一种多探头近场天线测试系统的制作方法
一种多探头近场天线测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线测量系统，更具体地说，涉及一种天线有源和无源测量的多探头近场天线测量系统。
【背景技术】
[0002]移动通信的迅猛发展推动了天线的研发工作，国内出现了一些年产天线达到几百万台、品种达到数百种之多的企业，这些企业的产品涵盖了消费类电子产品使用的小型天线，移动通信基站、军工装备等设备使用的中型或大型天线。天线测量的速度，精度以及可测被测物类型覆盖面已经成为企业研发工作进程的瓶颈。
[0003]传统的单探头天线测量系统存在以下缺陷:测量中被测天线必须在一个单探头前二维旋转，以确保包围该被测天线在一个球面上的场，由于这种二维旋转需要耗费大量时间，导致单探头测量系统测量效率低下；测量时间长；由于环境变化，仪器不稳定性等外在因素导致的测量问题发生的概率越高；传统的单探头测量系统为了得到较高的效率，往往降低了采样密度；传统的远场测试系统在搭建时需要非常大的测试场地，场地区域需要近千平米甚至更大；另外，小型多探头近场天线测量系统其被测物最大尺寸受到限制。
[0004]以上缺陷，值得解决。
【发明内容】
[0005]为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种多探头近场天线测试系统。
[0006]本实用新型技术方案如下所述:
[0007]一种多探头近场天线测试系统，包括测试系统软件载体、测量仪器、多探头近场天线测试设备，其特征在于，所述多探头近场天线测试设备包括支撑结构、拱环、电箱、射频辐射信号采样探头、抱杆、载物架、转台以及伺服电机；所述射频辐射信号采样探头为10-200个，并按照一定角度间隔均匀设置在所述拱环上，所述拱环固定在所述支撑结构上，所述拱环内侧设有U型的吸波棉，若干块所述吸波棉将所述拱环整体包裹，所述射频辐射信号采样探头分别从所述吸波棉开孔处伸出并指向所述拱环中心位置，所述抱杆下端穿过所述拱环连接所述转台、所述载物架设于所述抱杆上端，且所述载物架承载被测物使被测物处于所述拱环中心位置所述转台为多轴转台，所述伺服电机连接至所述多轴转台并驱动所述多轴转台转动。
[0008]根据上述方案的本实用新型，所述测试系统软件载体为普通商用计算机、专用计算机、独立设置或者集成于多探头进场天线测试设备内的计算机模块。
[0009]根据上述方案的本实用新型，所述测量仪器为无源测量仪器或有源测量仪器，所述无源测量仪器为网络分析仪或者是信号源和频谱仪组合成的仪器组，所述有源测量仪器为通信综合测试仪或者是信号发生器和信号分析仪组成的仪器组。
[0010]根据上述方案的本实用新型，所述电箱为集成电箱，或者是2个或2个以上的分离电箱的组合体。
[0011]进一步的，所述电箱包括仪器切换装置、探头控制装置、转台控制装置、电源模块、接收放大器、发射放大器和传输切换装置。
[0012]进一步的，所述电箱内设有多个多路尚速电子开关，通过控制多路尚速电子开关打开、关闭不同通路可以选择相应的所述射频辐射信号采样探头以及极化。
[0013]根据上述方案的本实用新型，所述抱杆内部有轴向通孔，并通过轴向通孔内的射频线连接至电箱的传输切换装置。
[0014]根据上述方案的本实用新型，所述射频辐射信号采样探头为具有两个相互垂直交叉的极化的覆盖超宽带采样探头。
[0015]根据上述方案的本实用新型，所述转台轴数为1-5轴，所述多轴转台的轴数与所述伺服电机数量相匹配，所述多轴转台每增加一轴对应增加一台所述伺服电机。
[0016]根据上述方案的本实用新型，所述转台上设有紧急触发开关，当转台出现移动过度时触发紧急开关，移动过程紧急终止。
[0017]根据上述结构的本实用新型，其有益效果在于，
[0018]1、本实用新型测试效率显著提高，在被测物外围设360度包围被测物的双极化超宽带探头阵列，通过快速电子扫描代替慢速机械扫描，被测物仅需要一维旋转即可确定包围该被测天线的一个球面上的场。
[0019]2、本实用新型测量精度高，无需牺牲采样精度，测量精度有显著优势。
[0020]3、本实用新型测量场地仅需要I百平米左右，大大节约了场地范围。
[0021]4、本实用新型最大可测被测物尺寸可达4.6米，在被测物尺寸上具有明显优势。
