一种天线远场方向图测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种天线远场方向图测试系统及测试方法，属于天线测试技术领域。该系统包括：第一转台，用于承载标准天线；第二转台，用于测试时安装待测天线；测试时，所述标准天线和待测天线间保持测试距离；其中，第二转台上垂直载有升降杆；若待测天线为定向天线，则将待测天线固定在第三转台，并将第三转台架设在升降杆上；若待测天线为全向天线，则将待测天线架设在升降杆上；信号源，用于生成信号，并通过标准天线发射生成的信号；频谱分析仪，用于扫描待测天线的信号得到测试结果；控制组件，用于控制所述信号源、第一转台、第二转台、频谱分析仪完成待测天线远场方向图测试。本发明专利技术解决了现有天线方向图远场测试效率低下、测试成本高问题。

【技术实现步骤摘要】
一种天线远场方向图测试系统及测试方法
本专利技术涉及天线测试
，尤其涉及一种天线远场方向图测试系统及方法。
技术介绍
在现代电子产品无线通讯中，都会使用到天线，在天线的生产过程中，要获得天线的特性知道天线的好坏，就必须对天线的方向图进行测试。目前国外从事天线测试系统研究的厂商较多，国内较少，国外的测试系统价格昂贵，维护成本也较高，软件为全英文操作界面，需要专人进行培训。目前电子产品中，向着小型化、模块化产品发展，天线也向着小型化发展，小型天线的测试也越来越多。在生产测试过程中，尤其对于批量测试来说，测试速度的提高会大大降低天线的生产成本。在天线方向图测试中，分为近场测试和远场测试，一般体积较大的天线使用近场测试，小天线使用远场测试，而当测试频率较高或测试距离较远时，一般微波暗室测试使用的都是1台网络分析仪，发射端和接收端的电缆都需要连接到这台仪器，距离远时电缆使用就较长，频率高时损耗就较大，能测试的距离也就较近，不能满足大口径、高频率天线的远场测试，天线方向图远场测试也不能实现全自动测试，效率低下，测试成本高。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种天线远场方向图的测试系统及方法，以解决现有天线方向图的远场测试存在的上述部分或全部问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种天线远场方向图测试系统，包括：第一转台，用于承载标准天线；第二转台，用于测试时安装待测天线；测试时，所述标准天线和待测天线间保持测试距离；<br>其中，第二转台上垂直载有升降杆；若待测天线为定向天线，则将待测天线固定在第三转台，并将第三转台架设在升降杆上；若待测天线为全向天线，则将待测天线架设在升降杆上；第一转台、第二转台、第三转台匀速旋转；信号源，用于生成信号，并通过标准天线发射生成的信号；频谱分析仪，用于扫描待测天线的信号得到测试结果；频谱分析仪匀速扫描；控制组件，用于控制所述信号源、第一转台、第二转台、频谱分析仪完成所述待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试。进一步地，所述控制组件包括转台控制器和主控机，通过串口线连接；所述转台控制器通过串口线分别与第一转台、第二转台和第三转台连接；所述主控机通过GPIB线分别与信号源、频谱分析仪连接；标准天线与信号源间、待测天线与频谱分析仪间分别通过射频线连接；所述第一转台、第二转台和第三转台均为步进转台。进一步地，所述主控机安装有自动测试软件，用于设置信号源、转台控制器及频谱分析仪的控制参数，包括：信号源和频谱分析仪的测试频率FL指令，信号源的发射信号指令，频谱分析仪的同步扫描信号指令，转台控制器的同步触发转动指令。进一步地，所述测试频率F1、F2指令各包括1个测试频点，天线在两个方向上的测试；测试时，主控机依次发送多个测试频点指令进行待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试：本次测试频点指令完成测试后，发送下一个测试频点指令进行测试，得到待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图在各个角度的测试结果。进一步地，所述主控机依次发送多个测试频点指令进行待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试，包括：依次在各个测试频点测试待测天线的水平面方向图后，将待测天线的水平面方向图转换为俯仰面方向图，依次在上述各个测试频点进行测试；当上述各个测试频点之间依次切换时，主控机通过向转台控制器下达同步触发转动指令控制第二转台的顺时针和逆时针交替旋转。进一步地，所述依次在各个测试频点进行测试时，主控机向信号源和频谱分析仪发送测试频率F1、F2指令，向信号源发送发射信号指令，向频谱分析仪发送同步扫描信号指令，向转台控制器发送同步触发转动指令；信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令，转台控制器下达同步触发转动指令同步第二转台转动与频谱分析仪扫描。进一步地，转台控制器下达同步触发转动指令同步第二转台转动与频谱分析仪扫描包括：当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描指令时，主控机控制信号源关闭发射源。进一步地，所述标准天线与所述待测天线间的测试距离R为：R＞2D2/λ；其中，λ为待测天线工作频率波长，D为最大天线口面尺寸。此外，一种基于上述系统的天线远场方向图测试方法，用于测试定向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图，包括以下步骤：步骤1，通过主控机控制转台控制器，使得第一转台、第二转台回归到初始位置及第三转台与水平面平行，并等待同步触发转动指令；步骤2，主控机根据设置的信号源、频谱分析仪的参数发送控制指令，包括测试频率F1指令，发射信号指令、同步扫描信号指令；步骤3，信号源、频谱分析仪接收到控制指令后，信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；步骤4，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；步骤5，主控机发送下一个测试频率F2指令，信号源根据下一次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；步骤6，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指令，实现同步控制第二转台转动指令和频谱分析仪扫描一次指令：当第二转台开始逆时针或顺时针的反向旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描一次指令时，主控机控制信号源关闭发射源；频谱分析仪扫描一次指令完成后，主控机读取扫描图形数据信息；步骤7，重复上述步骤3、步骤4、步骤5和步骤6，直至多个测试频点指令完成；步骤8、主控机控制第三转台旋转90度与水平面垂直，重复上述步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6和步骤7；步骤9，测试完毕后，主控机将所有扫描图形数据信息调入自动测试软件，得到定向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试结果。同时，一种基于上述系统的天线远场方向图测试方法，用于测试全向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图，包括以下步骤：步骤1，将待测天线水平架设在升降杆上，通过主控机控制转台控制器，使得第一转台、第二转台回归到初始位置，并等待同步触发转动指令；步骤2，主控机根据设置的信号源、频谱分析仪的参数发送控制指令，包括测试频率F1指令，发射信号指令、同步扫描信号指令；步骤3，信号源、频谱分析仪接收到控制指令后，信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令；步骤4，主控机通过转台控制器下达同步触发转动指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线远场方向图测试系统，其特征在于，包括：/n第一转台，用于承载标准天线；/n第二转台，用于测试时安装待测天线；测试时，所述标准天线和待测天线间保持测试距离；/n其中，第二转台上垂直载有升降杆；若待测天线为定向天线，则将待测天线固定在第三转台，并将第三转台架设在升降杆上；若待测天线为全向天线，则将待测天线架设在升降杆上；/n第一转台、第二转台、第三转台匀速旋转；/n信号源，用于生成信号，并通过标准天线发射生成的信号；/n频谱分析仪，用于扫描待测天线的信号得到测试结果；/n频谱分析仪匀速扫描；/n控制组件，用于控制所述信号源、第一转台、第二转台、第三转台、频谱分析仪完成所述待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试。/n

