CN117092416A - 有源天线的测试*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有源天线的测试***，其中，该***包括：转台模组，装配有待测试的有源天线单元AAU，用于驱动所述AAU转动；测试天线模组，包括测试天线和调节组件，用于调节所述测试天线的指向和极化方向，以使所述测试天线对准所述AAU的射频辐射方向。通过本发明，解决了相关技术测试AAU的效率低的技术问题，提高多波束一体化有源天线的OTA测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种有源天线的测试***。
背景技术
相关技术中，基站天馈***的天线与RRU(Remote Radio Unit，遥控射频单元)是相互分离的，天线与RRU相对独立性能互不影响，其各自的性能可以通过独立测试进行检验。而一体化有源天线是天线与RRU的集成，一方面电磁耦合、有源驻波等干扰因素不能完全消除；另一方面，有源天线的校准及幅相加权是通过各个射频通道上的一系列有源器件配合完成的，与无源天线阵列通过无源的功分网络来进行幅相加权的方式差别很大。所以对于采用了大规模MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)有源天线技术的5G基站而言，一体化OTA测试方式才能有效反映其辐射性能指标。
而一体化有源天线的OTA(空中下载技术，Over-the-Air Technology)测试是需要通过微波暗室中的近场测试或者远场测试方法进行测试的。近场测试和远场测试各有其优缺点，近场测试单次测试即可给出3D方向图，测试效率高，但目前通过近远转换后取得的射频辐射测试结果与远场测试结果仍有不小的差距，无法确保测试结果的准确性。远场测试是最直接的测试方式，在测试距离大于判断依据d＝2D^2/λ时，入射波在接收面上近似于平面波，可以直接获取到一体化有源天线的波束赋形方向图及EIRP(EIRP EffectiveIsotropic Radiated Power有效各向同性辐射功率)、EIS(Equivalent IsotropicSensitivity，等效各向同性灵敏度)等OTA指标。但是远场测试中使用单个接收喇叭被测天线旋转一周才能获得天线辐射球面的一个切面，测试效率较低。尤其对于采用MassiveMIMO的多波束一体化有源天线，其多个波束工作在不同方向，传统远场测试方法无疑会很费时费力，影响测试效率，这是其存在的缺点。
针对相关技术中存在的上述问题，暂未发现有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种有源天线的测试***，以至少解决相关技术中的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种有源天线的测试***，包括：转台模组，装配有待测试的有源天线单元AAU，用于驱动所述AAU转动；测试天线模组，包括测试天线和调节组件，用于调节所述测试天线的指向和极化方向，以使所述测试天线对准所述AAU的射频辐射方向。
可选地，所述转台模组包括：水平驱动组件，用于驱动所述AAU在水平方向旋转；高度驱动组件，用于调节所述AAU在竖直方向的高度。
可选地，所述水平驱动组件包括：产品固定平台，与所述AAU固定连接；底部转台，用于固定所述转台模组；传动杆，连接在所述产品固定平台和所述底部转台之间，与所述产品固定平台和所述底部转台连接组成传动连接机构，驱动所述产品固定平台在水平方向旋转，从而带动所述AAU在水平方向旋转。
可选地，所述高度驱动组件包括：产品支撑杆，用于在竖直方向支撑所述AAU；气缸，与所述产品支撑杆连接，用于调节所述产品支撑杆的高度，从而联动调节所述AAU在竖直方向的高度。
可选地，所述测试天线模组包括：水平测试组件，包括水平方向的第一测试天线组和第一调节组件，所述第一调节组件用于在水平方向调节所述第一测试天线组的指向和极化方向，其中，所述第一测试天线组包括多个第一接收天线，每个第一接收天线覆盖水平方向的一个角度范围；竖直测试组件，包括竖直方向的第二测试天线组和第二调节组件，所述第二调节组件用于在竖直方向调节所述第二测试天线组的指向和极化方向，其中，所述第二测试天线组包括多个第二接收天线，每个第二接收天线覆盖球面的一个纬度范围。
可选地，所述第一调节组件包括：水平方向的第一滑轨和水平方向的第一角度调节滑块，所述第一测试天线组安装在所述第一角度调节滑块上，所述第一角度调节滑块与所述第一滑轨上的锁位旋钮相配合，用于通过所述第一滑轨上调节所述第一测试天线组的在水平方向的固定位置。
