CN111669232A - 一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***及方法，***包括：多馈源子***、紧缩场反射面、载物转台、射频箱、仪表和控制***，载物转台、射频箱、仪表均和控制***相连，射频箱连接多馈源子***和仪表。另外，多馈源子***中的馈源排布方式包括一字形、T字形、十字形、多边形和多行的排布方式。由多馈源紧缩场提供多个测试通道，适配射频放大、变频和切换链路、载物转台和仪表，采用配合多馈源偏焦角度的高效自动测试采样方法，进行无线通信设备空间辐射和接收特性的定向性测试和覆盖整个球面的全向测试。本测量***具有测试效率高、测量指标覆盖全面、可重复性好、自动化程度高及使用便捷等突出优点。

Description

一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***及方法

技术领域

本申请涉及通信测量技术领域，尤其涉及一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***及方法。

背景技术

随着5G通信设备的技术发展，大规模天线阵列应用及向至毫米波的工作频段扩展，基站、终端等无线通信设备的射频性能测试逐步从传导测试向空口测试转变。

伴随着对空口测试技术的强烈需求，新的测试标准不断推出和更新。如3GPP的TS38.141-2和TS 38.521-2就分别对5G基站和终端定义了射频空口的测试方法和指标要求。在无线通信设备的空***频性能测试中有大量的空间辐射和接收特性的定向性测试和总辐射功率测试，这些测试需要针对被测设备进行三维空间各个方向进行采样。

在单馈源紧缩场中，同时仅有一支处于焦点的馈源进行测量，控制***置射频箱处于所需链路通道，对于被测设备的空间各方向采样，控制***控制载物转台采用步进方式每运动一个步进或采用连续运转方式到达预期测量角度位置时，控制仪表进行一次测量。

对于基站测试，测试频率需要覆盖至60GHz，对于终端测试，测试频率最高超过80GHz，由于单支馈源覆盖频率范围有限，为满足无线通信设备带内信号和带外信号测试需要，单馈源紧缩场***中需要配置支持其他频段或功能的多支馈源，但在使用中多支馈源无法同时工作，即每完成一支馈源所需测量任务后，如需更换其他规格馈源，此项工作需要手动更换或由机械装置运动进行替换。以发射机杂散全向辐射功率测试为例，针对每一支带外馈源完成整个球面空间采样后，需更换不同频段馈源再进行球面扫面，这样每更换一次馈源需要增加一次球面遍历采样，效率较低。对于带内测量，尽管支持带内的馈源能够满足频段的需求，但是由于每步进仅能够空间采样一次，测试效率较低。

发明内容

本申请实施例提供一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，包括：多馈源子***、紧缩场反射面、载物转台、射频箱、仪表和控制***，所述载物转台、射频箱、仪表均和控制***相连，所述射频箱输入端连接多馈源子***，所述射频箱输出端连接仪表，其中：

所述被测设备，用于在发射机测试中发射被测试信号或在接收机测试中接收测试信号；所述载物转台用于搭载被测设备，用于调整被测设备预期的被测方向；

所述紧缩场反射面，用于接收被测设备发射的各个角度的测试信号，并将测试信号反射输出到多馈源子***，或接收多馈源子***的信号并反射至载物转台被测设备处；

所述多馈源子***，用于接收紧缩场反射面反射的测试信号，同时将测试信号输出到射频箱；所述多馈源子***和所述紧缩场反射面配合产生多个不同方向的准平面波；

所述射频箱包含放大器、切换开关、合路器、滤波器和射频电缆以及变频设备，用于将多馈源子***输出的信号处理后输出到仪表或多馈源子***；

所述仪表包括但不限于信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪和功率计，用于对射频箱输出的信号进行测量分析，所述仪表为一台或者多台；

所述控制***，用于控制所述载物转台带动被测设备运动，使被测设备预期的空间采样方向垂直于所述多馈源子***的相应馈源与反射面形成准平面波的静区的准等相位面。

优选的，所述多馈源子***中的馈源排布方式包括一字形、T字形、十字形、多边形和多行的排布方式。

优选的，所述多馈源子***包含至少2支馈源，馈源布置在焦点或者布置在偏焦位置，且至少有1支馈源处于偏焦状态。

优选的，所述多馈源子***的馈源工作频段为同频段的或者不同频段的，且分为带内工作馈源和带外工作馈源；其中，带内工作馈源，为覆盖5G移动通信规定的工作频率以及满足临道泄露比和频谱发射模板所需的频段，带外馈源为针对杂散测试的需求，覆盖5G移动通信规定的工作频率以外频率。

优选的，所述多馈源子***中的馈源的极化方向包括单线极化、双线极化、单圆极化或者双圆极化，还包括通过增加衰减器、移相器构成任意极化方向。

优选的，所述多馈源子***中的馈源为宽带馈源，馈源工作最高和最低工作频率的比≥1.5。

优选的，所述射频箱输入端设置支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口用于连接多馈源子***，所述支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口为同一端口或者不同端口。

