天线测试平台搭建方法介绍
天线测试培训基础篇ppt课件
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如下图所示
信令模式
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测试仪基本参数设置介绍
1、测试仪呼叫状态界面如何进入介绍
按界面右上角的Connect Control 软键进行系 统配置，这时可以设置呼叫参数。同时测试 仪处于待呼叫状态。如下图所示：
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Connect Control
MS Signal
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GSM900RF补尝值一般设置在12~~15dbm,不同机型具体参数 设置可能会有所不同，请依照具体测试值进行调整补偿值。 设置完成后按右上角的Connect Control 软键回到测试主界面
RF输入、输出 端口及端口衰
减须一致
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5、 DCS1800功率等级参数设置
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3、天线测试项目及指标：
A、Transmit Power：33±2dbm (GSM900) 30±2dbm (DCS1800)
B、 Peak Phase Error：0±20° C、 RMS PhaseError： 0±5° D、Frequency Error： 0±90Hz (GSM900)
0±180Hz (DCS1800)
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Frequency Error)是否合格（不合格：红
色标示）,测试值超标时，应开关机后再
测一次。
精选骤
按“Connect Control”和“Handover”键 （顺序如图），由GSM切换到DCS频段， 同GSM频段测试，观察GSM频段的测试 项目(发射功率Transmit Power、峰值 相位误差Peak Phase Error 、均方相 位误差RMS Phase Error 和频率误差 Frequency Error)是否合格（不合格：
天线测试平台的设计和误差分析
天线测试平台的设计和误差分析作者：于飞来源：《中国科技博览》2013年第31期[摘要]简要介绍了天线测试平台系统的基本工作原理、系统误差分析和系统的维护。
[关键词]天线测试平台误差分析自动化中图分类号：TN82 文献标识码：TN 文章编号：1009―914X（2013）31―0304―01前言：天线测试平台系统是一套自动化机电控制系统，是用于天线测试试验的辅助装置。
在天线测量时，由于天线的结构误差、测试场地、测试设备、气候等各种因素，会在各项测试的电参数中引入误差，因此需要尽可能降低这些误差，提高测试的准确性，使平台系统更好的运行。
一、天线测试平台基本工作原理天线测试平台由机械系统、测量系统和控制系统三部分组成。
其基本工作原理如下：操作人员向运动控制器发出运动指令；运动控制器根据指令和相应的测量系统的位移值，计算出电机的转动量和转动方向；电机通过减速器带动相应的部件进行直线或旋转运动，当实时位移量与期望位移量的误差小于系统设计指标时，运动控制器控制运动过程停止。
二、天线测试平台系统设计（1）框架的组成整体框架长5 m，宽3 m，由四根碳纤维管组成，作为两维运动平台的底座和导轨。
X向滑台由两根同样尺寸的纤维管支撑构成。
Y向滑台通过滑块安装在X向滑台上。
滑台底板和安装块等零件采用尼龙加工制造，联接螺钉采用树脂螺钉。
（2）导向方式采用导向轴与滑块相对运动的导向方式，将碳纤维管框架作为导向轴，采用高性能聚合物材料的免维护固态滑动轴承作滑动部件，X，Y向滑台安装在滑块上并沿着框架作直线运动。
（3）传动方式采用同步带传动方式，X，Y向滑动平台两端均安装同步带轮，其中一个同步带轮由电机驱动，同步带绕过两个带轮并连接在移动滑台上，这样当电机运动时，同步带将拉动X，Y向滑台运动。
其中X向滑台由于跨距较大，采用两套同步带拖动机构，由一个电机驱动。
三、天线测试误差分析（1）测试天线安装引起的误差在天线测试时，天线应该放置在转台的原点位置，这样天线旋转的角度和转台旋转的角度才一致。
天线支撑平台设计报告讲解
大型水平近场DUT支撑平台设计报告北京国鹏科技有限公司二○一三年十二月目录一、任务来源 (3)二、参考文件 (3)三、主要功能性能指标要求 (3)四、详细设计方案 (4)需求分析 (4)总体方案......................................................................................... 错误！未定义书签。
4.1系统三维示意图 (4)4.2支撑平台车 (6)4.3工装标准截 (7)4.4大螺旋及剪叉 (8)4.5单轴伺服转台 (11)4.6控制系统 (12)4.6.1、控制系统概述 (12)4.6.2 SIMATIC S7的模块化控制器 (15)4.6.3 天线转台主要技术参数 (16)4.6.4施耐德伺服系统 (17)4.6.5 德国Waycon拉绳式传感器 (18)五、可靠性安全性设计及分析 (18)5.1 主要部件工作寿命 (18)5.2 静载特性分析 (19)5.2.1 支撑平台高度为5m (19)5.2.2 支撑平台高度为10m (20)5.2.3支撑平台高度为15m (21)5.2.4稳定性分析5.3动态频率分析 (22)5.4 地震影响分析 (22)5.5 电气控制系统安全性 (24)六、技术性能符合表 (24)七、进度安排 (25)八、交付清单 (26)九、结论 (27)一、任务来源根据中国空间技术研究院西安分院对大型水平近场测试试验的要求，大型水平近场在进行天线测试时需一套DUT支撑平台，用于支撑和调整被测天线。
