TWI676035B - 天線輻射場型自動量測系統 - Google Patents
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Abstract
一種天線輻射場型自動量測系統包含一電波暗室、一高指向性天線、一機器手臂單元及一控制及量測單元。該機器手臂單元設置在該電波暗室中並連動該高指向性天線在多個預設的量測點之間移動，且該等預設的量測點皆位於一預設半徑的半球面上。該控制及量測單元利用該高指向性天線去量測一待測天線的一輻射增益，並利用多數個輻射增益建構出該待測天線的一半球面輻射場型。
Description
本發明是關於一種量測系統，特別是一種可以自動化量測天線的半球面輻射場型的系統。
參閱圖1，先前技術的天線量測系統是在一電波暗室11中安裝一個高指向性天線12及一個旋轉基座13，再將一待測天線14放在該旋轉基座13上，該旋轉基座13具有繞著Z軸360度旋轉的功能，該高指向性天線12具有人工手動調整繞著X軸±90度旋轉的功能。該高指向性天線12與該待測天線14分別用來接收和發射一電磁波，並藉由該旋轉基座13連動該待測天線14繞著Z軸360度旋轉一圈而量得XY平面的二維輻射場型。
這種先前技術的缺點在於：需人工手動調整該高指向性天線12及該待測天線14的擺放位置，每次(該旋轉基座13繞著Z軸360度旋轉一圈稱為一次)只能量得一個二維平面的輻射場型，若要用N個二維平面的輻射場型去建構一個三維的輻射場型就必須人工手動N次去調整該待測天線14的
傾斜角度，如此一來不但不精準且非常耗時。
由於已知的天線開發系統有前述的問題，因此需要發展一種能自動化量測天線的半球面輻射場型的系統，以增進天線研發的效率。
本發明天線輻射場型自動量測系統適用於量測一待測天線的半球面輻射場型，該待測天線包括一主輻射面，該第一較佳實施例包含一電波暗室、一高指向性天線、一機器手臂單元，及一控制及量測單元。
該電波暗室包括一頂板，及相對於該頂板的一底板，該待測天線貼近該頂板設置，且該待測天線的主輻射面朝向該底板設置。
該機器手臂單元設置在該電波暗室中，並包括一固定座及一活動臂，該固定座設置在該電波暗室的底板，該活動臂從該固定座延伸而出且具有一夾物臂部，該高指向性天線設置在該夾物臂部上並被該活動臂連動。
該控制及量測單元電連接該待測天線、該高指向性天線及該機器手臂單元，並控制該機器手臂單元連動該高指向性天線在多個預設的量測點之間移動，且該等預設的量測點皆位於一預設半徑的半球面上，當該高指向性天線移動到每一個預設的量測點時，該控制及量測單元是透過該待測天線及該高指向性天線分別收發一電磁波去量測該待測天
線的一輻射增益，該控制及量測單元還利用該多數個分別對應該等量測點的輻射增益建構出該待測天線的一半球面輻射場型，並且，該半球面所界定出的一圓形開口是朝向該電波暗室的頂板及該待測天線，且該待測天線、該半球面的球心及該固定座於該底板的一法線方向上的投影相重疊。
較佳地，該電波暗室的頂板具有一開口，該電波暗室還包括一窗戶，該窗戶內面用以貼附該待測天線，當該窗戶打開時，該電波暗室的內外空間透過該開口連通，而當該窗戶關上時，該頂板的開口被該窗戶蓋住，該待測天線的主輻射面是朝向該電波暗室的底板。
較佳地，該活動臂還包括一旋轉件、一第一臂部及一第二臂部。該旋轉件具有一旋轉端部及一關節，該旋轉端部套接於該固定座，該旋轉件具有相對於該固定座旋轉0度到360度的功能，且該旋轉件的軸心線及該半球面的球心共同位於該底板的法線方向上。該第一臂部具有一第一關節、一第二關節，及一連接該第一關節及該第二關節的臂桿，且該第一臂部的第一關節與該旋轉件的關節相連接，使得該第一臂部可以相對該旋轉件轉動。該第二臂部具有一第一關節、一第二關節，及一連接該第一關節及該第二關節的臂桿，且該第二臂部的第一關節與該第一臂部的第二關節相連接，使得該第二臂部可以相對該第一臂部轉動，該夾物臂部與該第二臂部的第二關節相連接，使得該夾物臂部可以相
