手机智能天线测试系统开发及应用
智能天线技术的原理与应用分析
智能天线技术的原理与应用分析
摘要：目前，先进的科学技术发展加速了通信行业的进步。通信技术和质量的
提高，使许多不同类型的新生事物不断涌现。当前智能天线在通信行业的使用变
得越来越广泛，并且取得了良好的成绩。本文分析了智能天线的原理，并对智能
天线的在通信中的应用进行探讨。
关键词：智能天线技术无线通信原理应用
智能天线技术采用空分复用技术，根据信号传播方向上的不一致性把具有相
同时隙、相同频率的信号在空域区域进行区分，能够大幅度提高频谱资源的利用
效率、减少地形、建筑等对电波传播的影响。随着无线通信系统容量需求的增加，智能天线技术将会更广泛的应用到无线通信中。
1、智能天线的原理
智能天线原名自适应天线阵列(AAA，Adaptive Antenna AHay)。最初的智能天
线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信、定位、军事方面等。用来完成空间滤
波和定位。后来被引入移动通信系统中。智能天线通常包括波束转换智能天线fSwikhed BearIl Antenna)和自适应阵列智能天线(Adap Iive AmIy Antenna)。
智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线
主波束对准用户信号到达方向DOA(DirectionofArrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号
到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。同时，智能天线技术利用各个移动用户问信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同
一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用
和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服
手机天线的测试标准
手机天线的测试标准
手机天线是手机通信中至关重要的部件，它直接影响到手机的信号接收和发送质量。为了确保手机天线的质量和性能，需要进行严格的测试和评估。本文将介绍手机天线的测试标准，以便于手机制造商和相关测试机构进行参考。
首先，手机天线的测试应包括以下几个方面，频率范围测试、增益测试、辐射功率测试、谐波测试、阻抗匹配测试、辐射效率测试等。
频率范围测试是指测试手机天线在规定的频率范围内的频率响应特性。这项测试可以通过天线分析仪进行，通过测量手机天线在不同频率下的阻抗匹配情况，来评估其频率范围性能。
增益测试是指测试手机天线在不同频率下的增益情况。增益是指天线在某一方向上辐射或接收电磁波的能力，是评价天线性能的重要指标之一。增益测试可以通过天线分析仪或者无线通信测试设备进行。
辐射功率测试是指测试手机天线在规定频率下的辐射功率。这项测试是为了确保手机天线在发送信号时符合相关的国家和地区的规定，不会对人体和环境造成危害。
谐波测试是指测试手机天线在发送信号时产生的谐波干扰情况。手机天线在发送信号时会产生一定的谐波，如果谐波干扰过大，会影响到其他无线设备的正常工作。
阻抗匹配测试是指测试手机天线在不同频率下的阻抗匹配情况。阻抗匹配是指天线和无线通信系统之间的阻抗匹配情况，阻抗不匹配会导致信号反射和损耗，影响通信质量。
辐射效率测试是指测试手机天线在接收信号时的辐射效率。辐射效率是指天线接收到的信号功率与输入到天线的总功率之比，是评价天线接收性能的重要指标之一。
除了以上几个方面的测试外，手机天线的测试还应包括耐久性测试、环境适应性测试等，以确保手机天线在各种使用环境下都能正常工作。
波束赋形在智能天线测试中的有效应用
波束赋形在智能天线测试中的有效应用
摘要：在移动通信技术不断发展的大环境下智能天线获得了迅速发展。结合
目前的智能电线应用做分析发现其结构存在着复杂性，而且相关指标比较多，因
此难以保证天线的一致性。就天线的方向测试图而言，其具有多种波束，比如单
元波束、广播波束等。受到测试效率的限制，在合成波束测试的时候仅仅是测试