要求能适应不同口径的天线产品，支撑平台的高度可调，到达所需状态后平台需保持稳定。
特需要大型水平近场DUT支撑平台一台。
二、参考文件《大型水平近场DUT支撑平台采购合同》《大型水平近场DUT支撑平台技术协议》《大型水平近场DUT支撑平台初步方案》《大型水平近场DUT支撑平台初步方案评审纪要》三、主要功能性能指标要求（1）大型水平近场DUT支撑平台外包络尺寸2.5m≤平台边长（直径）≤4m；（2）支撑平台包括：平台支撑车、高度调整工装、升降摇摆台；（3）支撑平台总垂直负载≥1000kg，横向谐波频率不小于4Hz；（4）支撑车能在牵引下实现水平移动，包括直行和转弯，并且具有位置自锁功能；（5）高度调整工装可调整高度范围为5～15米，工装安装台面直径1.5m，工装采用高刚度及轻质量设计；（6）升降台与支撑车及系列工装为统一接口，实现平台在带载状态下1.5m-4.5m 的升降控制并任意位置自锁；（7）支撑平台高度为15m时，偏心载荷≥300kg，偏心距离≥0.3m；平台高度为10m，偏心载荷≥500kg，偏心距离≥0.5m；平台高度为5m偏心载荷≥1000Kg，偏心距离≥1m；（8）平台位置保持精度：0.05mm/24h（满载、偏载台面上任意一点）；（9）升降摇摆台具有调节功能，Z轴方位调整范围±5°，转动精度优于0.03°，Z向位移调整精度20mm；（10）支撑平台水平重复度误差≤1mm；（11）应连续无故障工作200小时以上，工作寿命≥15年。
有源相控阵天线测试通用平台设计与实现
!计算机测量与控制!"#""!$#!%"!!"#$%&'()'*+%('#',&-!",&(".!#"#!#收稿日期 "#""#&&'$!修回日期"#""#$#'%作者简介 乔淑君!&''&"&女&山东菏泽人&硕士研究生&工程师&主要从事天线微波测试技术及测试系统方向的研究%引用格式 乔淑君&李晓峰!有源相控阵天线测试通用平台设计与实现(+)!计算机测量与控制&"#""&$#!%"*"#".&$(!文章编号 &-%&(.', "#"" #%##"##-!!/01 &#!&-."- 2!3456!&&7(%-" 89!"#""!#%!##$!!中图分类号 :;"文献标识码 <有源相控阵天线测试通用平台设计与实现乔淑君 李晓峰!南京电子技术研究所&南京!"&##$'"摘要 有源相控阵天线在完成装配之后要进行功能和性能测试&整个过程繁琐'复杂&并且不同架构的天线有不同的测试方法&现阶段天线测试系统多属于定制化研制$针对不同架构天线&提出通用化'标准化的测试硬件和构件化'模块化的软件平台&并基于某型雷达天线做了应用验证$结果表明天线测试通用平台相比于传统测试平台&测试精度基本一致&系统集成速度提升-'`&软件复用率提升.#`&开发人员能够快速'准确集成天线测试系统&使用人员能够使用标准天线测试流程提升测试效率&对有源相控雷达的研制具有重要意义%关键词 有源相控阵$天线测试$通用$硬件平台$软件平台8'+4J ,*,=2'*.4N *&4","60','(*.L '+&F .*&6"(#6"(F 7*+'=1((*@1,&',,*g 1<0A I J 2J 4&a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`&O 4P 8I E M L T 8Z O N E N E J M E N O 8E 6M 643N E O M E P[S .#`!:I E F E 4E N O K O 48E 44O 8E M 89K O 8T L N X6M L T F N E O 8M 6F 46T 63O 43E T L N P E R E K L 9E N M 8L W J 635K S O 4PO 33J N O 8E K S 648E F N O 8E 8I E O 48E 44O 8E M 8M S M 8E X &8I E M 8O 4P O N PO 48E 44O 8E M 89N L 3E P J N E M O N EJ M E P 8L 6X 9N L R E 8E M 8E T T 636E 43S T L N 8I E P E R E K L 9X E 48L T O 386R E 9I O M E PO N N O S NO P O N M !'@5"(=+*O 386R E 9I O M E PO N N O S $O 48E 44O 8E M 8$F E 4E N O K $I O N P Z O N E 9K O 8T L N X $M L T 8Z O N E 9K O 8T L N X A !引言有源相控阵雷达是采用有源相控阵天线的雷达&特点是天线无需转动&通过多个天线单元的幅度'相位调整&实现天线波束快速扫描和形状捷变%有源相控阵雷达架构包括模拟有源'子阵级数字化'单元级数字化(&)%模拟有源相控阵天线单元通道中设置发射-接收组件!:-C 组件"&将发射机'接收机'移相器和衰减器等有源部件集成在一起(")%随着电子技术的高速发展&相控阵天线开始数字化趋势&不再含有移相器&将接收机前移&出现数字波束形成技术&具有更大的动态范围'同时多波束'较低副瓣和损耗'高抗扰能力等优点($)%单元级数字化是在天线阵元级实现数字波束形成&子阵级数字化是将有源相控阵分为几个子阵&按子阵进行数字化波束形成((.)