[0022]5、本实用新型中23探头的测试系统对被测物的场描述采样点数为2208个，此过程需要转台转动位置变动2次，每个转台位置转台角度转动11次，相对单探头系统测试效率提高43倍以上。
[0023]6、本实用新型无需手动切换测试仪器，自动切换仪器，操作便利性明显提升。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型系统架构框图；
[0025]图2为本实用新型电箱结构框图；
[0026]图3为本实用新型中转台结构示意图；
[0027]图4为本实用新型实施例一中的信号通路示意图；
[0028]图5为本实用新型实施例一中测量主体结构示意图；
[0029]图6为本实用新型实施例一中载物架的结构示意图；
[0030]图7为本实用新型实施例一中U型吸波棉的结构示意图。
[0031]图8为本实用新型实施例二中的信号通路示意图；
[0032]图9为本实用新型实施例二中的小天线的结构示意图；
[0033]图10为本实用新型实施例三中的测量主体结构示意图；
[0034]图11为本实用新型实施例三中的转台的主视图；
[0035]图12为本实用新型实施例三中的转台的结构示意图；
[0036]图13为本实用新型实施例三中的载物架结构示意图；
[0037]在图中，1、拱环；2、支架；3、吸波棉；4、射频辐射信号采样探头；5、抱杆；6、转台；7、伺服电机；8、触发开关；9、电箱；10、多探头近场天线测试设备。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述:
[0039]如图1-3所示，本实用新型提供一种多探头近场天线测试系统，包括测试系统软件载体、测量仪器、多探头近场天线测试设备10，多探头近场天线测试设备10包括支撑结构、拱环1、电箱9、射频辐射信号采样探头4、抱杆5、载物架、转台6以及伺服电机7。
[0040]优选的，射频辐射信号采样探头4为具有两个相互垂直交叉的极化的覆盖超宽带采样探头，其个数为10-200个，并且按照一定角度间隔均匀设置在拱环I上，拱环I固定在支撑结构上，拱环I内侧设有U型的吸波棉3，若干块吸波棉3将拱环I整体包裹，射频辐射信号采样探头4分别从吸波棉3开孔处伸出并指向拱环I中心位置，抱杆5下端穿过拱环I连接转台6、载物架设于抱杆5上端，且载物架承载被测物使被测物处于拱环I中心位置，转台6为多轴转台，伺服电机7连接至多轴转台并驱动多轴转台转动。
[0041]优选的，抱杆5内部有轴向通孔，并通过轴向通孔内的射频线连接至电箱9的传输切换装置。
[0042]电箱9为集成电箱，或者是2个或2个以上的分离电箱的组合体。电箱9包括仪器切换装置、探头控制装置、转台控制装置、电源模块、接收放大器、发射放大器和传输切换装置。电箱9内设有多个多路尚速电子开关，通过控制多路尚速电子开关打开、关闭不同通路可以选择相应的射频辐射信号采样探头4以及极化。
[0043]测试系统软件载体为普通商用计算机、专用计算机、独立设置或者集成于多探头进场天线测试设备内的计算机模块。
[0044]优选的，转台轴数为1-5轴，多轴转台的轴数与伺服电机7数量相匹配，多轴转台每增加一轴对应增加一台伺服电机7。转台上设有紧急触发开关8，当转台6出现移动过度时触发紧急开关8，移动过程紧急终止。
[0045]实施例一
[0046]如图4-7所示本实施例中，射频辐射信号采样探头4个数为127个，软件载体运行测量软件控制系统进行无源测量，其载体连接至测量仪器并控制测量仪器与软件载体通讯，软件载体连接至电箱9并通过电箱9内的控制电路板控制整个电箱9的所有模块。测量仪器为无源测量仪器，无源测量仪器用来实现测量天线方向图，增益，效率等无源特性。无源测量仪器可以使用市场常见的网络分析仪，也可使用集成度较低的多台仪器实现网络分析仪功能，如使用信号源和频谱仪组合成实现无源测试的仪器组。
[0047]本实施例中的转台6使用5轴转台，并且将电箱9分成多个组合起来成为机柜独立放置。软件载体通过网口 连接至电箱9的控制电路板，并通过控制电路板与伺服电机7通信，从而控制5轴转台带动被测物进行在水平面，拱环I面旋转，上下调整，垂直拱面移动，放倒和抬起。之所以采用5轴的转台6是因为127探头系统体积大，被测物的拆卸、挪动操作便，方便的实现了抱杆5放倒和抬起以及被测物位置微调。当被测物放置好并调整好位置后，被测物仅进行水平面及拱环I面的旋转，被测物每旋转至一个状态就保持当前姿态，由软件载体通过电箱控制127个探头逐一打开扫描，进行一次测量，如此反复直至测量完包围被测物360球面上所有点数据软件。