本申请实施例还提供一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试方法，包括以下步骤：

被测设备发射测试信号，同时控制***控制载物转台运动，调整载物转台上搭载的被测设备的方向角度，以调整被测设备预期的被测方向；

紧缩场反射面接收被测设备发射的各个角度的测试信号，并将测试信号反射输出到多馈源子***，或接收多馈源子***的信号并反射至载物转台被测设备处；

多馈源子***接收紧缩场反射面反射的测试信号，同时将测试信号输出到射频箱；

射频箱将多馈源子***输出的测试信号处理后输出到仪表，其中射频箱包含放大器、切换开关、合路器、滤波器和射频电缆以及变频设备；

仪表对射频箱输出的测试信号进行测量分析，其中，仪表包括但不限于信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪和功率计。

优选的，所述多馈源子***接收紧缩场反射面反射的测试信号时采用包括一字形、T字形、十字形、多边形和多行的排布方式接收。

优选的，所述多馈源子***接收紧缩场反射面反射的测试信号时，多馈源子***包含至少2支馈源，馈源布置在焦点或者布置在偏焦位置，且至少有1支馈源处于偏焦状态。

优选的，所述多馈源子***采用的馈源工作频段为同频段的或者不同频段的，且分为带内工作馈源和带外工作馈源；其中，带内工作馈源，为覆盖5G移动通信规定的工作频率以及满足临道泄露比和频谱发射模板所需的频段，带外馈源为针对杂散测试的需求，覆盖5G移动通信规定的工作频率以外频率。

优选的，所述多馈源子***中采用的馈源的极化方向包括单线极化、双线极化、单圆极化或者双圆极化，还包括通过增加衰减器、移相器构成任意极化方向。

优选的，所述多馈源子***中的采用的馈源为宽带馈源，馈源工作最高和最低工作频率的比≥1.5。

优选的，所述射频箱通过支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口将多馈源子***输出的测试信号处理后输出到仪表，所述支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口为同一端口或者不同端口。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

(1)多馈源紧缩场应用于无线通信射频空口测试可显著提高测试效率。

(2)多支不同规格、功能馈源的不同排布实现方式，对测试具备较好灵活性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的***布置示意图。

图2为本发明的射频箱频率变换、放大和滤波的端口在不同端口，射频箱输出接入1台仪表的示例图。

图3为本发明的馈源采用一字形排布的原理图。

图4为本发明的被测物空间采样规则示意图。

图5为本发明的馈源采用T字形排布的原理图。

图6为本发明的馈源采用十字形排布的原理图。

图7为本发明的馈源采用多边形排布的原理图。

图8为本发明的馈源采用多行排布的原理图

图9为本发明的馈源偏转角度与馈源偏焦位置的关系的几何示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例1

如图1所示，一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，包括：多馈源子***、紧缩场反射面、载物转台、射频箱、仪表和控制***，载物转台、射频箱、仪表均和控制***相连，射频箱输入端连接多馈源子***，射频箱输出端连接仪表，其中：

载物转台用于搭载被测设备，用于调整被测设备预期的被测方向；

紧缩场反射面，用于接收被测设备发射的各个角度的信号，并将测试信号反射输出到多馈源子***，或接收多馈源子***的信号并反射至载物转台被测设备处；

多馈源子***，用于接收紧缩场反射面反射的测试信号，同时将测试信号输出到射频箱；多馈源子***和紧缩场反射面配合产生多个不同方向的准平面波；

射频箱包含放大器、切换开关、合路器、滤波器和射频电缆以及变频设备，用于将多馈源子***输出的信号处理后输出到仪表或由仪表输出到多馈源子***；

仪表包括但不限于信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪和功率计，用于对射频箱输出的信号进行测量分析，仪表为一台或者多台，如带内TRP测量和带外杂散测量通过不同馈源通道，同时接收由待测设备发射的射频信号；

控制***，用于控制载物转台带动被测设备运动，使被测设备预期的空间采样方向垂直于多馈源子***的相应馈源与反射面形成准平面波的静区的准等相位面。

本实施例的多馈源子***包含至少2支馈源，馈源布置在焦点或者布置在偏焦位置，且至少有1支馈源处于偏焦状态。焦点馈源是利用电磁波由焦点经过抛物面反射后，在天线口面的光程相等，并且产生平面波。偏焦馈源偏离焦点时，可以产生波束的偏转。馈源偏离焦点的距离对应着不同的偏焦角，被测物每处于一个物理方位时，进行若干个馈源同时测量即可实现不同角度覆盖方向的测量，在特定测量采样方向数量的条件下，可大幅减少载物转台运转步进数量，提升测试效率。针对被测物一个采样方向的同时测量可以通过射频切换开关进行通道切换轮循测试，也可以通过连接多台仪表同时进行。

本实施例的多馈源子***的馈源工作频段为同频段的或者不同频段的，且分为带内工作馈源和带外工作馈源；其中，带内工作馈源，为覆盖5G移动通信规定的工作频率以及满足临道泄露比和频谱发射模板所需的频段，带外馈源为针对杂散测试的需求，覆盖5G移动通信规定的工作频率以外频率。多馈源子***中的馈源的极化方向包括单线极化、双线极化、单圆极化或者双圆极化，还包括通过增加衰减器、移相器构成任意极化方向。多馈源子***中的馈源为宽带馈源，馈源工作最高和最低工作频率的比≥1.5。