几个典型波束，所以测试工作的全面性不够，这难以实现对智能天线的准确评价。就现阶段的分析来看，智能天线测试对其应用有着突出的价值，所以分析讨论智
能天线测试的方法等有积极意义。文章对智能天线测试中的波束赋形应用进行分析，旨在指导实践。
关键词：波束赋形；智能天线；测试
智能天线测试的主要目的是了解智能天线的具体性能以及参数，从而对天线
的使用进行规划和调整。基于智能天线安全、稳定使用的要求，需要对智能天线
的具体情况进行掌握，而掌握相关参数或者是性能指标必须要开展测试工作。智
能电线的结构复杂、相关指标也比较的多，所以测试工作的困难度是比较大的。
就现阶段的智能天线测试来看，波束赋形在测试工作中的具体利用能够为实践提
供参考与指导，以此深度讨论波束赋形的应用有突出现实价值。
一、智能天线概述
在移动通信不断进步的大环境下，用户数据需求不断增长，且呈现出了爆发
式性特征，在这样的环境下，能够传输大量数据的天线有了用武之地，比如在视
频直播、虚拟现实游戏实现的过程中都需要可以传输大量数据信息的天线[1]。大
量数据传输对通信的可靠性以及延时性提出了苛刻的条件，而大数据传输又是社
会发展的大趋势，所以开发能够实现通信要求的天线便成为了当下需要迫切解决
TD-SCDMA智能天线系统原理、实现及现场测试方案浅析(上)
ＳＤ Ｃ ＭＡ的热 点技术 ， 对于智能天线 的进一步设计优化与
随 着Ｔ — Ｃ ＭＡ产业化进程 的深 入发展 ， Ｄ ＳＤ 不论是 网 络系统还是终端设备 ， Ｄ－ Ｃ ＭＡ各项技 术正在经历着 Ｔ ＳＤ 从实验室的功 能验证到大 规模现场 网络性能 验证的 新阶 大规模现场功能验 ｉ ，将会越来越得到加强 。 Ｊ Ｆ
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Ｔ Ｓ Ｄ Ａ Ｄ— Ｃ Ｍ
智能天线系统原理 ～实现
及现场测试方案浅析 （ ） 上
鼎桥通信技术有 限公 司 李克 饶毅
摘
要
简要介绍了智能天线原理在Ｔ — Ｃ Ｍ Ｄ Ｓ Ｄ Ａ系统中的实现情况 ． 并结合智能天线物理特性， Ｄ Ｓ Ｄ Ａ智 Ｔ－ＣＭ
的。 基站会在整个小区内跟踪终端的移动 ， 这样终端得到
的信噪比可有极大的改善 ， 从而优化了链路预算 ， 干扰减 小后频谱利 用率也就提 高了。
Ｔ ＳＤ Ｄ－ Ｃ ＭＡ由于上 Ｆ行无线链路使用同一载频 ， 无 常见的智能天线阵列一般分为３０ ６ 度全 向阵列和 １０ ２ 度 平面扇 区阵列。全 向天线阵主要适用于用户密度较低的农 村地区和偏远 山区 ，可作 ３ ０ ６ 度全 向小区覆盖。平面天线
向特 性。 其原 理是将 无线 电的信号导 向具 体的方向 ， 产生
空 问定 向波 束 ，使 天线 主 波 束 对 准用 户信号 到 达 方 向
TD-SCDMA智能天线系统介绍及其测试
TD-SCDMA智能天线系统介绍及其测试
本文简要介绍了智能天线的原理、智能天线阵的物理特性和波束赋形、智能天线算法的实现。最后对TD-SCDMA智能天线的现场测试进行了分析，指出了测试时应注意的事项。
1、智能天线的原理智能天线通常被定义为一种安装于移动无线接入系统基站侧的天线阵列，通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元，获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。其原理是将无线电信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向（direcTIon of arrival，DOA），旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到高效利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。同时，智能天线技术利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。