[0048]采用双极化超宽带127探头阵列，测量时仅需要被测天线进行一维180度旋转，测量效率大大提升。由于测试时间短，测试在屏蔽无反射的暗室环境下进行，相对于远场测试，127探头近场天线测量系统稳定性，准确性等性能有较好保障。由于127探头近场天线测量系统采用近场测量，对近场数据采样并通过场外推等严格算法得出远场辐射参数，在较小空间内(约10m*10m*12m)实现测量，大大节省空间成本。
[0049]实施例二
[0050]如图8-9所示，与实施例一不同的是，本实施例中，测量仪器为有源测量仪器，有源测量仪器用来实现测量被测物的辐射功率，接收灵敏度等有源特性。有源测量仪器可以使用市场常见的通信综合测试仪，也可以使用集成度较低的多台设备实现通信增和测试仪功能，如信号发生器加信号分析仪组成的仪器组实现有源测量仪器的功能。
[0051]实施例三
[0052]如图10-13所示，与实施例一不同的是，本实施例中，射频辐射信号采样探头4个数为23个，转台使用2轴的转台6。该测试系统对被测物的场描述采样点数为2208个，此过程需要转台6转动位置变动2次，每个转台6位置转台角度转动11次，相对单探头系统测试效率提高43倍以上。
[0053]在本实施例中，软件载体运行测量软件控制系统进行有源或无源测量。如图13所示，有源测试时的载物架为圆柱形结构，载体连接至测量仪器并控制测量仪器与软件载体通讯，软件载体连接至电箱9并通过电箱9内的控制电路板控制整个电箱9的所有模块。
[0054]软件载体通过网口连接至电箱9的控制电路板，并通过控制电路板与伺服电机7通信，从而控制2轴的转台6带动被测物进行在水平面和拱环I面旋转，被测物每旋转至一个状态就保持当前姿态，由软件载体通过电箱9控制23个探头逐一打开扫描，进行一次测量，如此反复直至测量完包围被测物360球面上所有点数据软件。
[0055]每一次测量时的具体做法描述如下:
[0056]测量仪器通过其射频接口连接至电箱并最终连接至拱环上的每个探头及抱杆内的射频线。系统工作时软件载体控制电箱和仪器并与之进行信息交互，控制信号一般为数字信号。被测量信号属于射频信号，其路径如图1、8所示，在被测物无源发射性能测量中，射频信号从网络分析仪的输出端口传至电箱进行处理再传至抱杆中的射频线，再传至抱杆射频线连接着的被测物并由被测物转为无线信号发射出，探头接收到被测物发射出的无线信号将其传至电箱再进行一次处理然后传回网络分析仪的接收端口。
[0057]在被测物无源接收性能测量时，射频信号的传输方向是与上述方向反向，即射频信号从网络分析仪的输出口传至电箱，进行处理再传至探头，经探头辐射出无线信号，被测物接收无线信号并通过抱杆内的射频线传至电箱再传至网络分析仪的接收端口。上述处理包括放大，滤波但并不限于此。
[0058]在有源测量中，对于被测物发射性能测量时，射频信号从综合测试仪发射端口通过电箱和抱杆内的射频线传至射频线连接着的小天线，通过无线连接的方式与被测物进行信息交互。被测物发出信号被探头接收并通过电箱传至综合测试仪的接收端口。在有源测量中对于被测物接收性能测量时，射频信号从综合测试仪发射端口发出经电箱进入探头，探头发射的无线信号被被测物接收。被测物与小天线进行无线连接并交互信息，这些信息通过抱杆射频线经电箱进入综合测试仪接收端口。
[0059]本实用新型在被测物外围设360度包围被测物的双极化超宽带探头阵列，通过快速电子扫描代替慢速机械扫描，被测物仅需要一维旋转即可确定包围该被测天线的一个球面上的场。测量效率理论上可提高254倍以上。
[0060]本实用新型解决了传统单探头测量系统由于被测物要进行二维旋转导致的测量时间长，测量效率低，测量易受环境和仪器影响的问题。解决了传统远场测试易受环境影响，且场地尺寸要求严格的问题。
[0061]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