同时，射频箱输入端设置支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口用于连接多馈源子***，支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口为同一端口或者不同端口。当馈源工作频率范围大于测量仪表测量范围时，馈源接入射频箱上支持频率变换的端口，当***测量动态范围不足时，馈源接入具备放大能力的端口，当测量有滤波需要时，馈源接入具备滤波的端口。频率变换、放大和滤波的端口可以在同一端口，也可在不同端口，也可相互组合。射频箱输出可接入1或并行接入1台以上仪表，多支馈源与仪表的链路通过射频箱内切换链路实现切换。其中频率变换、放大和滤波的端口在不同端口，射频箱输出接入1台仪表的示例如图2所示。

馈源间相对位置的确定是多馈源紧缩场的设计关键，相对位置关系由紧缩场反射面的几何尺寸确定。如图9所示，若令坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源2的夹角为α1,坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源4的夹角为α2,F为紧缩场反射面的焦距，则馈源偏转角度与馈源偏焦位置的关系如下关系式：

其中，所述α1和α2角即为多馈源紧缩场馈源的水平方向目标测量采样步进角。

本实施例中多馈源子***中的馈源排布方式为一字形。馈源采用一字排布如图3所示，焦点馈源相位中心处于反射面焦点处，另两支偏焦馈源分别排布在焦点馈源两侧，两支偏焦馈源相位中心距离焦点馈源相位中心距离均为d，两个偏焦馈源形成静区等相位面与焦点馈源形成静区等相位面夹角均为θ，其中θ应能被π整除。

当馈源一字排布所处直线与图1中转台转轴2处旋转轴垂直时，被测物空间采样规则如图4。图1的2处旋转轴，与坐标系Y轴平行。其中N＝π/θ,当焦点馈源采样方向为(N-k-4,1)时，偏焦采样方向为(N-k-5,1)和(N-k-3,1)。图1的载物转台2处旋转轴，按照YOZ平面以Y为轴旋转3θ时，焦点馈源采样方向为(N-k-1,1),偏焦馈源采样方向为(N-k-2,1)和(N-k,1)。当2处完成覆盖2π时，图1的1处的旋转轴，该轴平行于XOZ平面，旋转角度φ,φ＝2π/M，后再进行1处步进运动，重复上述采样，直至轴1运转完成覆盖π，最终完成被测物球面等角度采样覆盖。

当三支馈源频段规格相同，或频段规格不同但频段有共同交集时，可支持测量内容相同，例如同频段全向辐射功率测试时，这样同比单馈源紧缩场，三支馈源一字排布的多馈源紧缩场，转台步进一次3θ，完成6个采样方向，单馈源需要步进5次每次步进θ完成6个采样。由于载物转台启停耗时较多，因此减少步进次数能够大幅提高测试效率，同时不同馈源可连接多台测量仪表仪表测量时间可节省2/3。

当三支馈源频段规格不同，测量相互之间无法替代的不同内容时候，例如每支馈源针对无交集的频段进行全向辐射功率测试，转台轴2处步进θ，每完成覆盖2π后，轴1处步进φ，直至轴1运转完成覆盖π，最终完成被测物球面等角度采样覆盖。此时同时完成3个无交集频段指标测试，相比单馈源紧缩场，需要每完成1个频段后更换一次馈源，在完成一个球面采样。时间上需要更换2次馈源的时间和完成3个球面采样时间，而三支多馈源紧缩场只需1个球面采样时间。

等间距一字排布馈源数量可以是两支或多于三支，采样方法同上。

另外，馈源偏焦时，反射线是不平行的。为了得到馈源偏焦的最优位置，利用几何光学理论对馈源偏焦情况进行分析。若波束偏转角为θ，偏馈时，反射线会偏离θ角，为了尽可能减小偏离量，可以利用特定函数进行优化。考虑到平行射线入射抛物面，若抛物面上的入射点位置是入射线和反射线的切点(即入射线和反射线关于入射点位置处切平面垂线对称)时，不同反射点位置的反射线近似通过同一点，通过该点的射线照射抛物面反射线总近似指向同一方向，该点即为馈源的最优位置点。

实施例2

如图1所示，一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，包括：多馈源子***、紧缩场反射面、载物转台、射频箱、仪表和控制***，载物转台、射频箱、仪表均和控制***相连，射频箱输入端连接多馈源子***，射频箱输出端连接仪表，其中：

载物转台用于搭载被测设备，用于调整被测设备预期的被测方向；

紧缩场反射面，用于接收被测设备发射的各个角度的测试信号，并将测试信号反射输出到多馈源子***，或接收多馈源子***的信号并反射至载物转台被测设备处；

多馈源子***，用于接收紧缩场反射面反射的测试信号，同时将测试信号输出到射频箱；多馈源子***和紧缩场反射面配合产生多个不同方向的准平面波；

射频箱包含放大器、切换开关、合路器、滤波器和射频电缆以及变频设备，用于将多馈源子***输出的信号处理后输出到仪表或由仪表输出到多馈源子***；

仪表包括但不限于信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪和功率计，用于对射频箱输出的信号进行测量分析，仪表为一台或者多台，如带内TRP测量和带外杂散测量通过不同馈源通道，同时接收由待测设备发射的射频信号；