%子阵数字化相控阵工作原理可以体现模拟阵和数字阵的工作原理&每个子阵内的天线单元是模拟阵元&与传统的模拟阵一样&配有模拟移相器&通过改变相位实现波束合成%这种技术成熟稳定&并且采用模拟延迟线对信号在时间上产生延时&解决孔径效应&可以实现真正宽带信号的发射和接收&用于雷达一维距离成像'雷达跟踪模式等(-)%每个子阵合成的模拟波束在子阵级数字接收机进行</采样转换为数字信号&多个子阵的数字信号形成自适应的数字波束(%)&实现灵活的窄带搜索%该架构是数字和模拟的混合模式&兼具模拟阵宽带'成本低&以及数字阵自适应'多波束'低副瓣等优点%子阵数字化相控阵接收波束合成原理是子阵内每个阵元接收信号后经过:-C 组件幅度相位加权后合成模拟波束&模拟波束在阵面级再经过馈电网络进行二级或者三级的和波束'方位差波束'俯仰差波束!简称和差差波束"合成&模拟接收波束有窄带和宽带&根据不同功能选择不同模式%数字接收波束合成是子阵合成模拟波束后经过数字接收机转化为数字输出&阵面的波束方向图是数字波束形成&每个子阵波束方向图乘以加权系数合成自适应波束&多组权向量还可以实现同时多波束%子阵数字化相控阵发射波束合成原理类似模拟相控阵&经过多级功分和放大&在天线单元辐射出去%有源相控阵天线在完成装配之后要进行功能测试'性能的评估和验证&这里天线包括天线罩'天线阵列'结构骨架和高频箱!包含:-C 组件'综合网络'阵面电源!投稿网址 Z Z Z!2M 23K S5\!3L X Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第%期乔淑君&等*""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""有源相控阵天线测试通用平台设计与实现#"&!#等"(,)%整个天线测试验证过程繁琐'复杂&并且根据不同架构的天线有不同的测试方法&模拟相控阵天线测试核心是依靠矢量网络分析仪!简称矢网"&实现收'发同频射频信号的测试$单元数字化相控阵天线由于发射激励源是自身直接数字频率合成!//A "&接收信号是经过中频<-/采样的数字信号&需要搭建测试设备实现同步相参和数字信号接收(')$子阵数字化相控阵天线可以当成模拟和数字天线的混合模式&要分别进行模拟部分和数字部分的测试%现阶段很多学者研究了有源相控阵天线测试方法和测试系统(&#&$)&本文主要是针对不同架构天线&提出一种通用化'标准化的天线测试平台*硬件平台研制通用设备满足不同雷达电讯接口$软件平台设计标准测试流程形成构件适配不同测试功能%通用平台主要包括测试计算机'多功能控制模块'综合频率源'阵面数据分析仪'矢网'电源单元'网络接收机以及功率放大器'低噪声放大器'射频电缆等其他测试附件%图&简单示意了子阵数字化天线接收测试状态&模拟接收测试由矢网一个端口做源经过探头辐射信号给天线阵面&接收信号送至矢网另一个端口%数字接收测试由综合频率源提供时钟和本振&下行数据送至阵面数据分析仪%测试计算机上运行的测试软件读取矢网数据和阵面数据分析仪数据&进行数据分析'显示和存储%图&!天线接收测试示意图B !关键硬件模块设计B C B !多功能控制模块在天线测试通用平台中&我们把天线作为单独的被测件&提供多功能控制模块%该模块是天线测试平台的+大脑,&其功能类似于雷达中的阵面控制分系统&实现天线控制信号'定时信号的仿真%雷达控制系统是针对当前雷达定制研发的控制模块&电信号是常用的控制信号&通常是时钟'数据'定时脉冲等多路差分信号&能够产生控制时序和电平或者脉冲定时信号%现阶段随着光纤技术的飞速发展&越来越多的雷达利用光纤产生控制定时信号&能够提升传送速率和准确率%不论是电信号还是光信号&为提升软件稳定性&雷达研制都是定制化设计雷达控制系统&匹配当前雷达%而针对不同雷达的控制需求&多功能控制模块设计时充分考虑天线测试通用平台通用化需求&硬件接口设计时确保该模块可以通过电连接器输出电信号&也可以通过光纤接口输出光定时信号%多功能控制模块!图""内部连接一组可以存储.&"@字节的存储器&存储多路定时'控制波形数据&根据要求在电接口输出特定10!输入-输出"时序或者在光接口输出控制指令定时数据%10接口包括'-路静态10和-(路动态时序10&满足不同需求%光定时接口满足&"路收发&速率最高为,*>&向下兼容多种速率%软件接口设计时&在];*<编程中加入关键参数编辑功能&实现控制指令和定时信号在软件层面可编辑&灵活的输出不同的控制协议和时序%图"!多功能控制模块原理框图除了控制定时信号产生外&该模块还有另一个针对提升测试效率设计的核心功能*实现多任务参数的存储%多任务测试前需要把多个频率'波束指向等任务信息预先存储&在近场测试时受到探头到位外触发后&依次发送出去(&()%外触发则采用脉冲触发模式&并且由于触发信号容易受到干扰&加入了脉冲宽度检测和干扰毛刺宽度检测的功能%毛刺宽度检测阈值为脉冲宽度的#=&倍%B C D !综合频率源对于模拟相控阵天线&相参同频射频信号的测试使用一台矢量网络分析仪即可&不需要提供额外的频率源%对于数字相控阵天线&要提供整个天线测试系统和被测天线的时钟信号'本振信号和接收测试激励信号%天线测试通用平台包含一台综合频率源!图$"&能够产生三通道独立的"##@H \"&.*H \宽频正弦波信号&以及一路频率可选的点频信号&覆盖常用的&##@H \'"##@H \等时钟频率%;Q 控制单元采用嵌入式<C @控制器作为?;Q 核心器件&主要实现功能模块的控制'本地控制的参数设置'远程控制的参数设置'设备状态的上报等%数字接收测试时一个重要的问题是信号的同步和相参%天线阵面不同子阵之间的同步由阵面自身保证&测试时不同时刻采集的信号相参由测试系统保证%方法之一是利用监测:-C 组件&该组件是特殊的数字:-C 组件&可以保证不同时刻测试都有一个同步相参的参考通道作为基准%为降低成本&天线测试通用平台不包括监测:-C 组件&对频率源提出新需求&要求频率源直接保证每次设置都会输出!