阵天线测试时,需准备以下测试设备:1. 信号源:用于提供测试信号,可使用信号源生成各种频率和波形的信号。

2. 功率计:用于测量信号源输出信号的功率。

3. 频谱分析仪:用于测量天线接收到的信号的频谱分布。

4. 电磁辐射场强度计:用于测量天线的辐射信号强度。

5. 天线控制系统:用于控制相控阵天线的电子调控系统,进行测试参数的设置和调整。

二、测试方法1. 校准测试设备在进行相控阵天线测试之前,需对测试设备进行校准,确保测试结果准确可靠。

校准过程包括校准信号源输出功率、校准频谱分析仪,以及校准电磁辐射场强度计等。

2. 天线导频测试相控阵天线中的导频是指用于测量波束形成和定向性的参考信号。

导频测试主要包括导频发射和导频接收两个环节。

(举例说明)导频发射:将天线控制系统设置为发射导频模式,通过信号源提供特定的导频信号,使每个天线单元发射相同的导频信号。

记录导频信号的频率、功率和波形等参数。

导频接收:将天线控制系统设置为接收导频模式,天线接收导频信号后,使用频谱分析仪对接收到的导频信号进行分析,测量天线的导频接收强度和导频损失等参数。

3. 波束形成测试波束形成是相控阵天线的核心功能之一,测试波束形成的性能对于评估天线的工作情况至关重要。

波束形成测试一般包括波束宽度、波束指向精度和波束旁瓣等参数的测试。

(举例说明)波束宽度测试:通过信号源提供多个测试信号,逐步改变信号的相位和幅度,记录每个测试信号对应的波束宽度。

波束宽度可通过测量信号源提供的信号功率与天线接收到信号功率的匹配程度来评估。

波束指向精度测试:将天线控制系统设置为扫描模式,横向和纵向扫描测试信号,在每个扫描位置处使用电磁辐射场强度计测量天线的辐射信号强度。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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。

在锥形微波暗室中,锥体形状被用来产生照射。

图1:这些是典型的室内直射式测量系统,图中分别为锥形(左)和矩形(右)测试场。

近场和反射测量也可以在室内测试场进行,而且通常是近场或紧缩测试场。

在紧缩测试场中,反射面会产生一个平面波,用于模拟远场行为。

这使得可以在长度比远场距离短的测试场中对天线进行测量。

在近场测试场中,AUT被放置在近场,接近天线的表面上的场被测量。

随后测量数据经过数学转换,即可获得远场行为(图2)。

图3显示了在紧缩测试场中由静区上的反射面产生的平面波。

图2:在紧缩测试场,平坦波形是由反射测量产生。

一般来说,10个波长以下的天线(中小型天线)最容易在远场测试场中测量,这是因为在可管理距离内往往可以轻松满足远场条件。

对大型天线(electrically large antenna)、反射面和阵列(超过10个波长)来说,远场通常在许多波长以外。

因此,近场或紧缩测试场可以提供更加可行的测量选项,而不管反射面和测量系统的成本是否上升。

假设天线测试工程师想要在低频下进行测量。

国防部门对此尤感其兴趣,因为他们需要研究诸如在低频下使用天线等事项,以便更好地穿透探地雷达(GPR)系统中的结构(针对工作在400MHz范围的射频识别(RFID)标签),以及支持更高效的无线电设备(如软件定义无线电(SDR))和数字遥感无线电设备。