控制***，用于控制载物转台带动被测设备运动，使被测设备预期的空间采样方向垂直于多馈源子***的相应馈源与反射面形成准平面波的静区的准等相位面。

本实施例的多馈源子***包含至少2支馈源，馈源布置在焦点或者布置在偏焦位置，且至少有1支馈源处于偏焦状态。焦点馈源是利用电磁波由焦点经过抛物面反射后，在天线口面的光程相等，并且产生平面波。偏焦馈源偏离焦点时，可以产生波束的偏转。馈源偏离焦点的距离对应着不同的偏焦角，被测物每处于一个物理方位时，进行若干个馈源同时测量即可实现不同角度覆盖方向的测量，在特定测量采样方向数量的条件下，可大幅减少载物转台运转步进数量，提升测试效率。针对被测物一个采样方向的同时测量可以通过射频切换开关进行通道切换轮循测试，也可以通过连接多台仪表同时进行。

本实施例的多馈源子***的馈源工作频段为同频段的或者不同频段的，且分为带内工作馈源和带外工作馈源；其中，带内工作馈源，为覆盖5G移动通信规定的工作频率以及满足临道泄露比和频谱发射模板所需的频段，带外馈源为针对杂散测试的需求，覆盖5G移动通信规定的工作频率以外频率。多馈源子***中的馈源的极化方向包括单线极化、双线极化、单圆极化或者双圆极化，还包括通过增加衰减器、移相器构成任意极化方向。多馈源子***中的馈源为宽带馈源，馈源工作最高和最低工作频率的比≥1.5。

同时，射频箱输入端设置支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口用于连接多馈源子***，支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口为同一端口或者不同端口。当馈源工作频率范围大于测量仪表测量范围时，馈源接入射频箱上支持频率变换的端口，当***测量动态范围不足时，馈源接入具备放大能力的端口，当测量有滤波需要时，馈源接入具备滤波的端口。频率变换、放大和滤波的端口可以在同一端口，也可在不同端口，也可相互组合。射频箱输出可接入1或并行接入1台以上仪表，多支馈源与仪表的链路通过射频箱内切换链路实现切换。其中频率变换、放大和滤波的端口在不同端口，射频箱输出接入1台仪表的示例如图2所示。

馈源间相对位置的确定是多馈源紧缩场的设计关键，相对位置关系由紧缩场反射面的几何尺寸确定。如图9所示，若令坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源2的夹角为α1,坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源4的夹角为α2,F为紧缩场反射面的焦距，则馈源偏转角度与馈源偏焦位置的关系如下关系式：

其中，所述α1和α2角即为多馈源紧缩场馈源的水平方向目标测量采样步进角。

本实施例中多馈源子***中的馈源排布方式为T字形。馈源T字排布，T字相临馈源相位中心间距分别为d1,d2,d3,d4,d5，如图5所示。当偏焦馈源1，2，4，5和焦点馈源所处直线与焦点馈源和偏焦馈源3连线垂直时，焦点馈源和偏焦馈源1，2，4，5采样方式同一字排布，如图5所示。结合图4，如焦点采样对应(N-k-2，1)时偏焦馈源4、5采样对应(N-k-1，1)和(N-k-3，1)。偏焦馈源1、2、3不一定采用等间隔角度分配，尽可能靠近焦点馈源，可以是带内馈源，也可以是带外馈源，用于杂散测试。α1，α2，α3，α4，α5是偏焦馈源与焦点馈源之间的夹角，馈源偏转角度与馈源偏焦位置的关系如下关系式：

另外，馈源偏焦时，反射线是不平行的。为了得到馈源偏焦的最优位置，利用几何光学理论对馈源偏焦情况进行分析。若波束偏转角为θ，偏馈时，反射线会偏离θ角，为了尽可能减小偏离量，可以利用特定函数进行优化。考虑到平行射线入射抛物面，若抛物面上的入射点位置是入射线和反射线的切点(即入射线和反射线关于入射点位置处切平面垂线对称)时，不同反射点位置的反射线近似通过同一点，通过该点的射线照射抛物面反射线总近似指向同一方向，该点即为馈源的最优位置点。

实施例3

如图1所示，一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，包括：多馈源子***、紧缩场反射面、载物转台、射频箱、仪表和控制***，载物转台、射频箱、仪表均和控制***相连，射频箱输入端连接多馈源子***，射频箱输出端连接仪表，其中：

载物转台用于搭载被测设备，用于调整被测设备预期的被测方向；

紧缩场反射面，用于接收被测设备发射的各个角度的测试信号，并将测试信号反射输出到多馈源子***，或接收多馈源子***的信号并反射至载物转台被测设备处；

多馈源子***，用于接收紧缩场反射面反射的测试信号，同时将测试信号输出到射频箱；多馈源子***和紧缩场反射面配合产生多个不同方向的准平面波；

射频箱包含放大器、切换开关、合路器、滤波器和射频电缆以及变频设备，用于将多馈源子***输出的信号处理后输出到仪表或由仪表输出到多馈源子***；

仪表包括但不限于信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪和功率计，用于对射频箱输出的信号进行测量分析，仪表为一台或者多台，如带内TRP测量和带外杂散测量通过不同馈源通道，同时接收由待测设备发射的射频信号；

控制***，用于控制载物转台带动被测设备运动，使被测设备预期的空间采样方向垂直于多馈源子***的相应馈源与反射面形成准平面波的静区的准等相位面。

本实施例的多馈源子***包含至少2支馈源，馈源布置在焦点或者布置在偏焦位置，且至少有1支馈源处于偏焦状态。焦点馈源是利用电磁波由焦点经过抛物面反射后，在天线口面的光程相等，并且产生平面波。偏焦馈源偏离焦点时，可以产生波束的偏转。馈源偏离焦点的距离对应着不同的偏焦角，被测物每处于一个物理方位时，进行若干个馈源同时测量即可实现不同角度覆盖方向的测量，在特定测量采样方向数量的条件下，可大幅减少载物转台运转步进数量，提升测试效率。针对被测物一个采样方向的同时测量可以通过射频切换开关进行通道切换轮循测试，也可以通过连接多台仪表同时进行。