對該第二臂部轉動。
較佳地，該控制及量測單元包括一射頻訊號產生器、一訊號饋入夾具、一頻譜分析儀及一電腦。該射頻訊號產生器輸出一預設大小的射頻輸出訊號。該訊號饋入夾具電連接該射頻訊號產生器以接收該射頻輸出訊號，且具有一探針及一攝像鏡頭，該攝像鏡頭朝向該探針設置以輔助觀測該探針的影像，該探針用以碰觸該待測天線以將該射頻輸出訊號傳遞到該待測天線，該待測天線接收該射頻輸出訊號並轉換成該電磁波，該高指向性天線接收該電磁波並轉換成一射頻接收訊號。該頻譜分析儀電連接該高指向性天線以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅。該電腦電連接該頻譜分析儀以得到該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線的輻射增益、該半球面的半徑及該訊號饋入夾具的路徑損耗共同計算該高指向性天線位於該量測點時該待測天線的輻射增益，並建構該待測天線的半球面輻射場型。
較佳地，該控制及量測單元包括一射頻訊號產生器、一訊號饋入夾具、一頻譜分析儀及一電腦。該射頻訊號產生器輸出一預設大小的射頻輸出訊號，該高指向性天線電連接該射頻訊號產生器以接收該射頻輸出訊號並轉換成該電磁波，該待測天線接收該電磁波並轉換成一射頻接收訊號。該訊號饋入夾具具有一探針及一攝像鏡頭，該攝像鏡頭
朝向該探針設置以輔助觀測該探針影像，該探針用以碰觸該待測天線以接收該射頻接收訊號。該頻譜分析儀電連接該訊號饋入夾具以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅。該電腦電連接該頻譜分析儀以得到該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線的輻射增益、該半球面的半徑及該訊號饋入夾具的路徑損耗共同計算該高指向性天線位於該量測點時該待測天線的輻射增益，並建構該待測天線的半球面輻射場型。
本發明天線輻射場型自動量測系統適用於量測一待測天線的半球面輻射場型，該待測天線包括一主輻射面，該第二較佳實施例包含一電波暗室、一反射鏡、一高指向性天線、一機器手臂單元，及一控制及量測單元。
該電波暗室包括一頂板，及相對於該頂板的一底板，該待測天線貼近該頂板設置，且該待測天線的主輻射面朝向該底板設置。
該高指向性天線包括一主輻射面，該高指向性天線的輻射場型的一主波束是指向該反射鏡，該高指向性天線與該待測天線之間收發的一電磁波是入射該反射鏡並被反射。
該機器手臂單元設置在該電波暗室中，並包括一固定座及一活動臂，該固定座設置在該電波暗室的底板，該活動臂從該固定座延伸而出且具有一夾物臂部，該夾物臂
部具有一第一端及一第二端，該反射鏡設置在該夾物臂部的第一端，該高指向性天線設置在該夾物臂部的第二端。
該控制及量測單元電連接該待測天線、該高指向性天線及該機器手臂單元，並控制該機器手臂單元連動該反射鏡在多個預設的量測點之間移動，且該等量測點皆位於一預設半徑的半球面上，當該反射鏡移動到每一個預設的量測點時，該控制及量測單元是透過該待測天線及該高指向性天線分別收發該電磁波去量測該待測天線的一輻射增益，該控制及量測單元還利用該多數個分別對應該等量測點的輻射增益建構出該待測天線的一半球面輻射場型，並且，該半球面所界定出的一圓形開口是朝向該電波暗室的頂板及該待測天線，且該待測天線、該半球面的球心及該固定座於該底板的一法線方向上的投影相重疊。
較佳地，該反射鏡是一平面鏡。
較佳地，該活動臂還包括一旋轉件、一第一臂部及一第二臂部。該旋轉件具有一旋轉端部及一關節，該旋轉端部套接於該固定座，該旋轉件具有相對於該固定座旋轉0度到360度的功能，且該旋轉件的軸心線及該半球面的球心共同位於該底板的法線方向上。該第一臂部具有一第一關節、一第二關節，及一連接該第一關節及該第二關節的臂桿，且該第一臂部的第一關節與該旋轉件的關節相連接，使得該第一臂部可以相對該旋轉件轉動。該第二臂部具有一第