在TD-SCDMA系统中智能天线基本思想是：天线以多个高增益窄波束动态地跟踪多个期望用户，接收模式下，来自窄波束之外的信号被抑制，发射模式下，能使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄波束照射范围以外的非期望用户受到的干扰最小。智能天线是利用用户空间位置的不同来区分用户，在相同时隙、相同频率或相同地址码的情况下。仍然可以根据信号不同的空间传播路径来区分。
TD-SCDMA由于上下行无线链路使用同一载频，无线传播特性近似相同，能够很好地支持智能天线技术，智能天线的使用增加了TD-SCDMA无线接口的容量。
TD-SCDMA智能天线主要实现2种波束：广播波束和业务波束。广播波束是在广播时隙形成，实现对整个小区的广播，所以要求波束宽度很宽，尽量做到小区无缝隙覆盖。业务波束是在建立具体的通话链路后形成，也就是形成跟踪波束，它会针对每一个用户形成一个很窄的波束，这些波束会紧紧地跟踪用户。由于波束很窄，能量比较集中。在相同功率情况下，智能天线能将有用信号强度增加，同时减小对其他方向用户的干扰，由于智能天线能很好地集中信号，所以发射机可以适当地减小发射功率。
手机天线报告
手机天线报告
报告人：xxx
报告时间：xxxx年xx月xx日
一、背景
随着科技的不断发展，手机已经成为了人们日常生活中不可或
缺的一部分。而手机天线作为手机重要的组成部分之一，其作用
十分重要。然而在使用过程中，手机天线也会出现一些问题，影
响手机的信号接收情况，从而影响用户的使用体验。因此，有必
要进行对手机天线的测试。
二、测试环境
本次测试在实验室内进行，测试环境包括天线测试设备，手机，信号源。
三、测试内容
本次测试主要针对以下方面：
1. 设备使用过程中天线信号的接收情况；
2. 天线接收信号的质量，包括信号强度和信噪比；
3. 不同位置信号的接收情况，比较其差异。
四、测试结果
经过测试，得出以下结果：
1. 手机天线信号接收质量优良，信号强度稳定，信噪比高。
2. 在信号源位置不变的情况下，手机不同位置接收信号情况基本一致，未出现明显的信号受阻情况。
3. 手机在开启网络、WIFI等大流量应用时，天线的信号接收情况稍微有所下降，但整体表现依旧良好。
五、测试结论
本次测试结果表明，手机天线在正常使用过程中，信号接收质量表现优良，符合手机天线技术要求，适合日常使用。但在高流量应用情况下，信号接收情况有所下降，用户应慎重开启相关应用，以保证良好的通信效果。
六、建议
1. 用户在购买手机时应注意天线的质量，选择品牌质量保证的手机；
2. 避免在高流量应用时进行通话，以尽量避免信号受阻情况；
3. 在使用过程中，如发现天线信号接收情况下降较大，应及时进行保养和维修。
七、总结
本次测试旨在对手机天线进行评估，通过一系列实验对手机天
TD-SCDMA智能天线的自动化测试
引言
智能天线（或beamforming）可以通过将’beam’对准特定的用户，显著的提高用户接收信噪比和降低对其他用户的干扰，从而增加系统容量。
TD-SCDMA很大程度上是功率受限系统，同时是一个自干扰系统，又由于TDD系统的天然上下行信道对称性，所以从TD-SCDMA设计之初就开始了对智能天线的实际部署研究。智能天线在TD-SCDMA中开始应用并走向成熟。在后续演进中，TD-SCDMA将向TD-LTE演进，LTE更大程度上引入了带宽受限，所以智能天线/MIMO自适应技术是TDD多天线技术的方向。
任何一项产品特性都需要大量的实验室测试。实验室测试不仅大大节省了成本，加快了产品推出周期，而且比现场测试更易构造各种测试环境可重复性的进行测试，从而提高产品质量。
自动化测试简化测试操作，自动完成设备配置、重复执行、结果记录/分析/报告输出等步骤，大大提高测试效率，进一步加快产品推出周期，扩大了测试的覆盖范围。
通常，测试设备都提供通用的接口，如GPIB，Ethernet等，供软件编程调用。我们在实际应用中，通过对SR5500M的自动化控制完成智能天线的各种测试。进一步，我们将对基站和手机（或其他终端设备）完成自动化控制，届时，智能天线测试将具有更高的性能和更多的特性。
1 智能天线在TD-SCDMA的应用
TD-SCDMA作为TDD系统，上下行信道完全对称，所以通过对上行信号的信道估计即可得到下行信号的权值（权矢量），从而达到波束赋形（Beamforming），无需冗余信号设计或资源占用。