本实施例的多馈源子***的馈源工作频段为同频段的或者不同频段的，且分为带内工作馈源和带外工作馈源；其中，带内工作馈源，为覆盖5G移动通信规定的工作频率以及满足临道泄露比和频谱发射模板所需的频段，带外馈源为针对杂散测试的需求，覆盖5G移动通信规定的工作频率以外频率。多馈源子***中的馈源的极化方向包括单线极化、双线极化、单圆极化或者双圆极化，还包括通过增加衰减器、移相器构成任意极化方向。多馈源子***中的馈源为宽带馈源，馈源工作最高和最低工作频率的比≥1.5。

同时，射频箱输入端设置支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口用于连接多馈源子***，支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口为同一端口或者不同端口。当馈源工作频率范围大于测量仪表测量范围时，馈源接入射频箱上支持频率变换的端口，当***测量动态范围不足时，馈源接入具备放大能力的端口，当测量有滤波需要时，馈源接入具备滤波的端口。频率变换、放大和滤波的端口可以在同一端口，也可在不同端口，也可相互组合。射频箱输出可接入1或并行接入1台以上仪表，多支馈源与仪表的链路通过射频箱内切换链路实现切换。其中频率变换、放大和滤波的端口在不同端口，射频箱输出接入1台仪表的示例如图2所示。

馈源间相对位置的确定是多馈源紧缩场的设计关键，相对位置关系由紧缩场反射面的几何尺寸确定。如图9所示，若令坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源2的夹角为α1,坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源4的夹角为α2,F为紧缩场反射面的焦距，则馈源偏转角度与馈源偏焦位置的关系如下关系式：

其中，所述α1和α2角即为多馈源紧缩场馈源的水平方向目标测量采样步进角。

本实施例中多馈源子***中的馈源排布方式为十字形。馈源等间距十字排布，十字相临馈源相位中心间距为d。当偏焦馈源1，2和焦点馈源所处直线与轴2垂直时，焦点馈源和偏焦馈源1和2采样方式同一字排布，如图6所示。五支馈源机械结构上可以焦点馈源相位中心为圆心旋转大于90度，当旋转90度时偏焦馈源3和4水平排布。采样方式同一字排布。当五支馈源不旋转时，也可五支同时采样，结合图4，如焦点采样对应(N-k-2，1)时偏焦馈源1、2、3、4采样对应(N-k-1，1)、(N-k-3，1)、(N-k-2，M)和(N-k-2，2)。

另外，馈源偏焦时，反射线是不平行的。为了得到馈源偏焦的最优位置，利用几何光学理论对馈源偏焦情况进行分析。若波束偏转角为θ，偏馈时，反射线会偏离θ角，为了尽可能减小偏离量，可以利用特定函数进行优化。考虑到平行射线入射抛物面，若抛物面上的入射点位置是入射线和反射线的切点(即入射线和反射线关于入射点位置处切平面垂线对称)时，不同反射点位置的反射线近似通过同一点，通过该点的射线照射抛物面反射线总近似指向同一方向，该点即为馈源的最优位置点。

实施例4

如图1所示，一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，包括：多馈源子***、紧缩场反射面、载物转台、射频箱、仪表和控制***，载物转台、射频箱、仪表均和控制***相连，射频箱输入端连接多馈源子***，射频箱输出端连接仪表，其中：

被测设备，用于发射上行测试信号；载物转台用于搭载被测设备，用于调整被测设备预期的被测方向；

紧缩场反射面，用于接收被测设备发射的各个角度的测试信号，并将测试信号反射输出到多馈源子***，或接收多馈源子***的信号并反射至载物转台被测设备处；

多馈源子***，用于接收紧缩场反射面反射的测试信号，同时将测试信号输出到射频箱；多馈源子***和紧缩场反射面配合产生多个不同方向的准平面波；

射频箱包含放大器、切换开关、合路器、滤波器和射频电缆以及变频设备，用于将多馈源子***输出的信号处理后输出到仪表或由仪表输出到多馈源子***；

仪表包括但不限于信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪和功率计，用于对射频箱输出的信号进行测量分析，仪表为一台或者多台，如带内TRP测量和带外杂散测量通过不同馈源通道，同时接收由待测设备发射的射频信号；

控制***，用于控制载物转台带动被测设备运动，使被测设备预期的空间采样方向垂直于多馈源子***的相应馈源与反射面形成准平面波的静区的准等相位面。

本实施例的多馈源子***包含至少2支馈源，馈源布置在焦点或者布置在偏焦位置，且至少有1支馈源处于偏焦状态。焦点馈源是利用电磁波由焦点经过抛物面反射后，在天线口面的光程相等，并且产生平面波。偏焦馈源偏离焦点时，可以产生波束的偏转。馈源偏离焦点的距离对应着不同的偏焦角，被测物每处于一个物理方位时，进行若干个馈源同时测量即可实现不同角度覆盖方向的测量，在特定测量采样方向数量的条件下，可大幅减少载物转台运转步进数量，提升测试效率。针对被测物一个采样方向的同时测量可以通过射频切换开关进行通道切换轮循测试，也可以通过连接多台仪表同时进行。