在这种情况下,微波暗室可以为室内远场测量提供足够好的环境。

矩形和锥形是两种常见的微波暗室类型,即所谓的直接照射方法。

每种暗室都有不同的物理尺寸,因此会有不同的电磁行为。

矩形微波暗室处于一种真正的自动空间状态,而锥形暗室利用反射形成类似自由空间的行为。

由于使用了反射的射线,因此最终形成的是准自由而非真正自由的空间。

众所周知,矩形暗室比较容易制造,在低频情况下的物理尺寸非常大,而且随着频率的提高工作性能会更好。

相反,锥形暗室制造起来较复杂,也更长一些,但宽度和高度比矩阵暗室要小。

随着频率的提高(如2GHz以上),对锥形暗室的操作必须十分小心才能确保达到足够高的性能。

通过研究每种暗室中使用的吸波措施可以更清楚地认识矩形和锥形暗室之间的区别。

在矩形暗室中,关键是要减小被称为静区(QZ)的暗室区域中的反射能量。

静区电平是进入静区的反射射线与从源天线到静区的直接射线之差,单位是dB。

对于给定的静区电平,这意味着后墙要求的正常反射率需等于或大于要达到的静区电平。

由于矩形暗室中的反射是一种斜入射,这会使吸波材料的效率打折扣,因此侧墙非常关键。

但是,由于存在源天线的增益,只有较少的能量照射到侧墙(地板和天花板),因此增益差加上斜入射反射率必须大于或等于静区反射率水平。

通常只有源和静区之间存在镜面反射的侧墙区域需要昂贵的侧墙吸波材料。

在其它的例子中(例如在位于源后面的发射端墙处),可以使用更短的吸波材料。

在静区周围一般使用楔形吸波材料,这样有助于减少任何后向散射,并防止对测量造成负面影响。

锥形暗室中采用什么吸波措施呢?开发这种暗室的最初目的是为了规避矩形暗室
在频率低于500MHz时的局限性。

在这些低频频段,矩形暗室不得不使用低效率天线,而且必须增加侧墙吸波材料的厚度来减少反射并提高性能。

同样,必须增加暗室尺寸以适应更大的吸波材料。

采用较小的天线不是解决之道,因为更低的增益意味着侧墙吸波材料仍必须增大尺寸。

锥形暗室没有消除镜面反射。

锥体形状使镜面区域更接近馈源(源天线的孔径),因此镜面反射成为照射的一部分。

镜面区域可以用来通过形成一组并行射线入射进静区,从而产生照射。

如图3所示,最终的静区幅度和相位锥度接近自由空间中的期望值。

图3:在紧缩测试场中由静区上的反射面产生的平面波。

使用阵列理论可以更清楚地解释锥形暗室的照射机制。

考虑馈源由真实的源天线和一组映像组成。

如果映像远离源(在电气上),那么阵列因子是不规则的(例如有许多纹波)。

如果映像比较靠近源,那么阵列因子是一个等方性图案。

对位于(远场中的)AUT处的观察者来说,他看到的源是源天线加上阵列因子后的图案。

换句话说,阵列将看起来像是自由空间中的独立天线。

在锥形暗室中,源天线非常关键,特别是在较高频率时(如2GHz以上),此时暗室行为对细小的变化更加敏感(图4)。

整个锥体的角度和处理也很重要。

角度必须保持恒定,因为锥体部分角度的任何变化将引起照射误差。

因此测量时保持连续的角度是实现良好锥形性能的关键。

图4:在典型的锥形暗室中,吸波材料的布局看起来很简单,但离源天线较近的区域(锥形暗区域)非常重要。

与矩形暗室一样,锥形暗室中的接收端墙体吸波材料的反射率必须大于或等于所要求的静区电平。

侧墙吸波材料没有那么重要,因为从暗室立方体部分的侧墙处反射的任何射线会被后墙进一步吸收(后墙处有性能最好的吸波材料)。

作为一般的“经验之谈”,立方体上的吸波材料的反射率是后墙吸波材料的一半。

为减少潜在的散射,吸波材料可以呈45度角或菱形放置,当然也可以使用楔形材料。

表中提供了典型锥形微波暗室的特性,可以用来与典型的矩形暗室作比较。

较少量的锥形吸波材料意味着更小的暗室,因此成本更低。

这两种暗室提供基本相同的性能。

不过需要注意的是,矩形暗室要想达到与锥形暗室相同的性能,必须做得更大,采用更长的吸波材料和数量更多的吸波材料。

图5:一个用于天线测试的200MHz至40GHz小型锥形暗室。

虽然从前面的讨论中可以清楚地知道,在低频时锥形暗室可以比矩形暗室提供更多的优势,但测量数据表明锥形暗室具有真正的可用性。

图5 是一个200MHz至40GHz 的小型锥形暗室,外形尺寸为12×12×36英尺,静区大小为1.2米。

这里采用了一个双脊宽带喇叭天线照射较低频率的静区。

然后利用安捷伦(Agilent)公司的N9030A PXA频谱分析仪以一个对数周期天线测量静区。

在200MHz点测得的反射率大于30Db(如图6所示)。

图7 和图8分别显示了馈源顶部的源天线和静区中的扫描天线。

图6:从图中可以看出,在200MHz点测得的反射率大于30dB。

图7:图中测试采用双脊喇叭作为源。

有许多像APM和HiL那样的不同方法可进行天线测量。

测量技巧在于选择正确的天线测试场,具体取决于待测的天线。

对于中型天线(10个波长大小),推荐使用远场测试场。

另一方面,锥形暗室可以为低于500MHz的频率提供更好的解决方案。

它们也可以用于2GHz以上的频率,但操作时需要备加小心才能确保获得足够好的性能。

通过了解锥形微波暗室的正确使用,今天的天线测试工程师可以使用非常有用的工具开展100MHz至300MHz以及UHF范围的天线测量。

图8:图中测试采用一个对数周期天线来扫描QZ以测量反射率。

相关文档
最新文档