TD-SCDMA基站为8天线单元平板天线，天线单元间距为λ/2，低间距意味着天线间信号的高相关性，通常可以假定相关性均为1，即所有天线经历相同的信道瞬时衰落，天线间信道的差别即为依赖于方向的相位差。通过在不同天线单元自适应调整相位偏移作为各天线单元的权值以控制（steer）天线波束，从而对准相应的用户，提高增益，同时降低对其他用户的干扰。
智能天线的发展及在TD-SCDMA中的应用
中继续 进 行 了第 二 阶段 智 能 天线 技 术 研 究 ， 即 Ｔ Ｓ Ｎ ＡＭＩ Ｕ Ｉ Ｉ ， 旨在 考 察第 三 代移 动 通信 中采 用 智 能天 线系 统 的可行 性和具 体优 势 。通过 大量宏 蜂 窝
司以及瑞典 Ｅ ｒ ｉ ｃ ｓ ｓ ｏ ｎ公 司 都 有 各 自的 智 能 天 线 产 品， 这 些智 能 天线 系统 都是 针对 移动 通信 开发 的 ， 用
于 ＧＳ Ｍ、 Ｔ ＤＭＡ 或者 Ｃ ＤＭＡ。 由我 国提 出 的具 有 自 主知 识 产 权 的 ３ Ｇ 标 准之 一 的 Ｔ Ｄ— Ｓ Ｃ Ｄ ＭＡ 之 中就 明确规 定要 采 用智 能 天线 。
波 束空 间处 理方 式 的多波束 智能 天线 。天 线 阵元 布 局 为 间距 半 波 长 的 ｌ ６阵元平 面 方阵 ， 射频 工作 频 率 是 １ ． ５ ４ ５ Ｇ Ｈｚ 。阵 元组 件 接 收 信 号 在经 过 低 噪声 放 大、 下 变频 和模 数 变换 后 ， 进 行快 速 傅 氏变换 （ Ｆ Ｆ Ｔ ） 处理 ， 形 成 正交 波束 后 分别 采用 恒模 （ Ｃ ＭＡ） 算 法 或
欧洲通信委员会 （ Ｃ Ｅ Ｃ） 在Ｒ ＡＣ Ｅ计 划 中实 施 了第 一 阶段 智能 天线技 术研 究 ， 称为 Ｔ Ｓ Ｕ ＮＡ ＭＩ 。 实
验 评测 了采 用 ＭＵ— Ｓ Ｉ Ｃ算 法 判别用 户信 号方 向的能
TD-SCDMA智能天线系统原理、实现及现场测试方案浅析(下)
目
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示 ， 被选某现场测试 目标 站的环境 （ 区 ）下面 ， 在 城 波束
赋形开启业务覆盖可达 １７ ． 公里 ， 波束赋形关闭仅 １ 公里 。 这说 明， 在用 户业务的 覆盖上有 明显提高 。 在同等条件下 ，
问 Ｔ ｓＭ技 之 木 接自 沟 之 鼎 ＤｃＡ 术 巅 桥 —Ｄ 由通 便
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０ ．¨ ｄ翻麟 罄 肇． 天． ：一 ＝． ｌ 墨．
实现
ｊ 。囊 ＿
线一 累一 一
（ 上期 ） 接
（ ） 下
缝
信道模型 ： ｕｄ ｏ ｏ Ｉｄ ｏ ｋ ｈ Ｏ ｔ ｏ ｒＴ ｎ ｏ ｒ Ａ ３ ｍ／ 。
第五采样点 第六采样点
噬 ． ∞ ＿ 、 ｍ 、
率， 使上行受限转化为下行受 限。实际上 ， 也可以通过增 加小 区用户数和对下行加扰的方式 ， 上行受 限转变成下 使
萼Ｔ ．
行受限 。
净
、 百
，
，
＼
在测试 中 ， 系统功率 控制会大大影 响智能天线测试结
筹
ｏ ｌ ７ ｆ
图 １ Ｏ Ｉ ｋ Ｏ １ ＴＡ ３ｉ Ｄ Ａ估计精度仿真 ｎ
图１ ０智能天线对 系统误码率性 能改善仿真
智能天线的测试
处 理 能 力 不 断 提 高 ， 利 用 数 字 技 术 在 基
带 形 成 天 线 波 束 成 为 可 能 。 到 了 ２ 世 纪 ０
２ 智 能 天 线 的 分 类
智 能 天 线 按 照 类 型 可 以 分 为 全 向 智
９ 年 代 ， 阵 列 处 理 技 术 引 入 移 动 通 信 领 ０ 域 ， 很 快 形 成 了 一 个 新 的 研 究 热 点 — — 智 能 天 线 。 其 中 ，我 国 在 享 有 独 立 自主 知
有 我 国 自 主 知 识 产 权 的 Ｔ ＳＣＤＭＡ 系 统 也 采 用 ７ 智 能 天 线 ， 本 Ｄ— 文 对 智 能 天 线 不 同 于 普 通 天 线 的 测 试 项 目 进 行 ７ 介 绍 Ｉ 并 提 出 ７ 相应 的测试方法 。 关 键 词 ： Ｔ ＳＣＤＭＡ Ｄ— 单元波 束 业务波束 智镜 天线 广 播 波 束 校准端 口 有 源 输 入 回波 损 耗
波功 率 容量 。
功 地 引 进 了 智 能 天 线 技 术 。 从 某 种 程 度