可选地，所述第二调节组件包括：竖直方向的第二滑轨和竖直方向的第二角度调节滑块，所述第二测试天线组安装在所述第二角度调节滑块上，所述第二角度调节滑块与所述第二滑轨上的锁位旋钮相配合，用于通过所述第二滑轨上调节所述第二测试天线组的在竖直方向的固定位置。
可选地，所述测试天线模组还包括：支撑柱、高度调节杆、角度调节底座，所述支撑柱固定在所述角度调节底座上，所述高度调节杆可移动地安装于所述支撑柱上，所述第二调节组件固定于所述高度调节杆上，所述高度调节杆可移动地与所述角度调节底座连接。
可选地，所述测试天线模组还包括：第一获取单元，用于在所述第一测试天线组的M个测试天线一一对准所述AAU的M个预定波束指向时，同时获取所述AAU的M个预定波束指向在水平方向的等效全向辐射功率EIRP，M为大于1的正整数；和/或，第二获取单元，用于在所述第二测试天线组的N个测试天线一一对准所述AAU的N个预定波束指向时，同时获取所述AAU的N个预定波束指向在竖直方向的等效全向辐射功率EIRP，N为大于1的正整数。
可选地，M＝8，N＝8。
通过本发明，包括转台模组和测试天线模组，转台模组，装配有待测试的有源天线单元AAU，用于驱动所述AAU转动，测试天线模组，包括测试天线和调节组件，用于调节所述测试天线的指向和极化方向，以使所述测试天线对准所述AAU的射频辐射方向，转台模组和测试天线模组可以在空间相互配合，同时能够模拟接近于实际用户与通信基站之间通信时的OTA指标情况，解决了相关技术测试AAU的效率低的技术问题，提高多波束一体化有源天线的OTA测试效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的有源天线的测试***的结构图；
图2是本发明实施例中转台模组的结构示意图；
图3是本发明实施例中测试天线模组的结构示意图；
图4是本发明实施例中OTA测试方案整体结构的主视示意图；
图5是本发明实施例中进行OTA测试的俯视图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
实施例1
在本实施例中提供了一种有源天线的测试***，图1是根据本发明实施例的有源天线的测试***的结构图，如图1所示，该***包括：
转台模组10，装配有待测试的有源天线单元AAU，用于驱动所述AAU转动；
可选的，AAU可以在不同的高度位置沿固定轴进行轴向旋转。
测试天线模组20，包括测试天线和调节组件，用于调节所述测试天线的指向和极化方向，以使所述测试天线对准所述AAU的射频辐射方向。
本实施例可以应用在远场测试的测试环境中。在一个实例中，AAU包括多个方向的波束，调节所述测试天线的指向和极化方向，以使所述测试天线对准所述AAU的波束方向，测试天线的数量与AAU波束的数量相同，测试天线的接收方向与AAU波束的辐射方向相同。
通过上述***，包括转台模组和测试天线模组，转台模组，装配有待测试的有源天线单元AAU，用于驱动所述AAU转动，测试天线模组，包括测试天线和调节组件，用于调节所述测试天线的指向和极化方向，以使所述测试天线对准所述AAU的射频辐射方向，转台模组和测试天线模组可以在空间相互配合，同时能够模拟接近于实际用户与通信基站之间通信时的OTA指标情况，解决了相关技术测试AAU的效率低的技术问题，提高多波束一体化有源天线的OTA测试效率。
可选地，所述转台模组包括：水平驱动组件，用于驱动所述AAU在水平方向旋转；高度驱动组件，用于调节所述AAU在竖直方向的高度。
在本实施例的一个实施方式中，所述水平驱动组件包括：产品固定平台，与所述AAU固定连接；底部转台，用于固定所述转台模组；传动杆，连接在所述产品固定平台和所述底部转台之间，与所述产品固定平台和所述底部转台连接组成传动连接机构，驱动所述产品固定平台在水平方向旋转，从而带动所述AAU在水平方向旋转。
在本实施例的一个实施方式中，所述高度驱动组件包括：产品支撑杆，用于在竖直方向支撑所述AAU；气缸，与所述产品支撑杆连接，用于调节所述产品支撑杆的高度，从而联动调节所述AAU在竖直方向的高度。
转台模组通过采用气缸和支撑杆的结构，使得高度调节平稳且精准。
图2是本发明实施例中转台模组的结构示意图，包括：产品固定平台10、传动杆11、支撑杆12、气缸13、底部转台14、待测产品15(在本实施例中指AUU)、定标喇叭天线16、射频接头17，所述产品固定平台、传动杆与底部转台连接组成传动连接，可以驱动产品固定转台水平旋转，产品支撑杆和气缸组合可以支持高度调节，电源和控制组件连接底部转台、校准喇叭天线和射频接头；定标喇叭天线测试过程中采用的标准天线，用于在测试过程中提供参考信号。