[0062]上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种多探头近场天线测试系统，包括测试系统软件载体、测量仪器、多探头近场天线测试设备，其特征在于，所述多探头近场天线测试设备包括支撑结构、拱环、电箱、射频辐射信号采样探头、抱杆、载物架、转台以及伺服电机； 所述射频辐射信号采样探头为10-200个，并按照一定角度间隔均匀设置在所述拱环上，所述拱环固定在所述支撑结构上，所述拱环内侧设有U型的吸波棉，若干块所述吸波棉将所述拱环整体包裹，所述射频辐射信号采样探头分别从所述吸波棉开孔处伸出并指向所述拱环中心位置，所述抱杆下端穿过所述拱环连接所述转台、所述载物架设于所述抱杆上端，且所述载物架承载被测物使被测物处于所述拱环中心位置，所述转台为多轴转台，所述伺服电机连接至所述多轴转台并驱动所述多轴转台转动。2.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述测试系统软件载体为普通商用计算机、专用计算机、独立设置或者集成于多探头进场天线测试设备内的计算机模块。3.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述测量仪器为无源测量仪器或有源测量仪器，所述无源测量仪器为网络分析仪或者是信号源和频谱仪组合成的仪器组，所述有源测量仪器为通信综合测试仪或者是信号发生器和信号分析仪组成的仪器组。4.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述电箱为集成电箱，或者是2个或2个以上的分离电箱的组合体。5.根据权利要求4所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述电箱包括仪器切换装置、探头控制装置、转台控制装置、电源模块、接收放大器、发射放大器和传输切换装置。6.根据权利要求4所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述电箱内设有多个多路高速电子开关，通过控制多路高速电子开关打开、关闭不同通路可以选择相应的所述射频辐射信号采样探头以及极化。7.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述抱杆内部有轴向通孔，并通过轴向通孔内的射频线连接至电箱的传输切换装置。8.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述射频辐射信号采样探头为具有两个相互垂直交叉的极化的覆盖超宽带采样探头。9.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述转台轴数为1-5轴，所述多轴转台的轴数与所述伺服电机数量相匹配，所述多轴转台每增加一轴对应增加一台所述伺服电机。10.根据权利要求9所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述转台上设有紧急触发开关，当转台出现移动过度时触发紧急开关，移动过程紧急终止。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多探头近场天线测试系统，包括多探头近场天线测试设备，该设备包括支撑结构、拱环、电箱、射频辐射信号采样探头、抱杆、载物架、转台、伺服电机；探头个数为10-200个，并按照一定角度间隔均匀设置在拱环上，拱环固定在支撑结构上，拱环内侧设有U型的吸波棉，若干块吸波棉将拱环整体包裹，探头分别从吸波棉开孔处伸出并指向拱环中心位置，抱杆下端穿过拱环连接转台、载物架设于抱杆上端，且载物架承载被测物使被测物处于拱环中心位置，所述转台为多轴转台，所述伺服电机连接至所述多轴转台并驱动所述多轴转台转动。本实用新型测试效率显著提高、测量精度高，同时大大节约了场地范围，也提升了操作的便利性。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN204649862
【申请号】CN201520292701
【发明人】陈奕铭
【申请人】陈奕铭
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月8日