本实施例的多馈源子***的馈源工作频段为同频段的或者不同频段的，且分为带内工作馈源和带外工作馈源；其中，带内工作馈源，为覆盖5G移动通信规定的工作频率以及满足临道泄露比和频谱发射模板所需的频段，带外馈源为针对杂散测试的需求，覆盖5G移动通信规定的工作频率以外频率。多馈源子***中的馈源的极化方向包括单线极化、双线极化、单圆极化或者双圆极化，还包括通过增加衰减器、移相器构成任意极化方向。多馈源子***中的馈源为宽带馈源，馈源工作最高和最低工作频率的比≥1.5。

同时，射频箱输入端设置支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口用于连接多馈源子***，支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口为同一端口或者不同端口。当馈源工作频率范围大于测量仪表测量范围时，馈源接入射频箱上支持频率变换的端口，当***测量动态范围不足时，馈源接入具备放大能力的端口，当测量有滤波需要时，馈源接入具备滤波的端口。频率变换、放大和滤波的端口可以在同一端口，也可在不同端口，也可相互组合。射频箱输出可接入1或并行接入1台以上仪表，多支馈源与仪表的链路通过射频箱内切换链路实现切换。其中频率变换、放大和滤波的端口在不同端口，射频箱输出接入1台仪表的示例如图2所示。

馈源间相对位置的确定是多馈源紧缩场的设计关键，相对位置关系由紧缩场反射面的几何尺寸确定。如图9所示，若令坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源2的夹角为α1,坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源4的夹角为α2,F为紧缩场反射面的焦距，则馈源偏转角度与馈源偏焦位置的关系如下关系式：

其中，所述α1和α2角即为多馈源紧缩场馈源的水平方向目标测量采样步进角。

本实施例中多馈源子***中的馈源排布方式为多边形。当馈源数量等于或多于四支时，馈源可以多边形方式排列。采样时，每只馈源采样的偏角，由该馈源与焦点距离决定，焦点馈源无偏角，如图7所示。

另外，馈源偏焦时，反射线是不平行的。为了得到馈源偏焦的最优位置，利用几何光学理论对馈源偏焦情况进行分析。若波束偏转角为θ，偏馈时，反射线会偏离θ角，为了尽可能减小偏离量，可以利用特定函数进行优化。考虑到平行射线入射抛物面，若抛物面上的入射点位置是入射线和反射线的切点(即入射线和反射线关于入射点位置处切平面垂线对称)时，不同反射点位置的反射线近似通过同一点，通过该点的射线照射抛物面反射线总近似指向同一方向，该点即为馈源的最优位置点。

实施例5

如图1所示，一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，包括：多馈源子***、紧缩场反射面、载物转台、射频箱、仪表和控制***，载物转台、射频箱、仪表均和控制***相连，射频箱输入端连接多馈源子***，射频箱输出端连接仪表，其中：

被测设备，用于发射上行测试信号；载物转台用于搭载被测设备，用于调整被测设备预期的被测方向；

紧缩场反射面，用于接收被测设备发射的各个角度的测试信号，并将测试信号反射输出到多馈源子***，或接收多馈源子***的信号并反射至载物转台被测设备处；

多馈源子***，用于接收紧缩场反射面反射的测试信号，同时将测试信号输出到射频箱；多馈源子***和紧缩场反射面配合产生多个不同方向的准平面波；

射频箱包含放大器、切换开关、合路器、滤波器和射频电缆以及变频设备，用于将多馈源子***输出的信号处理后输出到仪表或由仪表输出到多馈源子***；

仪表包括但不限于信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪和功率计，用于对射频箱输出的信号进行测量分析，仪表为一台或者多台，如带内TRP测量和带外杂散测量通过不同馈源通道，同时接收由待测设备发射的射频信号；

控制***，用于控制载物转台带动被测设备运动，使被测设备预期的空间采样方向垂直于多馈源子***的相应馈源与反射面形成准平面波的静区的准等相位面。

本实施例的多馈源子***包含至少2支馈源，馈源布置在焦点或者布置在偏焦位置，且至少有1支馈源处于偏焦状态。焦点馈源是利用电磁波由焦点经过抛物面反射后，在天线口面的光程相等，并且产生平面波。偏焦馈源偏离焦点时，可以产生波束的偏转。馈源偏离焦点的距离对应着不同的偏焦角，被测物每处于一个物理方位时，进行若干个馈源同时测量即可实现不同角度覆盖方向的测量，在特定测量采样方向数量的条件下，可大幅减少载物转台运转步进数量，提升测试效率。针对被测物一个采样方向的同时测量可以通过射频切换开关进行通道切换轮循测试，也可以通过连接多台仪表同时进行。

本实施例的多馈源子***的馈源工作频段为同频段的或者不同频段的，且分为带内工作馈源和带外工作馈源；其中，带内工作馈源，为覆盖5G移动通信规定的工作频率以及满足临道泄露比和频谱发射模板所需的频段，带外馈源为针对杂散测试的需求，覆盖5G移动通信规定的工作频率以外频率。多馈源子***中的馈源的极化方向包括单线极化、双线极化、单圆极化或者双圆极化，还包括通过增加衰减器、移相器构成任意极化方向。多馈源子***中的馈源为宽带馈源，馈源工作最高和最低工作频率的比≥1.5。

