相控阵天线系统级测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种相控阵天线系统级测试系统及测试方法，其中，系统包括：天线阵列，天线阵列包括至少两个测试天线和隔离材料，用于对待测试的相控阵天线进行预设距离内的系统级近场测试；微波暗室，天线阵列与相控阵天线均设置在微波暗室内；仪表，仪表包括信道模拟器和多路信号收发器，仪表连接天线阵列和相控阵天线，用于配合天线阵列对相控阵天线进行系统级测试。根据本发明专利技术实施例的测试系统，可对相控阵天线无线性能进行整体评估，有效提高测试的适用性和实用性，有效满足系统级测试需求。

【技术实现步骤摘要】
相控阵天线系统级测试系统及测试方法
本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种相控阵天线系统级测试系统及测试方法。
技术介绍
相控阵天线可以通过控制阵列天线中天线单元的馈电幅度、相位来改变整个阵列天线的方向图形状，即所谓的波束赋形技术，以达到波束扫描的目的。在相控阵技术应用之前，波束扫描通常通过机械转动实现，这种转动往往存在时延长、范围窄、精度低等缺点。相控阵天线采用数字移相器实现天线波束的高速电控扫描，速度快、精度高，广泛应用于车载、舰载、卫星等通信雷达、毫米波基站等等。相控阵天线由多通道阵列天线组成，阵列天线中的每一个单元都对应了一个射频通路。一个典型的相控阵天线可以用图1表示，其中包含阵列天线，T/R(TransmitterandReceiver)组件，上下变频以及数字处理等组件。随着5G的到来，相控阵天线被大量应用在基站上，如massiveMIMO(multipleinputmultipleoutput，多输入多输出系统)以及波束赋形技术的实现依赖于相控阵天线。为了保证5G通信质量以及控制电磁污染，国际标准组织3GPP(3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划)出了一系列的白皮书来规范基站上相控阵天线的性能测试，包括在空口(OTA：overtheair)状态下测试相控阵天线的辐射方向图、输出功率、传输信号质量、带内污染、发射机互调、参考灵敏度电平、带内阻塞、接收互调等等，并且在标准3GPP38141中给出了相关指标要求。相关技术中，基站指标大多是通过传导测试获取，具体地，利用传导线连接在相控阵天线的阵列天线馈电，然后测试各个射频参数，甚至进行协议层测试。然而在5G毫米波基站天线中，由于波长短，整个天线尺寸小，且射频接头价格昂贵，一般的毫米波相控阵天线没有留下传导射频接头，因此，为了进行3GPP要求的基站相控阵天线性能测试，必须采用OTA(Over－the－AirTechnology，空中下载技术)测试方式。然而，采用OTA测试方式进行基站相控阵天线性能测试有如下缺陷：1、3GPP标准中规定测试的指标有限，仅包括辐射方向图、输出功率、传输信号质量、带内污染、发射机互调、参考灵敏度电平、带内阻塞、接收互调等2、相关测试指标没有针对基站相控阵天线在实际工作场景下，即基站同时与多个用户进行链接通信情况下的性能测试指标，如图2所示。该类指标属于相控阵天线系统级测试指标，具体包括在massiveMIMO工作模式下以及波束赋形工作模式下的测试指标，如RRM(Radioresourcemanagement，射频资源管理)中用于控制发射功率、用户分配、波束赋形、数字传输速率、切换标准、调试方式、差错编码方案等参数的策略和算法，发射功率分配算法、波束赋形策略、动态波束赋形模式、整体辐射性能评估等。需要说明的是，系统级测试指标是反映基站相控阵天线在实际工作场景下的真实无线性能指标，对基站布网布局、研发生产具有至关重要的知道意义。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种相控阵天线系统级测试系统，该测试系统可以有效提高测试的适用性和实用性，有效满足系统级测试需求。本专利技术的另一个目的在于提出一种相控阵天线系统级测试方法。本专利技术的再一个目的在于提出一种计算机可读存储介质。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种相控阵天线系统级测试系统，包括：天线阵列，所述天线阵列包括至少两个测试天线和隔离材料，用于对待测试的相控阵天线进行预设距离内的系统级近场测试；微波暗室，所述天线阵列与所述相控阵天线均设置在所述微波暗室内；仪表，所述仪表包括信道模拟器和多路信号收发器，所述仪表连接所述天线阵列和所述相控阵天线，用于配合所述天线阵列对所述相控阵天线进行系统级测试。本专利技术实施例的相控阵天线系统级测试系统，在OTA测试方式下，采用辐射两步法(RTS)，可对相控阵天线无线性能进行整体评估，不但可以进行3GPP标准中规定指标的测试，同时可以对实际工作场景下的相控阵天线系统级指标进行测试和评估，反映相控阵天线最真实的工作环境及整体无线性能，有效提高测试的适用性和实用性，有效满足系统级测试需求。另外，根据本专利技术上述实施例的相控阵天线系统级测试系统还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述天线阵列为双极化天线阵列，所述双极化天线阵列包括至少两个双极化测量天线和隔离材料，所述至少两个双极化测量天线的每个双极化测量天线具有两个相互交叉设置的天线单元，其中，所述天线单元包括：第一辐射件，所述第一辐射件内部构成第一容纳腔，所述第一容纳腔的腔体贯通所述第一辐射件的第一端和第二端；第二辐射件，所述第二辐射件的第一端和所述第一辐射件的第一端不连接，所述第二辐射件的第二端和所述第一辐射件的第二端电气连接；平衡件，所述平衡件的第一端和所述第二辐射件的第二端电气连接；馈电件，所述馈电件偏离天线单元中心预设距离且与所述平衡件对应设置，其中，所述馈电件包括：外芯，所述外芯内部构成第二容纳腔，所述第二容纳腔的腔体贯通所述外芯的第一端和所述外芯的第二端，且所述外芯的第一端和所述第一辐射件的第二端电气连接；内芯，所述内芯贯穿所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的腔体，所述内芯的第一端穿出所述第一辐射件的第一端并与所述第二辐射件耦合连接。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述双极化测试天线插入所述隔离材料顶部，或者所述双极化测试天线插入所述隔离材料形成的容纳腔底部。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：调谐器，所述调谐器连接所述馈电件述外芯的第二端和所述内芯的第二端。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：移动台，所述双极化天线阵列和所述相控阵天线中的至少一个设在所述移动台上。可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述预设距离可以小于或等于10cm或者两倍波长。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种相控阵天线系统级测试方法，其特征在于，采用上述的系统，其中，方法包括以下步骤：选择相等数量的所述测试天线和所述相控阵天线的被测天线；获取选择的所述相控阵天线的被测天线的天线方向图信息；根据所述天线方向图信息控制所述信道模拟器的端口与所述选择的相控阵天线的被测天线的端口形成一对一信号传输；控制所述信道模拟器通过运算生成测试信号，并将所述测试信号馈入对应的接收端，以进行对应测试。本专利技术实施例的相控阵天线系统级测试方法，在OTA测试方式下，采用辐射两步法(RTS)，可对相控阵天线无线性能进行整体评估，不但可以进行3GPP标准中规定指标的测试，同时可以对实际工作场景下的相控阵天线系统级指标进行测试和评估，反映相控阵天线最真实的工作环境及整体无线性能，有效提高测试的适用性和实用性，有效满足系统级测试需求。另外，根据本专利技术上述实施例的相控阵天线系统级测试方法还可以具有以下附加的技术特征：可选地，在本专利技术的一个实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相控阵天线系统级测试系统，其特征在于，包括：/n天线阵列，所述天线阵列包括至少两个测试天线和隔离材料，用于对待测试的相控阵天线进行预设距离内的系统级近场测试；/n微波暗室，所述天线阵列与所述相控阵天线均设置在所述微波暗室内；以及/n仪表，所述仪表包括信道模拟器和多路信号收发器，所述仪表连接所述天线阵列和所述相控阵天线，用于配合所述天线阵列对所述相控阵天线进行系统级测试。/n

