一种阵列天线总辐射功率的测量方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种阵列天线总辐射功率的测量方法、装置和系统，其中，所述方法包括：确定阵列天线在角度空间的瑞利分辨率，根据所述瑞利分辨率设置采样点的步进栅格间距；按照所述步进栅格间距确定采样点，在所述采样点位置测量等效全向辐射功率EIRP，根据所述EIRP确定TRP。本发明专利技术实施例相对于传统的角度步进栅格θ

A measurement method, device and system of total radiation power of array antenna

The embodiment of the invention discloses a method, device and system for measuring the total radiation power of the array antenna, wherein the method comprises: determining the Rayleigh resolution of the array antenna in the angle space, setting the step grid spacing of the sampling points according to the Rayleigh resolution, determining the sampling points according to the step grid spacing, and measuring the equivalent omnidirectional radiation power e at the sampling points IRP, Trp is determined according to the EIRP. Compared with the traditional angle stepping grid \u03b8, the embodiment of the invention

【技术实现步骤摘要】
一种阵列天线总辐射功率的测量方法、装置和系统
本申请涉及无线通信
，尤指一种阵列天线总辐射功率(TotalRadiatedPower，TRP)的测量方法、装置和系统。
技术介绍
随着人们对更高质量、更高清晰度和更快响应速度内容需求的提升，第5代(5th-Generation，5G)移动通信技术应运而生，它包含了多项新技术，包括大规模阵列天线(Massive-MIMO)、波束成型技术(BeamForming)、毫米波通信等。其中毫米波通信技术主要指的是利用波长在毫米量级的电磁波(频率为30GHz～300GHz)作为基站接入网络载体的通信技术。毫米波技术的介入，使得振子尺寸缩小到毫米级，大规模阵列天线技术广泛应用于5G通信产品中，阵列天线的振子单元数从128到256，甚至512，都已有成功应用案例。毫米波电路设计及大规模阵列天线的应用，要求有源天线系统(ActiveAntennaSystem，AAS)与远端射频单元(RadioRemoteUnit，RRU)实现一体化。第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject，3GPP)中的一项标准TS38.104规定，毫米波AAS一体化基站属于2-O类型5G设备，其射频指标必须在毫米波暗室中通过空口(OvertheAir，OTA)方式测量。其中基站TRP是一项关键性的OTA测试条目；是衡量基站输出功率、杂散、邻道功率泄漏率(AdjacentChannelLeakageRatio，ACLR)等多项射频指标的基础。在传统低频段(Sub6GHz)TRP测量中，美国无线通信和互联网协会(CTIA)规范以及中国通信行业标准YD/T1484规定角度步进栅格θgrid、为15°。但是对毫米波大规模阵列天线基站，该测试规范将导致较大的测量误差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种阵列天线TRP的测量方法、装置和系统，以降低测量误差。本专利技术实施例提供了一种阵列天线总辐射功率TRP的测量方法，包括：确定阵列天线在角度空间的瑞利分辨率，根据所述瑞利分辨率设置采样点的步进栅格间距；按照所述步进栅格间距确定采样点，在所述采样点位置测量等效全向辐射功率(EquivalentIsotropicRadiatedPower，EIRP)，根据所述EIRP确定TRP。