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线测量系统，更具体地说，涉及一种天线有源和无源测量的多探头近场天线测量系统。
【背景技术】
[0002]移动通信的迅猛发展推动了天线的研发工作，国内出现了一些年产天线达到几百万台、品种达到数百种之多的企业，这些企业的产品涵盖了消费类电子产品使用的小型天线，移动通信基站、军工装备等设备使用的中型或大型天线。天线测量的速度，精度以及可测被测物类型覆盖面已经成为企业研发工作进程的瓶颈。
[0003]传统的单探头天线测量系统存在以下缺陷:测量中被测天线必须在一个单探头前二维旋转，以确保包围该被测天线在一个球面上的场，由于这种二维旋转需要耗费大量时间，导致单探头测量系统测量效率低下；测量时间长；由于环境变化，仪器不稳定性等外在因素导致的测量问题发生的概率越高；传统的单探头测量系统为了得到较高的效率，往往降低了采样密度；传统的远场测试系统在搭建时需要非常大的测试场地，场地区域需要近千平米甚至更大；另外，小型多探头近场天线测量系统其被测物最大尺寸受到限制。
[0004]以上缺陷，值得解决。
【发明内容】
[0005]为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种多探头近场天线测试系统。
[0006]本实用新型技术方案如下所述:
[0007]一种多探头近场天线测试系统，包括测试系统软件载体、测量仪器、多探头近场天线测试设备，其特征在于，所述多探头近场天线测试设备包括支撑结构、拱环、电箱、射频辐射信号采样探头、抱杆、载物架、转台以及伺服电机；所述射频辐射信号采样探头为10-200个，并按照一定角度间隔均匀设置在所述拱环上，所述拱环固定在所述支撑结构上，所述拱环内侧设有U型的吸波棉，若干块所述吸波棉将所述拱环整体包裹，所述射频辐射信号采样探头分别从所述吸波棉开孔处伸出并指向所述拱环中心位置，所述抱杆下端穿过所述拱环连接所述转台、所述载物架设于所述抱杆上端，且所述载物架承载被测物使被测物处于所述拱环中心位置所述转台为多轴转台，所述伺服电机连接至所述多轴转台并驱动所述多轴转台转动。
[0008]根据上述方案的本实用新型，所述测试系统软件载体为普通商用计算机、专用计算机、独立设置或者集成于多探头进场天线测试设备内的计算机模块。
[0009]根据上述方案的本实用新型，所述测量仪器为无源测量仪器或有源测量仪器，所述无源测量仪器为网络分析仪或者是信号源和频谱仪组合成的仪器组，所述有源测量仪器为通信综合测试仪或者是信号发生器和信号分析仪组成的仪器组。
[0010]根据上述方案的本实用新型，所述电箱为集成电箱，或者是2个或2个以上的分离电箱的组合体。
[0011]进一步的，所述电箱包括仪器切换装置、探头控制装置、转台控制装置、电源模块、接收放大器、发射放大器和传输切换装置。
[0012]进一步的，所述电箱内设有多个多路尚速电子开关，通过控制多路尚速电子开关打开、关闭不同通路可以选择相应的所述射频辐射信号采样探头以及极化。
[0013]根据上述方案的本实用新型，所述抱杆内部有轴向通孔，并通过轴向通孔内的射频线连接至电箱的传输切换装置。
[0014]根据上述方案的本实用新型，所述射频辐射信号采样探头为具有两个相互垂直交叉的极化的覆盖超宽带采样探头。
[0015]根据上述方案的本实用新型，所述转台轴数为1-5轴，所述多轴转台的轴数与所述伺服电机数量相匹配，所述多轴转台每增加一轴对应增加一台所述伺服电机。
[0016]根据上述方案的本实用新型，所述转台上设有紧急触发开关，当转台出现移动过度时触发紧急开关，移动过程紧急终止。
[0017]根据上述结构的本实用新型，其有益效果在于，
[0018]1、本实用新型测试效率显著提高，在被测物外围设360度包围被测物的双极化超宽带探头阵列，通过快速电子扫描代替慢速机械扫描，被测物仅需要一维旋转即可确定包围该被测天线的一个球面上的场。
[0019]2、本实用新型测量精度高，无需牺牲采样精度，测量精度有显著优势。
[0020]3、本实用新型测量场地仅需要I百平米左右，大大节约了场地范围。
[0021]4、本实用新型最大可测被测物尺寸可达4.6米，在被测物尺寸上具有明显优势。