在本实施例中一些示例中，所述测试天线模组包括：水平测试组件，包括水平方向的第一测试天线组和第一调节组件，所述第一调节组件用于在水平方向调节所述第一测试天线组的指向和极化方向，其中，所述第一测试天线组包括多个第一接收天线，每个第一接收天线覆盖水平方向的一个角度范围；竖直测试组件，包括竖直方向的第二测试天线组和第二调节组件，所述第二调节组件用于在竖直方向调节所述第二测试天线组的指向和极化方向，其中，所述第二测试天线组包括多个第二接收天线，每个第二接收天线覆盖球面的一个纬度范围。
测试天线模组可在X、Z向和测试天线指向角度4个维度上调节，方便测试不同产品的调试。
可选的，所述第一调节组件包括：水平方向的第一滑轨和水平方向的第一角度调节滑块，所述第一测试天线组安装在所述第一角度调节滑块上，所述第一角度调节滑块与所述第一滑轨上的锁位旋钮相配合，用于通过所述第一滑轨上调节所述第一测试天线组的在水平方向的固定位置。
可选的，所述第二调节组件包括：竖直方向的第二滑轨和竖直方向的第二角度调节滑块，所述第二测试天线组安装在所述第二角度调节滑块上，所述第二角度调节滑块与所述第二滑轨上的锁位旋钮相配合，用于通过所述第二滑轨上调节所述第二测试天线组的在竖直方向的固定位置。
可选的，所述测试天线模组还包括：支撑柱、高度调节杆、角度调节底座，所述支撑柱固定在所述角度调节底座上，所述高度调节杆可移动地安装于所述支撑柱上，所述第二调节组件固定于所述高度调节杆上，所述高度调节杆可移动地与所述角度调节底座连接。
图3是本发明实施例中测试天线模组的结构示意图，包括：支撑柱18、X向测试天线组19、X向滑轨和角度调节滑块20、Z向测试天线组21、Z向滑轨和角度调节滑块22、高度调节杆23、角度调节底座24。所述支撑柱固定于角度调节底座上，高度调节杆可移动的装于支撑柱上，Z向滑轨固定于高度调节杆上，X向滑轨可移动地与Z向滑轨连接，角度调节滑块可移动地装于滑轨上，高度调节杆可移动地与角度调节座连接，角度调节滑块上安装测试天线组。其中，X向指地球坐标系的水平方向，Z向指地球坐标系的竖直方向。
在本实施例的一个实施方式中，该***还包括：射频接头、电源和控制组件、外部环境、测试仪表，以及上述实施例中的转台模组和测试天线模组。射频接头与定标喇叭天线连接，测试仪表用于显示测试过程中得到的测试结果，如指标值等，测试环境还包括暗室和吸波材料。
图4是本发明实施例中OTA测试方案整体结构的主视示意图，包括：暗室1、吸波材料2、产品转台模组3、AAU4、测试天线模组5、射频接头6、电源和控制组件7、外部环境8、测试仪表9。
可选的，所述测试天线模组还包括：第一获取单元，用于在所述第一测试天线组的M个测试天线一一对准所述AAU的M个预定波束指向时，同时获取所述AAU的M个预定波束指向在水平方向的等效全向辐射功率EIRP，M为大于1的正整数；在一个示例中，M＝8；第二获取单元，用于在所述第二测试天线组的N个测试天线一一对准所述AAU的N个预定波束指向时，同时获取所述AAU的N个预定波束指向在竖直方向的等效全向辐射功率EIRP，N为大于1的正整数。在一个示例中，N＝8。
通过角度调节滑块与滑轨上的锁位旋钮相配合，可以在X和Z向滑轨上调节位置，测试天线与角度调节滑块上的锁位旋钮相配合，可以调节测试天线的指向和极化方向，在微波暗室远场测量环境下基于第一测试天线组和第二测试天线组快速获取被测产品的OTA指标。
图5是本发明实施例中进行OTA测试的俯视图，AAU的波束方向和到达角范围(Range of Angle of Arrival，RoAoA)已知，以第一测试天线组和第二测试天线组的数量均为8为例，在实际测试过程中，通过将X向天线组(水平方向的第一测试天线组)的8个测试天线一一对准待测AAU的8个预定波束指向，同时对准天线的极化方向，8个测试天线通过一次测量取数即可获取测试天线在8个预定方向的波束增益Gt，从而可以快速获取各个波束的等效全向辐射功率：EIRP＝Pin*Gt，Pin为测试天线的输入功率，同样的对于OTA灵敏度等指标均有相同的效果。
同时对于TRP和辐射方向图等测试指标，由于X向(水平方向)和Z向(竖直方向)采用了8个接收天线构成的测试天线组，因此在Z向覆盖了8个不同纬度，在X向覆盖了8个不同角度(对应球坐标系的经度)，被测AAU转台只需在X向旋转单个波束宽度即可获取AAU在Z轴8个纬度位置处的水平切面辐射方向图，会大幅提高辐射方向图测试效率。
在TRP指标的测试过程中，i为第一测试天线组中任一测试天线，j为第二测试天线组中任一测试天线，在辐射球面上的所有经度方向取N个点、所有纬度方向取M个点，先测量两个极化方向的等效全向辐射功率EIRP，由于X向和Z向覆盖了多个测试角度从而会大大节省该指标的测试时间。原点到测试点P(测试天线在球坐标系中的坐标点)的连线与正Z轴之间的天顶角为θ，测试点P在xy平面的投影线，与X轴之间的方位角为/>
在执行测试时，将待测产品AAU放置于转台模组上，上行测试中测试天线机组的信号由外部仪表提供进行空间电磁辐射，下行测试中AAU通过光纤与外部环境连接，测试控制端(电脑)分别控制AAU和外部仪表完成产品和测试天线的信号发射和接收过程，完成被测试产品的整个射频指标数据自动采集的测试。