一關節、一第二關節，及一連接該第一關節及該第二關節的臂桿，且該第二臂部的第一關節與該第一臂部的第二關節相連接，使得該第二臂部可以相對該第一臂部轉動，該夾物臂部與該第二臂部的第二關節相連接，使得該夾物臂部可以相對該第二臂部轉動。
較佳地，該控制及量測單元包括一射頻訊號產生器、一訊號饋入夾具、一頻譜分析儀及一電腦。該射頻訊號產生器輸出一預設大小的射頻輸出訊號。該訊號饋入夾具電連接該射頻訊號產生器以接收該射頻輸出訊號，且具有一探針及一攝像鏡頭，該攝像鏡頭朝向該探針設置以輔助觀測該探針的影像，該探針用以碰觸該待測天線以將該射頻輸出訊號傳遞到該待測天線，該待測天線接收該射頻輸出訊號並轉換成該電磁波發射，該反射鏡反射部分的該電磁波到該高指向性天線，該高指向性天線接收部分的該電磁波並轉換成一射頻接收訊號。該頻譜分析儀電連接該高指向性天線以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅。該電腦電連接該頻譜分析儀以得到該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線的輻射增益、該半球面的半徑、該高指向性天線到該反射鏡之間的直線距離，及該訊號饋入夾具的路徑損耗，共同計算該反射鏡位於該量測點時該待測天線的輻射增益，且利用該等量測點所在位置的空間資訊及該等輻射增益建構該待測天線的半球面輻射場
型。
較佳地，該控制及量測單元包括一射頻訊號產生器、一訊號饋入夾具、一頻譜分析儀及一電腦。該射頻訊號產生器輸出一預設大小的射頻輸出訊號，該高指向性天線電連接該射頻訊號產生器以接收該射頻輸出訊號並轉換成該電磁波朝該反射鏡發射，該反射鏡反射該電磁波到該待測天線，該待測天線接收該電磁波並轉換成一射頻接收訊號。該訊號饋入夾具具有一探針及一攝像鏡頭，該攝像鏡頭朝向該探針設置以輔助觀測該探針影像，該探針用以碰觸該待測天線以接收該射頻接收訊號。該頻譜分析儀電連接該訊號饋入夾具以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅。該電腦電連接該頻譜分析儀以得到該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線的輻射增益、該半球面的半徑、該高指向性天線到該反射鏡之間的直線距離，及該訊號饋入夾具的路徑損耗，共同計算該反射鏡位於該量測點時該待測天線的輻射增益，且利用該等量測點所在位置的空間資訊及該等輻射增益建構該待測天線的半球面輻射場型。
本發明之效果在於利用該機器手臂單元進行自動化的輻射增益量測，並利用該電腦建構出半球面輻射場型，所以可以解決先前技術所述的缺點。
11‧‧‧電波暗室
12‧‧‧高指向性天線
13‧‧‧旋轉基座
14‧‧‧待測天線
2‧‧‧待測天線
21‧‧‧主輻射面
3‧‧‧電波暗室
4‧‧‧高指向性天線
5‧‧‧機器手臂單元
6‧‧‧控制及量測單元
31‧‧‧頂板
311‧‧‧開口
32‧‧‧底板
33‧‧‧側板
34‧‧‧窗戶
35‧‧‧電磁波吸收體
4‧‧‧高指向性天線
5‧‧‧機器手臂單元
50‧‧‧固定座
51‧‧‧活動臂
52‧‧‧旋轉件
521‧‧‧旋轉端部
522‧‧‧關節
53‧‧‧第一臂部
531‧‧‧第一關節
532‧‧‧第二關節
533‧‧‧臂桿
54‧‧‧第二臂部
541‧‧‧第一關節
542‧‧‧第二關節
543‧‧‧臂桿
55‧‧‧夾物臂部
551‧‧‧第一端
552‧‧‧第二端
6‧‧‧控制及量測單元
61‧‧‧射頻訊號產生器
62‧‧‧訊號饋入夾具
621‧‧‧探針
622‧‧‧攝像鏡頭
63‧‧‧頻譜分析儀
64‧‧‧電腦
7‧‧‧反射鏡
R‧‧‧半球面的半徑
第1圖是一示意圖，說明先前技術的天線量測系統。
第2圖是一示意圖，說明本發明天線輻射場型自動量測系統的第一較佳實施例。