同时，射频箱输入端设置支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口用于连接多馈源子***，支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口为同一端口或者不同端口。当馈源工作频率范围大于测量仪表测量范围时，馈源接入射频箱上支持频率变换的端口，当***测量动态范围不足时，馈源接入具备放大能力的端口，当测量有滤波需要时，馈源接入具备滤波的端口。频率变换、放大和滤波的端口可以在同一端口，也可在不同端口，也可相互组合。射频箱输出可接入1或并行接入1台以上仪表，多支馈源与仪表的链路通过射频箱内切换链路实现切换。其中频率变换、放大和滤波的端口在不同端口，射频箱输出接入1台仪表的示例如图2所示。

馈源间相对位置的确定是多馈源紧缩场的设计关键，相对位置关系由紧缩场反射面的几何尺寸确定。如图9所示，若令坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源2的夹角为α1,坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源4的夹角为α2,F为紧缩场反射面的焦距，则馈源偏转角度与馈源偏焦位置的关系如下关系式：

其中，所述α1和α2角即为多馈源紧缩场馈源的水平方向目标测量采样步进角。

本实施例中多馈源子***中的馈源排布方式为多行排布。当馈源数量等于或多于五支时，馈源可以多行方式排列。采样时，每只馈源采样的偏角，由该馈源与焦点距离决定，焦点馈源无偏角，如图8所示。

另外，馈源偏焦时，反射线是不平行的。为了得到馈源偏焦的最优位置，利用几何光学理论对馈源偏焦情况进行分析。若波束偏转角为θ，偏馈时，反射线会偏离θ角，为了尽可能减小偏离量，可以利用特定函数进行优化。考虑到平行射线入射抛物面，若抛物面上的入射点位置是入射线和反射线的切点(即入射线和反射线关于入射点位置处切平面垂线对称)时，不同反射点位置的反射线近似通过同一点，通过该点的射线照射抛物面反射线总近似指向同一方向，该点即为馈源的最优位置点。

实施例6

本申请实施例还提供一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试方法，包括以下步骤：

被测设备发射测试信号，同时控制***控制载物转台运动，调整载物转台上搭载的被测设备的方向角度，以调整被测设备预期的被测方向；

紧缩场反射面接收被测设备发射的各个角度的测试信号，并将测试信号反射输出到多馈源子***，或接收多馈源子***的信号并反射至载物转台被测设备处；

多馈源子***接收紧缩场反射面反射的测试信号，同时将测试信号输出到射频箱；

射频箱将多馈源子***输出的测试信号处理后输出到仪表，其中射频箱包含放大器、切换开关、合路器、滤波器和射频电缆以及变频设备；

仪表对射频箱输出的测试信号进行测量分析，其中，仪表包括但不限于信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪和功率计。

其中，多馈源子***接收紧缩场反射面反射的测试信号时采用包括一字形、T字形、十字形、多边形和多行的排布方式接收。采用不同排布方式接收的测量分析见上述实施例1-5，这里不再赘述。

本实施例的测试方法采用的多馈源子***包含至少2支馈源，馈源布置在焦点或者布置在偏焦位置，且至少有1支馈源处于偏焦状态。焦点馈源是利用电磁波由焦点经过抛物面反射后，在天线口面的光程相等，并且产生平面波。偏焦馈源偏离焦点时，可以产生波束的偏转。馈源偏离焦点的距离对应着不同的偏焦角，被测物每处于一个物理方位时，进行若干个馈源同时测量即可实现不同角度覆盖方向的测量，在特定测量采样方向数量的条件下，可大幅减少载物转台运转步进数量，提升测试效率。针对被测物一个采样方向的同时测量可以通过射频切换开关进行通道切换轮循测试，也可以通过连接多台仪表同时进行。

本实施例的测试方法采用的多馈源子***的馈源工作频段为同频段的或者不同频段的，且分为带内工作馈源和带外工作馈源；其中，带内工作馈源，为覆盖5G移动通信规定的工作频率以及满足临道泄露比和频谱发射模板所需的频段，带外馈源为针对杂散测试的需求，覆盖5G移动通信规定的工作频率以外频率。多馈源子***中的馈源的极化方向包括单线极化、双线极化、单圆极化或者双圆极化，还包括通过增加衰减器、移相器构成任意极化方向。多馈源子***中的馈源为宽带馈源，馈源工作最高和最低工作频率的比≥1.5。

同时，射频箱输入端设置支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口用于连接多馈源子***，支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口为同一端口或者不同端口。当馈源工作频率范围大于测量仪表测量范围时，馈源接入射频箱上支持频率变换的端口，当***测量动态范围不足时，馈源接入具备放大能力的端口，当测量有滤波需要时，馈源接入具备滤波的端口。频率变换、放大和滤波的端口可以在同一端口，也可在不同端口，也可相互组合。射频箱输出可接入1或并行接入1台以上仪表，多支馈源与仪表的链路通过射频箱内切换链路实现切换。其中频率变换、放大和滤波的端口在不同端口，射频箱输出接入1台仪表的示例如图2所示。