上 可 以 说 ， 智 能 天 线 是 ３ 区 别 于 ２ 系 Ｇ Ｇ
统 的 关键 标志 之 一 。
智 能 天 线 是 利 用 数 字 信 号 处 理 技 术
产 生 空 Ｊ 向 波 束 ， 使 天 线 的 主 波 束 跟 定
浅谈智能天线技术在移动通信中的应用
浅谈智能天线技术在移动通信中的应用
摘要：对于移动通信设备而言，天线是关键核心部件之一，在移动通信设备的
正常应用中发挥着重要作用。传统天线在信号传输质量和信号传输速度上都难以
满足通信要求，研发新一代适合移动通信设备的智能天线成为了必然选择。当前，智能天线在移动通信中得到了应用和普及，对提高移动通信设备功能起到积极的
促进作用。从当前智能天的技术属于附加领域研究，其功能远远没有被完善，有
更为广阔的开发空间。
关键词：智能天线技术；多波束智能天线；自适应智能天线
１智能天线概述
1.1智能天线的基本原理
智能天线是一种能够根据所处的电磁环境来调节或选择自身参数，从而使通
信系统保持最佳性能的天线技术。智能天线技术是在阵列天线理论、微波和射频
技术、自动控制理论、自适应天线技术、数字信号处理技术、软件无线电技术和
集成电路技术等多个研究领域的基础上综合发展而成的一门新技术。智能天线采
用空分多址技术（ＳＤＭＡ），利用信号在传输方向上的差异，将同频率或同时隙、同码道的信号区分开来，最大限度地利用有限的信道资源。
1.2智能天线的分类
根据智能天线工作原理的不同，智能天线可以分为：多波束智能天线和自适
应智能天线。
（1）多波束智能天线
多波束智能天线主要采用波束转换技术，因此，也称为波束转换天线。它在
对用户区进行分区（扇区）的基础上，使天线的每个波束固定指向不同的分区，
使用多个并行波束就能覆盖整个用户区，从而形成了形状基本不变的天线方向图。当用户在小区中移动时，根据测量各个波束的信号强度来跟踪移动用户，并能在
移动用户移动时适当地转换波束，使接收信号最强，同时较好地抑制了干扰，提
智能天线发展及在TD-SCDMA中的应用
的智 能 天 线 实 验 系统 。前 者 工 作 于 １ ５ ． Ｇ ｚ针对 Ｔ Ｍ Ｈ， Ｄ Ａ方式 采 用 Ｇ Ｓ Ｍ Ｋ调 制 ， 数
码率可 达 ２ ６ｋ ｐ 。系统利 用 ４阵元 天线 ５ ｂ ｓ
ｓｓ ｍ） ， ｙｔ 等 反映 了智 能天 线 系统 技 术 的多 ｅ 个不 同的方面 。但 总的来说 ， 智能天线主要 包含两类 ： 开关 波束 系统 和 自适 应 阵 列 系 统 。两者 中， 只有 自适应阵列系统能够在为
测试 ， 明圆环和平面天线适 于室内通信环 表 境使用 ， 而市 区环境则更适合采用简单 的直
线阵 。
收机结合 Ｍ Ｓ 自适应 波束形 成算 法进行 ＭＥ
处理 。实验 系统 有 ３个小 区基站 用 以评 估 切换和其他 的网络功能 。实验结果 表明 ， 就 平均误 码率 （ Ｅ 而 言 ， 能 天 线 比空 间 Ｂ Ｒ） 智
・
进行 多径时延对消 以消除多径衰落 ， 权值更 新采用恒模 （ Ｍ 算法 在东京 进行 的实 验 Ｃ Ａ）
表明： 自适应 天线技术在无线高速数据传输
和存在选择 衰落 的情况 下仍 能很好 地对 消
６ ・ ６
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多径时延信号 。后 者则采用 ２ Ｒ Ｋ Ｄ— Ａ Ｅ接
分集有 明显改善 。
此 后 ， 洲 通 信 委 员 会 （ Ｅ 又 在 欧 Ｃ Ｃ） Ａ Ｔ 计划 中继 续 进 行 了第 二 阶段 智 能 天 Ｃ Ｓ 线技术研究 ， Ｔ Ｕ Ａ Ｉ ， 即 Ｓ Ｎ Ｍ １ 旨在考察第 三 １
线天线方向图自动测量系统设计的开题报告
线天线方向图自动测量系统设计的开题报告
一、选题背景
随着通信技术的飞速发展及需求的增加，无线通信领域的天线设计
和测试变得越来越重要。天线方向图是一个重要的参数，它指示了天线
在空间中发射或接收的电磁波的辐射或接收性能。因此，用于自动测量
天线方向图的系统在天线领域中十分重要。
目前，市面上已经有一些天线方向图测量系统，这些系统能够可靠
地测量天线的方向图，但它们通常非常昂贵并且需要专业人员进行操作。因此，我们有必要设计一个更简单、更实用和更经济的天线方向图自动
测量系统。
二、选题意义