投稿网址 Z Z Z!2M 23K S5\!3L X Copyright ©博看网. All Rights Reserved.!!计算机测量与控制!第$#""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""卷#""!#图$!综合频率源原理框图同一初始相位%综合频率源在输出宽频信号时采用锁相环锁相方式合成&保证相同的初始相位%点频信号源采用多个晶振倍频的方案设计&低成本实现多种频率%综合频率源具有以太网和同步串口!C A ("""的远程控制功能&网口是利用Q /;协议输出三路信号频率&C A (""接口用于多任务测试需求%该控制方式包含(对C A (""差分接口&分别是换频脉冲'数据'时钟和使能信号&在天线测试通用平台内部受多功能控制模块的特定10时序控制&多任务测试过程中依次输出不同的频率点%频率源的跳频时间小于"##!M %B C E !阵面数据分析仪数字相控阵天线下行信号是经过中频采样后的1g 数据&通用仪表不能直接测量%阵面数据分析仪是天线测试通用平台的数据记录模块&放置(个接收光模块&实现'-路A )C /)A 数据的接收&实现多路数据的接收&能够覆盖多路数字信号的测试场景%阵面数据分析仪!图("采用两级];*<架构设计&第一级采用"片B %];*<&合成%"路光纤数据&第二级采用&片B .];*<&内嵌;L Z E N ;?处理器&可以实现B %];*<的逻辑加载'配置参数加载'测试数据外发等功能%图(!阵面数据分析仪原理框图相比于雷达数字波束形成!/>]"&阵面数据分析仪重点在于功能通用性&强调对于天线原始数据的获取和处理%设计过程充分考虑通用化配置&例如*可以选择输入光纤的位置和数量'设置光纤速率'指定某个光纤通道为测试参考通道'配置测试数据报文格式'波束合成数据抽取和处理等%这些信息都可以通过B .];*<实现参数预先加载&适配不同的雷达天线%阵面数据分析仪功能主要是*天线原始数据处理功能'天线状态监测数据处理功能和波束合成功能%原始数据是按照配置参数中数据抽取规则选取数据点通过B .];*<网口输出&后续数据处理可以在上位机软件中实现%天线状态监测数据主要是阵面自检数据&也可以直接通过网络接口输出%波束合成数据是在阵面数据分析仪内部经过通道的矢量和运算后再进行]]:数据处理&最终可以将合成后的少量数据点送出&效率较高%D !软件平台设计测试软件是完成用户信息交互'测试流程调度'测试硬件对接'测试数据显示的平台%天线测试通用平台在软件开发过程中利用构件尽可能实现通用化&减少代码重复开发(&.)%对不同的被测天线&通过调用通用构件和专用构件&快速完成测试流程代码开发和调试%开发环境为g 8&代码执行效率高&绘图功能简单(&-)%测试系统软件采用软件架构与测试流程分离的设计思想&每个被测件的测试流程是一个独立的动态库&最大限度地保障测试系统软件的稳定性&并且测试流程形成动态库可以有效的软件复用&不断积累不同测试方法库(&%)%软件复用技术是充分利用过去系统开发中积累的知识经验&能够有效降低软件开发时间'人力和成本&已成为软件开发主流方式%传统测试软件是针对某型天线测试定制化开发代码&对于不同的测试需求开发特定的测试流程&优点是代码架构简单'没有冗余&但是不同的天线测试需求采用+从零开始,的软件开发模式&只有少量的函数级别的代码复用%本文设计的软件将功能模块以构件形式开发&针对文中的天线测试通用硬件平台&可复用构件包含图.中的硬件资源驱动库'构件库&是支持软件复用的关键技术&大大提升了软件复用率%经统计&传统测试软件在函数级的复用大概在"#`左右&而通用软件平台针对特定测试仪器型号的通用硬件平台&仪表驱动库和控制协议配置构件等构件库功能独立'可直接复用&测试流程针对不同的测试需求要重新开发'修改&但是有函数级别的复用&粗略统计软件复用率在%#`左右%另外&文中讨论的软件复用率统计范围是对于能够使用本文设计的天线测试通用硬件平台测试的相控阵天线%D C B !软件总体结构测试软件界面是用户交互的接口&执行用户指令%软件设计按照通用功能模块构件化&测试流程通用化加定制化&硬件资源按资源库管理的模式%常用的测试流程'构件库和硬件资源如图.所示%软件总体结构第一层是硬件平台资源通过开发底层控制指令形成驱动库&同一硬件资源不同型号统一软件接口&软件开发时针对不同型号实现驱动的直接替换%第二层是软件平台的构件库&包括针对硬件驱动的控制构件&控制协议的配置构件&数据存储显示构件等&将软件平台中通!投稿网址 Z Z Z!2M 23K S5\!3L X Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第%期乔淑君&等*""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""有源相控阵天线测试通用平台设计与实现#"$!#用的功能形成构件&专用的功能也以构件方式开发&可以针对不同的需求进行构件增加裁剪%第三层是针对具体天线测试需求开发的测试流程&测试流程按照天线测试功能需求分类&在通用流程基础上支持定制化开发&通常不同的需求需要反复调试测试%顶层是人机接口&提供参数输入和数据显示界面&操作简单%图.!软件总体结构框图测试流程动态库和构件库都是以=P K K 控件形式存在&在软件平台中动态加载'管理和释放%动态加载'释放动态库的主要代码如下所示*g a 6[N O N S K 6[!l !P K K l "$--加载动态库6T !0K 6[!K L O P !"".g@E M M O F E >L f **O [L J 8!8I 6M &?A 8N 64F ]L N X O 8!l 天线测试平台l "&A 8N 64F ]L N X O 8!l 加载失败l ""$N E 8J N 4$18S 9E P E T R L 6P !