采用本实施例的方案，在远场条件下通过单次OTA测量即可以一次性获取多个波束的射频辐射指标的测量结果，有利于提高多波束一体化有源天线的EIRP、TRP、OTA灵敏度、OTA参考灵敏度及辐射方向图等OTA指标的测试效率。同时该场景模拟接近于实际用户与通信基站之间通信时的OTA指标情况，可以在提高测试效率的同时更好的反应出被测试基站的波束定向等辐射性能指标是否符合预期的OTA指标要求。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种有源天线的测试***，其特征在于，包括：
转台模组，装配有待测试的有源天线单元AAU，用于驱动所述AAU转动；
测试天线模组，包括测试天线和调节组件，用于调节所述测试天线的指向和极化方向，以使所述测试天线对准所述AAU的射频辐射方向。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述转台模组包括：
水平驱动组件，用于驱动所述AAU在水平方向旋转；
高度驱动组件，用于调节所述AAU在竖直方向的高度。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述水平驱动组件包括：
产品固定平台，与所述AAU固定连接；
底部转台，用于固定所述转台模组；
传动杆，连接在所述产品固定平台和所述底部转台之间，与所述产品固定平台和所述底部转台连接组成传动连接机构，驱动所述产品固定平台在水平方向旋转，从而带动所述AAU在水平方向旋转。
4.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述高度驱动组件包括：
产品支撑杆，用于在竖直方向支撑所述AAU；
气缸，与所述产品支撑杆连接，用于调节所述产品支撑杆的高度，从而联动调节所述AAU在竖直方向的高度。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述测试天线模组包括：
水平测试组件，包括水平方向的第一测试天线组和第一调节组件，所述第一调节组件用于在水平方向调节所述第一测试天线组的指向和极化方向，其中，所述第一测试天线组包括多个第一接收天线，每个第一接收天线覆盖水平方向的一个角度范围；
竖直测试组件，包括竖直方向的第二测试天线组和第二调节组件，所述第二调节组件用于在竖直方向调节所述第二测试天线组的指向和极化方向，其中，所述第二测试天线组包括多个第二接收天线，每个第二接收天线覆盖球面的一个纬度范围。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述第一调节组件包括：水平方向的第一滑轨和水平方向的第一角度调节滑块，所述第一测试天线组安装在所述第一角度调节滑块上，所述第一角度调节滑块与所述第一滑轨上的锁位旋钮相配合，用于通过所述第一滑轨上调节所述第一测试天线组的在水平方向的固定位置。
7.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述第二调节组件包括：竖直方向的第二滑轨和竖直方向的第二角度调节滑块，所述第二测试天线组安装在所述第二角度调节滑块上，所述第二角度调节滑块与所述第二滑轨上的锁位旋钮相配合，用于通过所述第二滑轨上调节所述第二测试天线组的在竖直方向的固定位置。
8.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述测试天线模组还包括：支撑柱、高度调节杆、角度调节底座，所述支撑柱固定在所述角度调节底座上，所述高度调节杆可移动地安装于所述支撑柱上，所述第二调节组件固定于所述高度调节杆上，所述高度调节杆可移动地与所述角度调节底座连接。
9.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述测试天线模组还包括：
第一获取单元，用于在所述第一测试天线组的M个测试天线一一对准所述AAU的M个预定波束指向时，同时获取所述AAU的M个预定波束指向在水平方向的等效全向辐射功率EIRP，M为大于1的正整数；和/或，
第二获取单元，用于在所述第二测试天线组的N个测试天线一一对准所述AAU的N个预定波束指向时，同时获取所述AAU的N个预定波束指向在竖直方向的等效全向辐射功率EIRP，N为大于1的正整数。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，M＝8，N＝8。
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