【技术特征摘要】
1.一种相控阵天线系统级测试系统，其特征在于，包括：
天线阵列，所述天线阵列包括至少两个测试天线和隔离材料，用于对待测试的相控阵天线进行预设距离内的系统级近场测试；
微波暗室，所述天线阵列与所述相控阵天线均设置在所述微波暗室内；以及
仪表，所述仪表包括信道模拟器和多路信号收发器，所述仪表连接所述天线阵列和所述相控阵天线，用于配合所述天线阵列对所述相控阵天线进行系统级测试。


2.根据权利要求1所述的相控阵天线系统级测试系统，其特征在于，所述天线阵列为双极化天线阵列，所述双极化天线阵列包括至少两个双极化测量天线和隔离材料，所述至少两个双极化测量天线的每个双极化测量天线具有两个相互交叉设置的天线单元，其中，所述天线单元包括：
第一辐射件，所述第一辐射件内部构成第一容纳腔，所述第一容纳腔的腔体贯通所述第一辐射件的第一端和第二端；
第二辐射件，所述第二辐射件的第一端和所述第一辐射件的第一端不连接，所述第二辐射件的第二端和所述第一辐射件的第二端电气连接；
平衡件，所述平衡件的第一端和所述第二辐射件的第二端电气连接；以及
馈电件，所述馈电件偏离天线单元中心预设距离且与所述平衡件对应设置，其中，所述馈电件包括：
外芯，所述外芯内部构成第二容纳腔，所述第二容纳腔的腔体贯通所述外芯的第一端和所述外芯的第二端，且所述外芯的第一端和所述第一辐射件的第二端电气连接；
内芯，所述内芯贯穿所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的腔体，所述内芯的第一端穿出所述第一辐射件的第一端并与所述第二辐射件耦合连接。


3.根据权利要求2所述的相控阵天线系统级测试系统，其特征在于，所述双极化测试天线插入所述隔离材料顶部，或者所述双极化测试天线插入所述隔离材料形成的容纳腔底部。


4.根据权利要求3述的相控阵天线系统级测试系统，其特征在于，还包括：
调谐器，所述调谐器连接所述馈电件述外芯的第二端和所述内芯的第二端。


5.根据权利要求2所述的相控阵天线系统级测试系统，其特征在于，还包括：
移动台，所述双极化天线阵列和所述相控阵天线中的至少一个设在所述移动台上。


6.根据权利要求1-5任一项所述的相控阵天线系统级测试系统，其特征在于，所述预设距离小于或等于10cm或者两倍波长。


7.一种相控阵天线系统级测试方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的系统，其中，方法包括以下步骤：
选择相等数量的所述测试天线和所述相控阵天线的被测天线；
获取选择的所述相控阵天线的被测天线的天线方向图信息；
根据所述天线方向图信息控制所述信道模拟器的端口与所述选择的相控阵天线的被测天线的端口形成一对一信号传输；以及
控制所述信道模拟器通过运算生成测试信号，并将所述测试信号馈入对应的接收端，以进行对应测试。


8.根据权利要求7所述的相控阵天线系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆一宏，于伟，
申请(专利权)人：深圳市通用测试系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44