#/K F A I L Z "!"$--声明调用的功能函数/K F A I L ZP K FM I L Zm !/K FA I L Z "K 6[!N E M L K R E !l M I L Z l "$P K FM I L Z #$--功能函数调用K 6[!J 4K L O P 0$--释放动态库仪表编程基于D 1B 1A <-B 1A <$"B 6N 8J O K14M 8N J X E 48A L T 8Z O N E<N 3I 68E 38J N E "&支持*;1>及a <D 通信%D 17B 17A <-B 1A <$"是美国国家仪器D 1公司开发的一种与各种仪器总线交互的高级应用编程接口%不受平台'总线'环境等限制&是虚拟仪器系统接口软件%B 1A <编程驱动结构如图-所示%1B 1引擎指的是可互换虚拟仪器&定义通用的仪器驱动图-!B 1A <编程驱动结构图函数&对不同厂家仪器实现在线互换%典型代码如下*R 609E 4/E T O J K 8C @!k 4A E M M 6L 4"$R 609E 4!4A E M M 6L 4&+*;1>*$*1D A :C ,&B 1/D Q a a &B 1/D Q a a &kH O 4P K E 1/"$--仪器打开函数R 6?K L M E !H O 4P K E 1/"$--仪器关闭函数D C D !主要功能模块"="=&!产品信息配置功能针对不同的被测阵面&开放信息配置功能&由于不同阵面只需配置一次&并且参数相对固定&因此利用U @a 文件配置%主要参数包括*阵面通道数'阵面子阵数'阵元行间距'阵元列间距'阵元行数'阵元列数'阵面架构!模拟阵'单元数字化'子阵数字化"'极化模式'校准通道等%测试过程直接调用U @a 文件获得各项参数值&避免不同被测阵面测试流程针对该部分代码的重复修改%"="="!参数协议编辑功能通用平台控制是由多功能控制模块实现&软件重要的一项功能是提供该模块协议编辑&开发者或用户可以编辑阵面控制参数和定时参数的值&用于天线上行控制链路不同工作模式的调试或者测试流程调用%该功能以表格形式展现&方便用户编辑%"="=$!数据存储显示功能被测数据在软件界面上合理'直观的布局和显示&能够帮助用户实时了解测试情况&以做出测试异常及时中断等行为%通道测试数据用表格形式展示&方向图测试数据用波形图形式显示波瓣曲线!图%"%数据存储按照固定的格式保存在数据库中&按照测试项目建立表格%"="=(!测试硬件管理功能该功能模块是针对天线测试通用平台硬件资源的管理设计&包括多功能控制模块'通用频率源和阵面数据分析仪的接口管理&以及测试仪表的管理!表&"%测试仪表主要是矢网和电源单元&软件构件库包含常用仪表类型&例如美国是德'德国罗德施瓦茨'中国思仪几款矢网型号%"="=.!用户管理功能测试软件平台提供多级用户管理&每级用户有不同的!投稿网址 Z Z Z!2M 23K S5\!3L X Copyright ©博看网. All Rights Reserved.!!计算机测量与控制!第$#""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""卷#"(!#图%!近场测试界面权限&可以提供超级管理员'软件开发人员'测试人员'数据查阅人员等不同的用户权限&例如超级管理员享有最高权限&可以修改平台代码'数据库等$软件开发人员享有较高权限&可以增加修改测试流程代码*测试人员享有一般权限&能够使用测试软件进行实际测试$数据查阅人员享有最低权限&只能浏览软件平台和测试数据%用户多级管理能够确保测试系统软件组成完整性和安全性%表&!测试硬件管理1/硬件资源型号接口类型接口是否在线1/&多功能控制模块自研D ):&'"!&-,!f f !f f 是1/"多通道频率源自研D ):&'"!&-,!f f !f f 是1/$阵面数据分析仪自研D ):&'"!&-,!f f !f f 是1/(矢网^E S M 6FI 8D .""(<D ):&'"!&-,!f f !f f 否1/.矢网思仪<B $-%">*;1>&-是D CE !天线测试流程设计装配好的天线测试过程一般包括通道排故测试'通道校准测试和波瓣性能测试%软件平台在测试流程设计中将通用流程固态化&相关阵面参数'控制参数'测试延时等参数可配置%"=$=&!通道排故流程设计查看阵面好坏通常的做法是通过内监测挨个遍历:-C 组件&对阵面控制'各有源器件'射频链路等完成功能测试%模拟链路测试利用矢网&天线阵面接收测试时&矢网一个端口作为源通过稳相电缆发射信号至阵面内定标链路总输入口&总输出口通过电缆接至矢网另一个端口$发射测试时&链路相反&矢网一个端口提供相参的激励信号&阵面发射&矢网另一个端口接收%测试时挨个打开每个:-C 组件每个通道&并且控制不同的移相码'衰减码'延时码&检查每个通道的移相器功能%模拟链路测试完成所有:-C 组件及链路的功能检查&确保天线单元幅相加权合成波束%数字相控阵的数字接收链路是利用阵面数据分析仪对下行1-g 采用数据分析完成测试%流程图如图,所示%"=$="!通道校准流程设计相控阵天线每个通道都包含若干微波器件&通道之间图,!