馈源间相对位置的确定是多馈源紧缩场的设计关键，相对位置关系由紧缩场反射面的几何尺寸确定。如图9所示，若令坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源2的夹角为α1,坐标系原点6与不偏焦馈源1及偏焦馈源4的夹角为α2,F为紧缩场反射面的焦距，则馈源偏转角度与馈源偏焦位置的关系如下关系式：

其中，所述α1和α2角即为多馈源紧缩场馈源的水平方向目标测量采样步进角。

另外，馈源偏焦时，反射线是不平行的。为了得到馈源偏焦的最优位置，利用几何光学理论对馈源偏焦情况进行分析。若波束偏转角为θ，偏馈时，反射线会偏离θ角，为了尽可能减小偏离量，可以利用特定函数进行优化。考虑到平行射线入射抛物面，若抛物面上的入射点位置是入射线和反射线的切点(即入射线和反射线关于入射点位置处切平面垂线对称)时，不同反射点位置的反射线近似通过同一点，通过该点的射线照射抛物面反射线总近似指向同一方向，该点即为馈源的最优位置点。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，其特征在于，包括：多馈源子***、紧缩场反射面、载物转台、射频箱、仪表和控制***，所述载物转台、射频箱、仪表均和控制***相连，所述射频箱连接多馈源子***和仪表，其中：

所述载物转台用于搭载被测设备，用于调整被测设备预期的被测方向；

所述紧缩场反射面，用于接收被测设备发射的各个角度的测试信号，并将测试信号反射输出到多馈源子***，或接收多馈源子***的信号并反射至载物转台上的被测设备处；

所述多馈源子***，用于接收紧缩场反射面反射的测试信号，同时将测试信号输出到射频箱；所述多馈源子***和所述紧缩场反射面配合产生多个不同方向的准平面波；

所述射频箱包含放大器、切换开关、合路器、滤波器和射频电缆以及变频设备，用于将多馈源子***输出的信号处理后输出到仪表或由仪表输出到多馈源子***；

所述仪表包括但不限于信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪和功率计，用于对射频箱输出的信号进行测量分析，所述仪表为一台或者多台；

所述控制***，用于控制所述载物转台带动被测设备运动，使被测设备预期的空间采样方向垂直于所述多馈源子***的相应馈源与反射面形成准平面波的静区的准等相位面。

2.如权利要求1所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，其特征在于，所述多馈源子***中的馈源排布方式包括一字形、T字形、十字形、多边形和多行的排布方式。

3.如权利要求1所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，其特征在于，所述多馈源子***包含至少2支馈源，馈源布置在焦点或者布置在偏焦位置，且至少有1支馈源处于偏焦状态。

4.如权利要求1所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，其特征在于，所述多馈源子***的馈源工作频段为同频段的或者不同频段的，且分为带内工作馈源和带外工作馈源。

5.如权利要求1所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，其特征在于，所述多馈源子***中的馈源的极化方向包括单线极化、双线极化、单圆极化或者双圆极化，还包括通过增加衰减器、移相器构成任意极化方向。

6.如权利要求1所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，其特征在于，所述多馈源子***中的馈源为宽带馈源，馈源工作最高和最低工作频率的比≥1.5。

7.如权利要求1所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试***，其特征在于，所述射频箱输入端设置支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口用于连接多馈源子***，所述支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口为同一端口或者不同端口。

8.一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

被测设备发射测试信号，同时控制***控制载物转台运动，调整载物转台上搭载的被测设备发射的方向角度，以调整被测设备预期的被测方向；

紧缩场反射面接收被测设备发射的各个角度的测试信号，并将测试信号反射输出到多馈源子***，或接收多馈源子***的信号并反射至载物转台上的被测设备处；

多馈源子***接收紧缩场反射面反射的测试信号，同时将测试信号输出到射频箱；

射频箱将多馈源子***输出的测试信号处理后输出到仪表，其中射频箱包含放大器、切换开关、合路器、滤波器和射频电缆以及变频设备；

仪表对射频箱输出的测试信号进行测量分析，其中，仪表包括但不限于信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪和功率计。

9.如权利要求8所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试方法，其特征在于，所述多馈源子***接收紧缩场反射面反射的测试信号时采用包括一字形、T字形、十字形、多边形和多行的排布方式接收。

10.如权利要求8所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试方法，其特征在于，所述多馈源子***接收紧缩场反射面反射的测试信号时，多馈源子***包含至少2支馈源，馈源布置在焦点或者布置在偏焦位置，且至少有1支馈源处于偏焦状态。

11.如权利要求8所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试方法，其特征在于，所述多馈源子***采用的馈源工作频段为同频段的或者不同频段的，且分为带内工作馈源和带外工作馈源。

12.如权利要求8所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试方法，其特征在于，所述多馈源子***中采用的馈源的极化方向包括单线极化、双线极化、单圆极化或者双圆极化，还包括通过增加衰减器、移相器构成任意极化方向。

13.如权利要求8所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试方法，其特征在于，所述多馈源子***中的采用的馈源为宽带馈源，馈源工作最高和最低工作频率的比≥1.5。

14.如权利要求8所述的一种基于多馈源紧缩场的无线通信设备测试方法，其特征在于，所述射频箱通过支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口将多馈源子***输出的测试信号处理后输出到仪表，所述支持频率变换的端口、信号放大的端口或者信号滤波的端口为同一端口或者不同端口。

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