[0022]5、本实用新型中23探头的测试系统对被测物的场描述采样点数为2208个，此过程需要转台转动位置变动2次，每个转台位置转台角度转动11次，相对单探头系统测试效率提高43倍以上。
[0023]6、本实用新型无需手动切换测试仪器，自动切换仪器，操作便利性明显提升。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型系统架构框图；
[0025]图2为本实用新型电箱结构框图；
[0026]图3为本实用新型中转台结构示意图；
[0027]图4为本实用新型实施例一中的信号通路示意图；
[0028]图5为本实用新型实施例一中测量主体结构示意图；
[0029]图6为本实用新型实施例一中载物架的结构示意图；
[0030]图7为本实用新型实施例一中U型吸波棉的结构示意图。
[0031]图8为本实用新型实施例二中的信号通路示意图；
[0032]图9为本实用新型实施例二中的小天线的结构示意图；
[0033]图10为本实用新型实施例三中的测量主体结构示意图；
[0034]图11为本实用新型实施例三中的转台的主视图；
[0035]图12为本实用新型实施例三中的转台的结构示意图；
[0036]图13为本实用新型实施例三中的载物架结构示意图；
[0037]在图中，1、拱环；2、支架；3、吸波棉；4、射频辐射信号采样探头；5、抱杆；6、转台；7、伺服电机；8、触发开关；9、电箱；10、多探头近场天线测试设备。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述:
[0039]如图1-3所示，本实用新型提供一种多探头近场天线测试系统，包括测试系统软件载体、测量仪器、多探头近场天线测试设备10，多探头近场天线测试设备10包括支撑结构、拱环1、电箱9、射频辐射信号采样探头4、抱杆5、载物架、转台6以及伺服电机7。
[0040]优选的，射频辐射信号采样探头4为具有两个相互垂直交叉的极化的覆盖超宽带采样探头，其个数为10-200个，并且按照一定角度间隔均匀设置在拱环I上，拱环I固定在支撑结构上，拱环I内侧设有U型的吸波棉3，若干块吸波棉3将拱环I整体包裹，射频辐射信号采样探头4分别从吸波棉3开孔处伸出并指向拱环I中心位置，抱杆5下端穿过拱环I连接转台6、载物架设于抱杆5上端，且载物架承载被测物使被测物处于拱环I中心位置，转台6为多轴转台，伺服电机7连接至多轴转台并驱动多轴转台转动。
[0041]优选的，抱杆5内部有轴向通孔，并通过轴向通孔内的射频线连接至电箱9的传输切换装置。
[0042]电箱9为集成电箱，或者是2个或2个以上的分离电箱的组合体。电箱9包括仪器切换装置、探头控制装置、转台控制装置、电源模块、接收放大器、发射放大器和传输切换装置。电箱9内设有多个多路尚速电子开关，通过控制多路尚速电子开关打开、关闭不同通路可以选择相应的射频辐射信号采样探头4以及极化。
[0043]测试系统软件载体为普通商用计算机、专用计算机、独立设置或者集成于多探头进场天线测试设备内的计算机模块。
[0044]优选的，转台轴数为1-5轴，多轴转台的轴数与伺服电机7数量相匹配，多轴转台每增加一轴对应增加一台伺服电机7。转台上设有紧急触发开关8，当转台6出现移动过度时触发紧急开关8，移动过程紧急终止。
[0045]实施例一
[0046]如图4-7所示本实施例中，射频辐射信号采样探头4个数为127个，软件载体运行测量软件控制系统进行无源测量，其载体连接至测量仪器并控制测量仪器与软件载体通讯，软件载体连接至电箱9并通过电箱9内的控制电路板控制整个电箱9的所有模块。测量仪器为无源测量仪器，无源测量仪器用来实现测量天线方向图，增益，效率等无源特性。无源测量仪器可以使用市场常见的网络分析仪，也可使用集成度较低的多台仪器实现网络分析仪功能，如使用信号源和频谱仪组合成实现无源测试的仪器组。
[0047]本实施例中的转台6使用5轴转台，并且将电箱9分成多个组合起来成为机柜独立放置。软件载体通过网口 连接至电箱9的控制电路板，并通过控制电路板与伺服电机7通信，从而控制5轴转台带动被测物进行在水平面，拱环I面旋转，上下调整，垂直拱面移动，放倒和抬起。之所以采用5轴的转台6是因为127探头系统体积大，被测物的拆卸、挪动操作便，方便的实现了抱杆5放倒和抬起以及被测物位置微调。当被测物放置好并调整好位置后，被测物仅进行水平面及拱环I面的旋转，被测物每旋转至一个状态就保持当前姿态，由软件载体通过电箱控制127个探头逐一打开扫描，进行一次测量，如此反复直至测量完包围被测物360球面上所有点数据软件。