通道排故流程初始的幅相不一致会影响天线合成波束的性能%因此&经过天线幅相测试排故后&幅相校准也很重要%直接利用内定标射频链路的方法适用于精度要求较低的幅相校准&没有考虑到阵元互耦影响%现有天线阵面幅相校准也会利用中场校准或近场校准(&,)%中场接收校准时测试系统通过探头发射信号&阵面各接收通道依次打开&得到接收通道的幅相数据&发射校准时阵面各个通道发射信号&中场探头接收信号后送到测试系统&得到发射通道的幅相数据%中场探头相对于阵面的位置是经过光学方式严格标定&因此可以计算出不同通道到探头的路程差引起的幅度'相位误差&测试的幅相数据减去幅相误差可以得到幅相校准时的各个通道幅度'相位数据%发射校准测试流程相似&没有衰减置位%中场校准较近场校准操作简单'效率高&但是依靠光学标定和计算会引来测试误差&近场校准是在近场测试环境下&利用扫描架等装备依次移动探头到每个通道前方&控制当前通道打开&其他通道关闭&获得通道初始幅相值%近场受环境影响小'测试精度较高%测试流程与中场相同&多了探头移动的过程%阵面参考基准幅度的选择有多种方法&其中之一是全阵面通道幅度值平均值再减去一个参考值%参考基准相位可以为任意值&所有通道向参考值校准即可%流程图如图'所示%"=$=$!波瓣性能测试流程设计阵面完成校准后方向图性能测试前&可以通过中场扫瓣快速检查阵面波束形成情况%阵面波束按照俯仰角和方位角依次控制在不同角度&获得的幅度相位按照角度绘制出变化趋势&粗略表现出阵面的方位'俯仰法向波束情况%经过上述一系列功能检查和测试后&要进行天线阵面性能测试%方向图测试是获得天线阵面性能最常用的方法&有远场'中场和近场测试方法(&')%室内暗室近场测试具有不受天气因素影响'节省场地的优点("#)%近场测试系统包括伺服扫描架分系统'测试系统和微波暗室&扫描架接有近场探头&在移动过程发射或者接收信号完成阵面接收或发射平面近场测试&通过计算得到方向图%流程图如图&#所示%模拟阵面接收测试核心仪器是矢网&四通道矢网可以!投稿网址 Z Z Z!2M 23K S5\!3L X Copyright ©博看网. 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天线远场测量方法
优缺点： 辅助源天线架设较低，待测接收天线及其位置 控制装置均放在绝缘高塔上的某一个高度上，派 天线向上仰一定角度，使其最大辐射方向对准待 测天线，而其第一个零值点指向地面的反射点。 这种方法的优点是比高架法所需测试场地面积 小些，而且根据待测天线和源天线辐射特性，可 以改变待测天线在塔上放置的高度及源天线与待 测天线之间的距离。但缺点是需要建设一个高的 绝缘塔。
斜天线测试场就是收发天线架设高度不等的 一种测试场。通常把待测天线架设在比较高的塔 上，且作接收使用，把辅助发射天线靠近地面架 设，由于发射天线相对待测天线有一定仰角，适 当调整它的高度，使自由空间方向图的最大辐射 方向对准待测天线口面中心，零辐射方向对准地 面，就能有效抑制地面反射。
测量系统搭建图：
主讲：吕长喆 PPT制作：陈天业 樊高强 资料收集：欧阳鹏桦 王锡禄 刘宇钦
天线远场参数的测量可以在室ห้องสมุดไป่ตู้进行，也可以在 室内。 室外测试场为避免地面反射波的影响，把收发天 线架设在水泥塔或相邻高大建筑物的顶上，主要分 为：零点偏离地面的高架测试场、零点指向地面的 高架测试场和斜天线测试场。 室内测试场在无反射室内工作。无反射室又称为 微波暗室或吸波暗室，它是以吸波材料作衬里的房 间，能吸收入射到六个壁上的大部分电磁能量，较 好地模拟自由空间测试条件。室内测试场又分为： 室内远场和紧缩场。
近场天线测试平台
Shipping crates and packaging
NSI-SC-4items error
assessment
Measeure and report 4 items9,12,16,17
NSI 2 柱面近场系统及导轨和标准天线
Option 103
Additional System User Manuals
NSI-RF-SG90
WR90 Standard Gain Horn, 8.20-12.40GHz
NSI-SP-255
Test NSI pattern curver at 9GHz, 10GHz frequency
NSI-RF-SG62
WR62 Standard Gain Horn,12.4 -18.0GHz
NSI 4 探头系列
NSI-RF-WR975 0.75-1.12 GHz-Probe Antenna Kit including probe and absorber-SMA(f)
NSI-RF-WR650 NSI-RF-WR430
1.12-1.7 GHz-Probe Antenna Kit including probe and absorber-SMA(f) 1.7-2.6 GHz-Probe Antenna Kit including probe and absorber-SMA(f)
NSI-SP-255_2
Test NSI pattern curver at 14GHz, 17GHz frequency
NSI-RF-SG28
WR62 Standard Gain Horn,26.5 -40GHz
NSI-SPern curver at 35GHz frequency
SJ 2534.3-84 天线测试方法 在天线测试场测量天线辐射方向图
中华人民共和臣电子工业部部标准天线测试方法在天线测试场测量天线辐射方向图本标准适用予在天线潞试场测量天线的辐射方向图，重点放在天线辐度方向图的测量。
本标准中始终假定受试天线是一个无源，线性，可逆的装置，所以它的辐射特性既可以在发射状态也可以在接收状态下测量。
否则应当在天线系统所设计的使用状态下进行测量。
本标准中如无特殊说明，则受试天线是用于接收状态。
工作坐标系与测量的基本考虑1.1天线辐射方向图是任何一个天线的主要特性．为了全面地表征一个天线的辐射场，应测量以受试天线为中心（严格地说是以受试天线的相位中心为中心>的某一球面上的相对幅度，相对相位，极化及功率增益。