本专利技术实施例还提供一种阵列天线总辐射功率TRP的测量装置，包括：设置步进栅格间距模块，用于确定阵列天线在角度空间的瑞利分辨率，根据所述瑞利分辨率设置采样点的步进栅格间距；TRP确定模块，用于按照所述步进栅格间距确定采样点，在所述采样点位置测量等效全向辐射功率EIRP，根据所述EIRP确定TRP。本专利技术实施例还提供一种阵列天线总辐射功率TRP的测量系统，包括：固定在转台上的被测试设备、测试天线系统、功率检测仪和测试机，其中，所述被测试设备包括集成在一起的阵列天线和远端射频单元，所述功率检测仪与所述测试天线系统相连，所述测试机分别与所述被测试设备、转台、测试天线系统和功率检测仪相连；所述测试机用于：确定阵列天线在角度空间的瑞利分辨率，根据所述瑞利分辨率设置采样点的步进栅格间距；以及，按照所述步进栅格间距确定采样点，控制所述被测试设备、转台、测试天线系统和功率检测仪在所述采样点位置测量等效全向辐射功率EIRP，根据所述EIRP确定TRP。本专利技术实施例还提供一种阵列天线总辐射功率TRP的测量方法，包括：确定阵列天线在归一化波矢空间内采样点的栅格间距；根据所述栅格间距确定归一化波矢空间内的均匀采样点；根据所述归一化波矢空间内的均匀采样点确定角度空间内对应的非均匀采样点；在角度空间按照球形坐标系中的非均匀采样点位置测量EIRP，根据所述EIRP确定TRP。本专利技术实施例还提供一种阵列天线总辐射功率TRP的测量装置，包括：栅格间距确定模块，用于确定阵列天线在归一化波矢空间内采样点的栅格间距；均匀采样点确定模块，用于根据所述栅格间距确定归一化波矢空间内的均匀采样点；非均匀采样点确定模块，用于根据所述归一化波矢空间内的均匀采样点确定角度空间内对应的非均匀采样点；TRP确定模块，用于在角度空间按照球形坐标系中的非均匀采样点位置测量EIRP，根据所述EIRP确定TRP。本专利技术实施例还提供一种阵列天线总辐射功率TRP的测量系统，包括：固定在转台上的被测试设备、测试天线系统、功率检测仪和测试机，其中，所述被测试设备包括集成在一起的阵列天线和远端射频单元，所述功率检测仪与所述测试天线系统相连，所述测试机分别与所述被测试设备、转台、测试天线系统和功率检测仪相连；所述测试机用于：确定阵列天线在归一化波矢空间内采样点的栅格间距；据所述栅格间距确定归一化波矢空间内的均匀采样点；根据所述归一化波矢空间内的均匀采样点确定角度空间内对应的非均匀采样点；控制所述被测试设备、转台、测试天线系统和功率检测仪在角度空间按照球形坐标系中的非均匀采样点位置测量EIRP，根据所述EIRP确定TRP。本专利技术实施例相对于传统的角度步进栅格θgrid、为15°的测试方式，降低了测量误差；另外通过归一化波矢空间转换，进一步减少采样点数，提高了测量效率。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1是8×16振子阵列θgrid，取15°扫描间隔时，θ，初始扫描角度变化时，计算得出的TRP数值出现的大幅度波动。图2是本专利技术实施例的测试系统示意图。图3是本专利技术实施例的测试环境的空间坐标系。图4(a)是规则矩形振子阵列的示意图。图4(b)和(c)是不规则阵列示意图。图5是本专利技术实施例采用均匀采样方案的阵列天线TRP的测量方法的流程图。图6是本专利技术实施例采用均匀采样方案的阵列天线TRP的测量装置的示意图。图7(a)和(b)是实验天线仿真三维方向图在角度空间的二维平面展开。图8是本专利技术实施例采用非均匀采样方案的阵列天线TRP的测量方法的流程图。图9是本专利技术实施例采用非均匀采样方案的阵列天线TRP的测量装置的示意图。图10(a)和(b)是实验天线仿真三维方向图在归一化波矢空间的二维平面展开。图11是本专利技术应用实例的采用均匀采样方案的阵列天线TRP的测量方法的流程图。图12是本专利技术应用实例的采用非均匀采样方案的阵列天线TRP的测量方法的流程图。图13是8×16振子阵列θgrid，取值1°～30°情况下计算TRP的误差在θgrid，两个维度的分布图。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列天线总辐射功率TRP的测量方法，包括：/n确定阵列天线在角度空间的瑞利分辨率，根据所述瑞利分辨率设置采样点的步进栅格间距；/n按照所述步进栅格间距确定采样点，在所述采样点位置测量等效全向辐射功率EIRP，根据所述EIRP确定TRP。/n