本系统的主要特点是智能化、高精度、易操作，使用者可以通过简
单的操作即可快速地进行天线方向图测量。该系统可以应用于天线测试
和校准、无线通信、卫星通信和雷达等领域。
三、研究内容
本文主要研究内容有以下几点：
（1）天线方向图测量原理及常用的测量方法研究。
（2）分析已有的天线测量系统，并分析其优缺点，为我们提供设计参考。
（3）系统的整体设计和实现，包括硬件和软件两方面。
（4）系统的测试及实现效果分析，对系统进行性能评估，并与现有的测量系统进行比较。
四、研究方法
本研究采用的方法包括文献调研、理论分析、模拟计算、实验验证等。首先，对天线方向图测量原理及常用的测量方法进行了全面的文献调研和理论分析；然后，从市场上选购适当的硬件设备，进行系统的整体设计和实现；最后，对系统进行测试，对实测数据进行分析，并与现有的测量系统进行比较。
五、预期成果
预期的成果包括以下几点：
（1）设计和实现一款自动测量天线方向图的系统，其采用的方法和设计方案简单、实用。
双频宽带毫米波天线的设计及实际应用
双频宽带毫米波天线的设计及实际应用
毫米波通信技术作为5G技术的核心技术之一，已经成为行业关注的焦点。在毫米波通信中，天线设计是非常重要的一环，而目前，双频宽带毫米波天线已经成为一种非常热门的设计方案。本文将讨论双频宽带毫米波天线的设计及其实际应用。
双频宽带毫米波天线是一种同时工作于两个频段（例如28GHz和38GHz）并具有宽带特性的天线。其设计步骤如下：
1. 选择天线结构
常用的双频宽带毫米波天线结构有双环形槽天线、方形微带天线和双反射天线等。其中，基于微带天线的结构常被用于双频宽带天线设计。
2. 确定天线参数
在设计天线时，需要考虑频段、工作带宽、天线增益等参数，并结合设计要求确定天线大小、形状和阻抗匹配方式。
3. 进行仿真和优化
使用电磁仿真软件对天线进行仿真和优化，以达到理想的辐射特性和带宽特性。
4. 制作和测试
将天线制作成实际物理结构，使用测试仪器对天线进行测试，校验其性能是否与仿真相符。
双频宽带毫米波天线广泛应用于5G通信系统中，包括移动通信、车联网、无人机等领域。以下是具体应用场景的介绍：
1. 移动通信
移动通信是最广泛的5G应用场景之一。双频宽带毫米波天线可以用于手机、智能手表等移动设备中，使得设备可以同时支持28GHz和38GHz频段的信号，从而实现高速通信和大带宽传输。
2. 车联网
车联网是指通过无线通信技术实现汽车和用户之间相互通信的系统。双频宽带毫米波天线可以应用于汽车边缘计算和车联网通信，实现高速传输和低延迟通信。
3. 无人机
无人机是双频宽带毫米波天线的另一个应用领域。在无人机应用中，双频宽带毫米波
智能天线方向图测试方案
Version 1.1
图 3. AT600 测试软件界面
该软件可提供如下功能： 可配置的测量参数 测试频率列表 DUT 旋转角度步进值 扫描源发射功率 接收机中频带宽 扫描点数 提供 2 维和 3 维的天线方向图测量 提供天线方向图的测试数据输出和图形显示 提供系统的射频路径预校准
MPS 射频路径切换单元 MPS 射频路径切换单元是本次系统升级中增加的主要设备之一。该设备的主要作用是提 供多通道的射频切换，总共提供 8 个射频端口到 DUT（待测物为 8 端口智能天线），1 个射 频端口到网络分析仪（或者到射频增益单元）。
测量天线及其支架，以及DUT转台及 1
研辰科技 ****科技
控制器
系统各部件的说明如下：
AT600SW - 天线方向图测试软件
AT600 系统软件可完成各类天线的无源方向图测试，并输出测试报告和图形，软件 界面如图 3 所示：
第 4 页共 8 页 商业机密文件，请勿向非授权用户转让
深圳市研辰科技有限公司系统方案书
图 6. MPS 射频路径切换单元
第 5 页共 8 页 商业机密文件，请勿向非授权用户转让
深圳市研辰科技有限公司系统方案书
Version 1.1
MPS 的基本技术指标如下： 频率范围：700MHz ~ 6GHz 端口驻波比 VSWR：<1.3，典型值 1.25（<3GHz） 指定端口间的隔离度 Isolation：> 50dB 开关使用寿命：500 万次（冷切换） 网口控制，指令集简单易用 可选配触摸屏控制，手动控制开关切换，操作简单、直观
6G智慧内生技术——高精度基站天线感知系统技术探讨