这些辐射特性中的任何一个作为空间坐标系的函数被显示出来就定义为受试天线的辐射方向图或天线方向图．1.2应将一个工作坐标系（通常是球坐标系）与受试天线联系在一起．此坐标系由天线使用时所处的系统而定。
特殊天线的测量可以规定不同的坐标系．天线测量中采用的标准球坐标系示予图1．一种专门用于火箭、导弹和宇宙飞船的坐标系示于图2．1．3 天线的坐标系一般根据天线上某一机械基准来规定．因此，应当提供一种建立这个机械基准的手段．图1 天线测量中使用的标准球坐标系1.4在一个给定的辐射方向图中两个角型标是变量，而受试天线到测量点阿距离R是不变的。
通常射频工作频率和天线极化状态作为参变量来处理．辐射方向图应在规定的频率上和指定的极化状态下泓量。
对某些天线的应用必须使频率作为一个变量。
如果频率是连续可变的，则此种测量方法叫做扫频技术．。
1.5完全测出天线的辐射方向图是不现实的，所以必须使用各种采样技术。
如固定工作频率和极化而坐标步进地改变，对的每一增量在给定的范围内连续地测出所徭要的天线特性。
根据实际情况，只要增量足够小，便可以获得近予完整的实用天线方向图。
对所有增量得到的方向图通常叫做一个辐射方向图组。
1.6当源天线照射到它紧邻区域内的构件上时，这些构件会改变孤立天线的辐射场．因此对辐射场的测量必须把那些构件的有关部分包括在内。
八木天线的设计仿真与测试
八木天线的设计仿真与测试一、本文概述本文旨在深入探讨八木天线的设计、仿真与测试。
八木天线，又称作Yagi-Uda天线，是一种广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域的定向天线。
其高效、紧凑和易于调整的特性使得它在众多天线类型中脱颖而出。
本文首先将对八木天线的基本原理和结构进行概述，接着详细介绍其设计过程，包括天线元素的选择、尺寸优化以及馈电方式等。
随后，本文将阐述如何利用仿真软件对八木天线进行性能预测和优化，这包括电磁场仿真、S参数分析、辐射方向图计算等关键步骤。
本文将介绍八木天线的实际测试方法，包括测试环境的搭建、测试设备的选择以及测试结果的分析和解读。
通过本文的阐述，读者将对八木天线的设计、仿真与测试有一个全面而深入的理解，为实际工程应用提供有力的技术支持。
二、八木天线设计基础八木天线，也称为Yagi-Uda天线，是一种定向天线，以其高效、紧凑和易于构造的特性而广泛应用于无线通信系统中。
其设计基础主要包括天线振子的排列、相位控制和馈电方式等方面。
八木天线由一根驱动振子（Driven Element）和若干根反射振子（Reflector）与引向振子（Director）组成。
驱动振子负责接收或发射电磁波，而反射振子和引向振子则通过调整与驱动振子的相对位置和相位，来改变天线的辐射特性。
反射振子通常位于驱动振子的后方，用于抑制后向辐射，提高天线的前向增益。
引向振子则位于驱动振子的前方，用于增强前向辐射。
相位控制在八木天线设计中至关重要。
通过调整各振子间的相位关系，可以控制天线的波束指向和宽度。
通常情况下，反射振子与驱动振子之间的相位差为180度，以产生反向电流，抵消后向辐射。
而引向振子与驱动振子之间的相位差则逐渐减小，以产生同向电流，增强前向辐射。
八木天线的馈电方式通常采用同轴电缆或波导。
馈电点的位置对天线的性能有重要影响。
通常，馈电点位于驱动振子的中点，以保证电流的均匀分布。
馈电线的阻抗匹配也是设计的关键，以确保最大功率的传输。
微带天线的设计和阻抗匹配
微带天线的设计和阻抗匹配微带天线是一种广泛应用于无线通信领域的新型天线。
它具有体积小、重量轻、易于集成等优点，因此特别适合于现代通信系统的应用。
本文将详细介绍微带天线的原理、设计思路、阻抗匹配方法以及实验验证等方面的内容。
微带天线是在介质基板上制作的一种天线。
它主要由辐射元和传输线组成，通过在介质基板上印制金属导带，形成辐射元和传输线，利用电磁波的辐射和传播特性实现天线的功能。
由于辐射元和传输线都印制在介质基板上，因此微带天线具有体积小、重量轻、易于集成等优点。
选择合适的介质基板，根据需要选择介电常数、厚度、稳定性等参数；在介质基板上印制金属导带，形成辐射元和传输线；根据设计要求，对金属导带进行形状和尺寸的调整；为提高天线的性能，需要进行阻抗匹配等调试；选取合适的材料：根据应用场景和设计要求，选择合适的介质基板和金属材料；设计形状和尺寸：根据天线设计的原理，设计合适的辐射元和传输线形状，以及其尺寸大小；考虑天线的抗干扰能力：为提高天线的性能，需要采取措施提高天线的抗干扰能力，如设置保护区、采用滤波器等。
微带天线的阻抗匹配是实现天线高效辐射的关键环节。
通常情况下，微带天线的阻抗不是纯电阻，而是具有一定的电抗分量。
为了使天线与馈线之间实现良好的阻抗匹配，通常采用以下方法：改变馈线的特性阻抗：通过调整馈线的几何形状、材料等参数，改变馈线的特性阻抗，使其与天线的阻抗相匹配；添加电阻、电容等元件：在馈线与天线之间添加适当的电阻、电容等元件，以调整天线的阻抗，实现阻抗匹配；采用分步匹配：通过在馈线与天线之间设置适当的阶梯状阻抗，逐渐接近天线的阻抗，从而实现良好的阻抗匹配。
为了验证微带天线的性能和阻抗匹配的效果，通常需要进行实验测试。
实验测试主要包括以下步骤：搭建测试平台：根据需要搭建测试平台，包括信号源、功率放大器、接收机等；连接测试平台：将微带天线与测试平台连接，确保稳定的信号传输；调整阻抗匹配：根据实验结果，对天线的阻抗匹配进行微调，以获得最佳的性能；进行测试：在不同的频率、距离等条件下进行测试，收集数据并进行分析；结果分析与讨论：根据实验数据进行分析和讨论，评估微带天线的性能和阻抗匹配的效果。
天线测试方法介绍
天线测试方法介绍天线测试方法介绍对天线与某个应用进行匹配需要进行精确的天线测量。
天线工程师需要判断天线将如何工作，以便确定天线是否适合特定的应用。