【技术特征摘要】
1.一种阵列天线总辐射功率TRP的测量方法，包括：
确定阵列天线在角度空间的瑞利分辨率，根据所述瑞利分辨率设置采样点的步进栅格间距；
按照所述步进栅格间距确定采样点，在所述采样点位置测量等效全向辐射功率EIRP，根据所述EIRP确定TRP。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定阵列天线在角度空间的瑞利分辨率包括：
根据所述阵列天线的阵列尺寸和信号波长确定所述阵列天线在角度空间的瑞利分辨率；或者
确定第一零点波束宽度FNBW，根据所述FNBW确定所述阵列天线在角度空间的瑞利分辨率。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按照如下方式根据所述阵列天线的阵列尺寸和信号波长确定所述阵列天线在角度空间的瑞利分辨率：

或者



其中θr和分别为阵列天线在球形坐标系θ和方向的瑞利分辨率，Dy、Dz分别为阵列天线在水平方向和垂直方向的天线最大口径，λ为信号波长。


4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定FNBW包括：
在包含最大辐射功率点的球形坐标系的俯仰面上和方位面上测量主波束的FNBW。


5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按照如下方式根据所述FNBW确定所述阵列天线在角度空间的瑞利分辨率：
θr＝FNBWθ/2，
其中θr和分别为阵列天线在球形坐标系θ和方向的瑞利分辨率，FNBWθ和分别为球形坐标系的俯仰面上和方位面上方向图的FNBW。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述瑞利分辨率设置采样点的步进栅格间距，包括：
设置采样点的步进栅格间距小于等于所述瑞利分辨率。


7.如权利要求1～6中任意一项所述的方法，其特征在于，按照如下方式根据所述EIRP确定TRP：



其中，θgrid、分别为球形坐标系θ和方向的步进栅格间距。


8.一种阵列天线总辐射功率TRP的测量装置，其特征在于，包括：
设置步进栅格间距模块，用于确定阵列天线在角度空间的瑞利分辨率，根据所述瑞利分辨率设置采样点的步进栅格间距；
TRP确定模块，用于按照所述步进栅格间距确定采样点，在所述采样点位置测量等效全向辐射功率EIRP，根据所述EIRP确定TRP。


9.一种阵列天线总辐射功率TRP的测量系统，其特征在于，包括：固定在转台上的被测试设备、测试天线系统、功率检测仪和测试机，其中，所述被测试设备包括集成在一起的阵列天线和远端射频单元，所述功率检测仪与所述测试天线系统相连，所述测试机分别与所述被测试设备、转台、测试天线系统和功率检测仪相连；
所述测试机用于：确定阵列天线在角度空间的瑞利分辨率，根据所述瑞利分辨率设置采样点的步进栅格间距；以及，按照所述步进栅格间距确定采样点，控制所述被测试设备、转台、测试天线系统和功率检测仪在所述采样点位置测量等效全向辐射功率EIRP，根据所述EIRP确定TRP。


10.一种阵列天线总辐射功率TRP的测量方法，包括：
确定阵列天线在归一化波矢空间内采样点的栅格间距；
根据所述栅格间距确定归一化波矢空间内的均匀采样点；
根据所述归一化波矢空间内的均匀采样点确定角度空间内对应的非均匀采样点；
在角度空间按照球形坐标系中的非均匀采样点位置测量EIRP，根据所述EIRP确定TRP。


11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定阵列天线在归一化波矢空间内采样点的栅格间距，包括：
确定所述阵列天线在波矢空间的瑞利分辨率，根据所述瑞利分辨率确定所述阵列天线在归一化波矢空间内采样点的栅格间距。


12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，确定所述阵列天线在波矢空间的瑞利分辨率，包括：
根据所述阵列天线的阵列尺寸和信号波长确定所述阵列天线在波矢空间的瑞利分辨率；或者
确定所述阵列天线在角度空间的瑞利分辨率...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄言春，高华，钟坤静，薛飞，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44