31
I
nternet Technology
互联网+
技术
一、引言
据工信部2022年通信业统计公报，全国移动通信基站总数达1083万个。据此估计，基站天线、RRU、AAU 数量超过2600万个。如此数量庞大而位置分散的基站使基站维护管理和无线网络优化等日益困难，也给电信运营商带来了巨额的维护成本和管理挑战。
本文探讨了高精度基站天线感知系统关键技术，利用北斗、物联网、大数据和人工智能等现代技术手段，实现基站天线等“哑资源”的运行状态的可感知，为基站自动维护和无线网络动态智能优化奠定基础。
二、基于天线感知器的基站智能运维关键技术概述
（一）天线感知器定义、标准和产品形态
天线感知器是一种获取基站天线工参的设备，例如，天线的经度、纬度、高度、方向角和下倾角，业内有多种名称或叫法。天线感知器遵从的主要技术标准有《AISG-BASE-v3.0.4》《AISG-ES-RAE-v2.2.0》和各公司的企业标准。天线感知器并非新设备，至少在4G 时代就已存在，但运营商一直未能真正利用它进行网络维护。
根据安装方式的不同，天线感知器分为内置式和外置式。根据接口形式的不同，天线感知器可分为基于AISG 接口和基于CAT 1接口的。基于CAT 1接口的外置式天线感知器适用于存量天线，基于AISG 内置式天线感知器适用于新增天线。
（二）基于天线感知器的基站智能运维应用环境和发展方向
目前已经进入5G-Advanced 时代。一方面，人工智能与物联网融合形成AIOT，5G 为AIOT 赋能催生了智
6G 智慧内生技术
——高精度基站天线感知系统技术探讨
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手机智能天线测试系统开发及应用
文章出处：电子工程专辑 作者： 发布时间：2005-10-27
本文描述了一项由德州仪器公司(TI)发起、弗吉尼亚理工学院和州立大学的弗吉尼亚科技天线组(VTAG)和移动便携式无线研究组(MPRG)合作完成的研究项目，该项目重点确定智能发送和接收手机天线的可行性，其目的是为了论证这种天线具有更低的功耗、更大的容量及更好的链接可靠性。研究课题包括开发新的智能天线算法及评估链接可靠性和容量的提高。为了评估智能天线在实际应用环境中的性能，研究者采集了一套综合的时空向量信道测量方法。数据采集由 VTAG 开发的四个阵列硬件测试平台完成，它们是手持式天线阵列测试平台(HAAT)、MPRG 天线阵列测试平台(MAAT)、失量脉冲响应 (VIPER)和发射分集测试平台(TDT)。
智能天线可大大提高第
三代手持式无线设备的
性能。MPRG 和VTAG
两个研究团队共同组成
了一个联合小组负责研
究TI 公司智能手机天线
的关键特性，包括采集
天线及传输测量数据、
评估分集及自适应算
法、仿真整体系统性能，以及量化对带智能天线的手机造成影响的
基本现象。自该项目于1998年7 月启动以来，我们已开发了三种工具：手持式天线阵列测试平台(HAAT)、向量多径传播仿真器(VMPS)、以及宽带VIPER 测量系统。我们已使用这些工具及MPRG 天线阵列测试平台(MAAT)来了解手机天线阵列的传输环境，这些信息已经用来预测手机智能天线的性能。
广泛的2.05GHz 测量表明，在可靠性为99%时，在户外和室内非直线可视环境下的窄带系统上实现7-9 dB 链路增益预算。这些增益可利用手机分集和自适应的小天线阵列获得，天线间的隔离间距为0.15波长或更大。其他的测量表明，利用自适应波束形成 (beamforming)算法可将单个干扰信号降低25-40dB 。因此，可靠性、系统容量和传输功率性能都可得到大大提高。
系统开发
1. 手持式天线阵列测试平台
图1：在多径环境下采用HAAT 的典型试验。一个发射器用于分集组合试验， 第二个发射器可用于采用自适应波束成型算法的抗干扰试验。
HAAT 系统可用来评估在分集组合和自适应波束形成试验中各种天线配置的性能(典型的应用如图
1)。图2给出了一个采用HAAT 系统的典型试验场景。接收器将来自两个或更多接收信道的信号下变频到基带。这些信号被记录在数字录音带上，以便利用适当的算法进行离线处理。接收器在2.8米长的轨道上以模仿人行走的恒定速度移动。一个小型手持式无线电装置支撑着两个天线，天线的间隔和方向是可变的。该系统具有如下特性：2.05GHz CW 信号；两个发射器；一个接收器(两个信道，可扩展至4个)；2.8米线性轨道可连续收集数据，并离线处理；高度便携式电池供电系统；手持接收器的真实工作环境。