[0048]采用双极化超宽带127探头阵列，测量时仅需要被测天线进行一维180度旋转，测量效率大大提升。由于测试时间短，测试在屏蔽无反射的暗室环境下进行，相对于远场测试，127探头近场天线测量系统稳定性，准确性等性能有较好保障。由于127探头近场天线测量系统采用近场测量，对近场数据采样并通过场外推等严格算法得出远场辐射参数，在较小空间内(约10m*10m*12m)实现测量，大大节省空间成本。
[0049]实施例二
[0050]如图8-9所示，与实施例一不同的是，本实施例中，测量仪器为有源测量仪器，有源测量仪器用来实现测量被测物的辐射功率，接收灵敏度等有源特性。有源测量仪器可以使用市场常见的通信综合测试仪，也可以使用集成度较低的多台设备实现通信增和测试仪功能，如信号发生器加信号分析仪组成的仪器组实现有源测量仪器的功能。
[0051]实施例三
[0052]如图10-13所示，与实施例一不同的是，本实施例中，射频辐射信号采样探头4个数为23个，转台使用2轴的转台6。该测试系统对被测物的场描述采样点数为2208个，此过程需要转台6转动位置变动2次，每个转台6位置转台角度转动11次，相对单探头系统测试效率提高43倍以上。
[0053]在本实施例中，软件载体运行测量软件控制系统进行有源或无源测量。如图13所示，有源测试时的载物架为圆柱形结构，载体连接至测量仪器并控制测量仪器与软件载体通讯，软件载体连接至电箱9并通过电箱9内的控制电路板控制整个电箱9的所有模块。
[0054]软件载体通过网口连接至电箱9的控制电路板，并通过控制电路板与伺服电机7通信，从而控制2轴的转台6带动被测物进行在水平面和拱环I面旋转，被测物每旋转至一个状态就保持当前姿态，由软件载体通过电箱9控制23个探头逐一打开扫描，进行一次测量，如此反复直至测量完包围被测物360球面上所有点数据软件。
[0055]每一次测量时的具体做法描述如下:
[0056]测量仪器通过其射频接口连接至电箱并最终连接至拱环上的每个探头及抱杆内的射频线。系统工作时软件载体控制电箱和仪器并与之进行信息交互，控制信号一般为数字信号。被测量信号属于射频信号，其路径如图1、8所示，在被测物无源发射性能测量中，射频信号从网络分析仪的输出端口传至电箱进行处理再传至抱杆中的射频线，再传至抱杆射频线连接着的被测物并由被测物转为无线信号发射出，探头接收到被测物发射出的无线信号将其传至电箱再进行一次处理然后传回网络分析仪的接收端口。
[0057]在被测物无源接收性能测量时，射频信号的传输方向是与上述方向反向，即射频信号从网络分析仪的输出口传至电箱，进行处理再传至探头，经探头辐射出无线信号，被测物接收无线信号并通过抱杆内的射频线传至电箱再传至网络分析仪的接收端口。上述处理包括放大，滤波但并不限于此。
[0058]在有源测量中，对于被测物发射性能测量时，射频信号从综合测试仪发射端口通过电箱和抱杆内的射频线传至射频线连接着的小天线，通过无线连接的方式与被测物进行信息交互。被测物发出信号被探头接收并通过电箱传至综合测试仪的接收端口。在有源测量中对于被测物接收性能测量时，射频信号从综合测试仪发射端口发出经电箱进入探头，探头发射的无线信号被被测物接收。被测物与小天线进行无线连接并交互信息，这些信息通过抱杆射频线经电箱进入综合测试仪接收端口。
[0059]本实用新型在被测物外围设360度包围被测物的双极化超宽带探头阵列，通过快速电子扫描代替慢速机械扫描，被测物仅需要一维旋转即可确定包围该被测天线的一个球面上的场。测量效率理论上可提高254倍以上。
[0060]本实用新型解决了传统单探头测量系统由于被测物要进行二维旋转导致的测量时间长，测量效率低，测量易受环境和仪器影响的问题。解决了传统远场测试易受环境影响，且场地尺寸要求严格的问题。
[0061]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