【技术特征摘要】
1.一种天线远场方向图测试系统，其特征在于，包括：
第一转台，用于承载标准天线；
第二转台，用于测试时安装待测天线；测试时，所述标准天线和待测天线间保持测试距离；
其中，第二转台上垂直载有升降杆；若待测天线为定向天线，则将待测天线固定在第三转台，并将第三转台架设在升降杆上；若待测天线为全向天线，则将待测天线架设在升降杆上；
第一转台、第二转台、第三转台匀速旋转；
信号源，用于生成信号，并通过标准天线发射生成的信号；
频谱分析仪，用于扫描待测天线的信号得到测试结果；
频谱分析仪匀速扫描；
控制组件，用于控制所述信号源、第一转台、第二转台、第三转台、频谱分析仪完成所述待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制组件包括转台控制器和主控机，通过串口线连接；
所述转台控制器通过串口线分别与第一转台、第二转台和第三转台连接；
所述主控机通过GPIB线分别与信号源、频谱分析仪连接；标准天线与信号源间、待测天线与频谱分析仪间分别通过射频线连接；
所述第一转台、第二转台和第三转台均为步进转台。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控机安装有自动测试软件，用于设置信号源、转台控制器及频谱分析仪的控制参数，包括：信号源和频谱分析仪的测试频率F1、F2指令，信号源的发射信号指令，频谱分析仪的同步扫描信号指令，转台控制器的同步触发转动指令。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述测试频率F1、F2指令各包括1个测试频点，天线在两个方向上的测试；测试时，主控机依次发送多个测试频点指令进行待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试：本次测试频点指令完成测试后，发送下一个测试频点指令进行测试，得到待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图在各个角度的测试结果。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主控机依次发送多个测试频点指令进行待测天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图测试，包括：
依次在各个测试频点测试待测天线的水平面方向图后，将待测天线的水平面方向图转换为俯仰面方向图，依次在上述各个测试频点进行测试；
当上述各个测试频点之间依次切换时，主控机通过向转台控制器下达同步触发转动指令控制第二转台的顺时针和逆时针交替旋转。


6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述依次在各个测试频点进行测试时，主控机向信号源和频谱分析仪发送测试频率F1、F2指令，向信号源发送发射信号指令，向频谱分析仪发送同步扫描信号指令，向转台控制器发送同步触发转动指令；
信号源根据发射信号指令及本次测试频点指令打开发射源，频谱分析仪响应同步扫描信号指令，转台控制器下达同步触发转动指令同步第二转台转动与频谱分析仪扫描。


7.根据权利要求6所述的系统，特征在于，转台控制器下达同步触发转动指令同步第二转台转动与频谱分析仪扫描包括：当第二转台开始顺时针或逆时针旋转，频谱分析仪开始扫描；当第二转台停止转动，频谱分析仪停止扫描；频谱分析仪返回停止扫描指令时，主控机控制信号源关闭发射源。


8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标准天线与所述待测天线间的测试距离R为：
R＞2D2/λ；
其中，λ为待测天线工作频率波长，D为最大天线口面尺寸。


9.一种基于权利要求1-8任一所述系统的天线远场方向图测试方法，用于测试定向天线的水平面方向图和/或俯仰面方向图，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，通过主控机控制转台控制器，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：王道金，王德甫，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51