2. MPRG 天线阵列测试平台
图2中的MAAT 具有很多与HAAT 一样的特性，但
具有更多信道，而且可容纳更大的带宽。然而，MAAT
有些笨重，不容易变换位置。其工作频率为
2.05GHz ，信号为正弦波或已调制信号。其带宽设为
100kHz ，但通过调整可扩展至1MHz 。MAAT 可以执行数字实时波束形成和到达角度 (angle-of-arrival)估测。
3. 向量脉冲响应测量系统
VIPER 是一种软件定义的宽带向量信道测量接收器，可支持发射和接收分集测量。VIPER 接收器能够接收带宽高达400MHz 的信号，并在软件中处理这些信号。该接收器作为智能天线算法的测试平台，可执行多径测量系统的功能以比较多个无线信道环境下天线算法的性能。图3给出了VIPER RF 前端部分的照片，一个四通道示波器用作采样系统，计算机从该示波器获取所有的信号信息。 VIPER 被设计成在最少的RF 硬件条件下，在软件中实现处理功能。图4给出了接收器硬件的模块示意图。执行单阶下变频后，在四个信道的每一个信道的IF 信号以每秒1G 的采样率被采样。所采集样本信号存储在RAM 中，并由计算机处理。
VIPER 软件负责采集、处理和记录所接收信号，并显示测量或算法结果。该软件过去一年来经过改进，现包括如下模块：天线分集和分集增益处理；无线信道的时间离散特征(多径)测量；采用MATLAB 开发的智能天线算法的实现；功耗、时域和频谱测量；原始接收信号的采集和记录；回放记录信号以用于开发和测试新的算法。
4. 宽带发射分集测试平台
图2：MAAT 由8个Harris 40214可编程直接数字 下变频器和8个C54x DSP 组成。
宽带发射器设计用于宽带分集和信道测量试验。该发
射器基于一个带片上EEPROM 的FPGA ，在EEPROM
中定义了PN 和数据序列。当前的发送器可让PN 码
片序列以高达25Mcps 的速度运行，但将来可充分发挥
FPGA 芯片的性能，使PN 序列运行速度高达
100Mcps 。多径无线信道的详细测量需要高码片速率，但在分集试验中则采用低码片速率，以便所产生的信号带宽与3G 无线系统的信号带宽类似。
5. 向量多径传播仿真器
VMPS 在窄带或宽带信号环境下与试验性测量配合使用。该仿真器可对完整的无线信道进行建模，包括天线和传播效应。试验结果可用于优化由 VMPS 实现的模型。目的是研究和隔离各种参数的影响，比如天线模式(antenna pattern)和间隔、多径、干扰、算法性能及其它因素。
利用VMPS 仿真器可对带8个天线的接收系统进行建模。6个发射器可被激活并放置在接收器周围的任意位置。多径传播可通过在用户挑选或由内置模型决定的位置插入散射器(scatter)来仿真。散射器的发射功率和反射系数是可变的，而且可以关闭或打开直线可视传输环境条件。这些特性可以仿真多种信道状态。
该仿真器可模仿几个分集配置方案的性能，比如空间、极化、模式和角度分集。对于非直线可视城区传播环境下的两个天线单元，采用最大比例组合，VMPS 可在99%水平时获得7-11dB 的分集增益。这些仿真结果与采用HAAT 系统在类似传播条件下的测量结果一致。VMPS 还可在不同干扰和多径情况下评估宽带通信系统的性能，比如采用时空阵列、空间阵列、分接式延迟线均衡器(tapped delay line equalizer)，或者单个天线接收器。
系统测量
利用所开发的硬件测试平台进
行了广泛的测量，包括手机分
集测量、天线间隔和操作员身
体对分集的影响、自适应波束
形成、到达角、信道互易验证，
以及宽带向量信道测量。图5
和图6给出了户外非直线可视
信道的采样分集测量。图5对比相对于天线间隔的相关系数，注意到当相关性远低于0.7时将十分有利于提高分集性能。图6给出了分集增益与天线间隔的函数关系：99%可靠性时，增益约9dB ；90%可靠性时，增益约5-dB 。当间隔降至0.1波长时，几乎没有关联关系了。
图3：VIPER RF 前端部分组成。
图4：VIPER 系统框图。