[0062]上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种多探头近场天线测试系统，包括测试系统软件载体、测量仪器、多探头近场天线测试设备，其特征在于，所述多探头近场天线测试设备包括支撑结构、拱环、电箱、射频辐射信号采样探头、抱杆、载物架、转台以及伺服电机； 所述射频辐射信号采样探头为10-200个，并按照一定角度间隔均匀设置在所述拱环上，所述拱环固定在所述支撑结构上，所述拱环内侧设有U型的吸波棉，若干块所述吸波棉将所述拱环整体包裹，所述射频辐射信号采样探头分别从所述吸波棉开孔处伸出并指向所述拱环中心位置，所述抱杆下端穿过所述拱环连接所述转台、所述载物架设于所述抱杆上端，且所述载物架承载被测物使被测物处于所述拱环中心位置，所述转台为多轴转台，所述伺服电机连接至所述多轴转台并驱动所述多轴转台转动。2.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述测试系统软件载体为普通商用计算机、专用计算机、独立设置或者集成于多探头进场天线测试设备内的计算机模块。3.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述测量仪器为无源测量仪器或有源测量仪器，所述无源测量仪器为网络分析仪或者是信号源和频谱仪组合成的仪器组，所述有源测量仪器为通信综合测试仪或者是信号发生器和信号分析仪组成的仪器组。4.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述电箱为集成电箱，或者是2个或2个以上的分离电箱的组合体。5.根据权利要求4所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述电箱包括仪器切换装置、探头控制装置、转台控制装置、电源模块、接收放大器、发射放大器和传输切换装置。6.根据权利要求4所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述电箱内设有多个多路高速电子开关，通过控制多路高速电子开关打开、关闭不同通路可以选择相应的所述射频辐射信号采样探头以及极化。7.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述抱杆内部有轴向通孔，并通过轴向通孔内的射频线连接至电箱的传输切换装置。8.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述射频辐射信号采样探头为具有两个相互垂直交叉的极化的覆盖超宽带采样探头。9.根据权利要求1所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述转台轴数为1-5轴，所述多轴转台的轴数与所述伺服电机数量相匹配，所述多轴转台每增加一轴对应增加一台所述伺服电机。10.根据权利要求9所述的一种多探头近场天线测试系统，其特征在于，所述转台上设有紧急触发开关，当转台出现移动过度时触发紧急开关，移动过程紧急终止。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多探头近场天线测试系统，包括多探头近场天线测试设备，该设备包括支撑结构、拱环、电箱、射频辐射信号采样探头、抱杆、载物架、转台、伺服电机；探头个数为10-200个，并按照一定角度间隔均匀设置在拱环上，拱环固定在支撑结构上，拱环内侧设有U型的吸波棉，若干块吸波棉将拱环整体包裹，探头分别从吸波棉开孔处伸出并指向拱环中心位置，抱杆下端穿过拱环连接转台、载物架设于抱杆上端，且载物架承载被测物使被测物处于拱环中心位置，所述转台为多轴转台，所述伺服电机连接至所述多轴转台并驱动所述多轴转台转动。本实用新型测试效率显著提高、测量精度高，同时大大节约了场地范围，也提升了操作的便利性。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN204649862
【申请号】CN201520292701
【发明人】陈奕铭
【申请人】陈奕铭
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月8日
最新回复(0)