这意味着要采用天线方向图测量（APM）和硬件环内仿真（HiL）测量技术，在过去5年中，国防部门对这些技术的兴趣已经越来越浓厚。
虽然有许多不同的方法来开展这些测量，但没有一种能适应各种场合的理想方法。
例如，500MHz以下的低频天线通常是使用锥形微波暗室（Anechoic Chamber），这是20世纪60年代就出现的技术。
遗憾的是，大多数现代天线测试工程师不熟悉这种非常经济的技术，也不完全理解该技术的局限性（特别是在高于1GHz的时候）。
因此，他们无法发挥这种技术的最大效用。
随着对频率低至100MHz的天线测量的兴趣与日俱增，天线测试工程师理解各种天线测试方法（如锥形微波暗室）的优势和局限的重要性就愈加突出。
在测试天线时，天线测试工程师通常需测量许多参数，如辐射方向图、增益、阻抗或极化特性。
用于测试天线方向图的技术之一是远场测试，使用这种技术时待测天线（AUT）安装在发射天线的远场范围内。
其它技术包括近场和反射面测试。
选用哪种天线测试场取决于待测的天线。
为更好地理解选择过程，可以考虑这种情况：典型的天线测量系统可以被分成两个独立的部分，即发射站和接收站。
发射站由微波发射源、可选放大器、发射天线和连接接收站的通信链路组成。
接收站由AUT 参考天线、接收机、本振（LO）信号源、射频下变频器、定位器、系统软件和计算机组成。
在传统的远场天线测试场中，发射和接收天线分别位于对方的远场处，两者通常隔得足够远以模拟想要的工作环境。
AUT被距离足够远的源天线所照射，以便在AUT的电气孔径上产生接近平面的波阵面。
远场测量可以在室内或室外测试场进行。
室内测量通常是在微波暗室中进行。
这种暗室有矩形的，也有锥形的，专门设计用来减少来自墙体、地板和天花板的反射（图1）。
在矩形微波暗室中，采用一种墙面吸波材料来减少反射。
近场天线测试平台
NSI-SW-5152
Additional year sfotware version updates 1years
NSI-SW-5301
Upgrade NSI 2000 to Professional
NSI-SU-5601-4E Installation and training
NSI-SH-002
NSI 1 4.5 米平面扫描架系统及近场测试软件
300V-15x15
Near-field Measurement System
. XY scanner 4.5m wide by 4.5m high (steel/ aluminum; 1087kg)
NSI-SW-5161
NSI 2000 User License
NSI-SP-255_2
Test NSI pattern curver at 14GHz, 17GHz frequency
NSI-RF-SG28
WR62 Standard Gain Horn,26.5 -40GHz
NSI-SP-255_3
Test NSI pattern curver at 35GHz frequency
NSI-SW-5310
Dual source driver for PNA PSG
NSI-RF-5915
RF Switch Driver, 40GHz
NSI-SC-5620
Probe Z-axis stage-100mm travel
NSI-SC-5630
Probe Roll stage -360 travel with DC-18 GHz rotary joint
2 81110A
脉冲调制器
发射源
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NSAT-5000微波天线自动测试系统介绍
一、研发背景
天线测试一般有两方面的特性：电路特性（输入阻抗，效率等）和辐射特性（方向图，增益，极化，相位等）。
天线测试系统的任务就是用实验的方法检定和检验天线的这些参数特性。
NSAT-5000微波天线自动测试系统突破单一测试的局限性，提供专业的测试步骤，实现天线电路特性和辐射特性测试，帮助用户大幅度的提高测试效率。
借助系统软件可对系统内各个设备进行同步远程控制。
本测试系统由工业电脑、矢量网络分析仪、频谱分析仪、远程数据通信装置、合成信号源等设备搭配专业的天线测试系统软件所组成。
能够实现对天线各端口进行自动化测试，用户只要录入被测天线的批次号、产品型号以及产品编号，便可对天线进行自动测试，保存测试数据到本地电脑。
用户可根据需要查询测试数据并生成报表。
二、软件特点
●兼容中电41所（思仪）、是德科技（Keysight）、安捷伦(Aglient)、
日本安立（Anritsu）、罗德与施瓦茨（R&S）、韩国兴仓（Protek）、
HP等主流仪器型号。
●自动对系统内各个设备进行同步远程控制并对天线的电路特性（输入
阻抗，效率等）和辐射特性（方向图，增益，极化，相位等）完成测
试。
●自动测量天线的幅度方向图、增益、相位中心等指标。
●自动保存配置信息、测试数据保存到本地电脑，方便随时查询。
●自动生成测试报告，用户可根据需要定制报告模板。
●操作方便简单，提高测试效率。
三、主要测试项目
测试项目所用仪器
主瓣电平信号源，矢网
旁瓣电平(dB)信号源，矢网
增益信号源，矢网
天线效率信号源，矢网水平面半功率波束宽度(°)信号源，矢网
垂直面半功率波束宽度(°)信号源，矢网
隔离度(dB)信号源，矢网
交叉极化比(dB)信号源，矢网
前后比(dB)信号源，矢网
电压驻波比信号源，矢网
输入阻抗信号源，矢网
主方向倾斜度信号源，矢网
方向图一致性(dB)信号源，矢网
四、基于硬件
●信号源
●矢量网络分析仪
●频谱分析仪
●远程数据通信装置
五、系统图示
NSAT-5000天线测试系统由工业电脑、频谱分析仪、远程数据通信装置、合成信号源转台等设备搭配专业的天线测试系统软件所组成。
六、软件界面。