第3圖是第一較佳實施例更詳細的一示意圖，說明控制及量測單元的一種實施方式。
第4圖是第一較佳實施例更詳細的另一示意圖，說明控制及量測單元的另一種實施方式。
第5圖是第二較佳實施例的一示意圖。
第6圖是第二較佳實施例的另一示意圖。
參閱圖2，本發明一天線輻射場型自動量測系統適用於量測一待測天線2的半球面輻射場型，該待測天線2包括一主輻射面21，該第一較佳實施例包含一電波暗室3、一高指向性天線4、一機器手臂單元5及一控制及量測單元6。
該電波暗室3的外型大致上呈一中空的長方體，其包括一頂板31、一相對於該頂板31的底板32、四片連接該頂板31及該底板32的側板33，及一窗戶34。
該頂板31、該等側板33及該底板32貼有多個用電磁波吸收體35，且該頂板31具有一開口311，該開口311大約位於該頂板31的幾何中心。
該窗戶34內面用以貼附該待測天線2，當該窗戶34打開
時，該電波暗室3的內外空間透過該開口311連通，而當該窗戶34關上時，該頂板31的開口311被該窗戶34蓋住，此時該待測天線2貼近該頂板31設置，且主輻射面21是面向該電波暗室3的底板32。
該高指向性天線4的輻射場型具有一主波束，該高指向性天線4可以是導波管天線(waveguide antenna)、洩漏波天線(leaky wave antenna)、喇叭天線(horn antenna)、陣列天線(array antenna)，或其它具有高指向性特徵的天線類型。
該機器手臂單元5設置在該電波暗室3中，並包括一固定座50及一活動臂51。
該固定座50設置在該電波暗室3的底板32的幾何中心。
該活動臂51從該固定座50延伸而出，且具有一旋轉件52、一第一臂部53、一第二臂部54及一夾物臂部55。
該旋轉件52具有一旋轉端部521及一關節522，該旋轉端部521套接於該固定座50，該旋轉件52具有相對於該固定座50旋轉0度到360度的功能。
該第一臂部53具有一第一關節531、一第二關節532，及一連接該第一關節531及該第二關節532的臂桿533，且該第一臂部53的第一關節531與該旋轉件52的關節522相連接，使得該第一臂部53可以相對該旋轉件52轉動。
該第二臂部54具有一第一關節541、一第二關節542，及一連接該第一關節541及該第二關節532的臂桿543，且該第二臂部54的第一關節541與該第一臂部53的第二關節532相連接，使得該第二臂部54
可以相對該第一臂部53轉動。
該夾物臂部55與該第二臂部54的第二關節542相連接，使得該夾物臂部55可以相對該第二臂部54轉動。該高指向性天線4設置在該夾物臂部55上並被該活動臂51連動。
該控制及量測單元6電連接該待測天線2、該高指向性天線4及該機器手臂單元5，並控制該機器手臂單元5連動該高指向性天線4在多個預設的量測點之間移動。
該等預設的量測點皆位於一預設半徑的半球面上，當該高指向性天線4移動到每一個預設的量測點時，該控制及量測單元6是透過該待測天線2及該高指向性天線4分別收發一電磁波去量測該待測天線2的一輻射增益，該控制及量測單元6還利用該多數個分別對應該等量測點的輻射增益建構出該待測天線2的一半球面輻射場型，其中，當該高指向性天線4停留在該量測點時，該機器手臂單元5還會轉動高指向性天線4的角度，使該高指向性天線4的主波束朝向該半球面的球心(該半球面的球心也就是該輻射面21的一幾何中心)，並且，該半球面所界定出的一圓形開口是朝向該電波暗室3的頂板31及該待測天線2，且該待測天線2、該半球面的球心、該旋轉件52的軸心線及該固定座50於該底板32的一法線方向(Z方向)上的投影相重疊。
參閱圖3，圖3是為了說明當該待測天線2作為發射天線而該高指向性天線4作為接收天線時，該控制及量測單元6的一種實施方式。
該控制及量測單元6包括一射頻訊號產生器61、一訊號饋
入夾具62、一頻譜分析儀63及一電腦64。
該射頻訊號產生器61輸出一預設大小的射頻輸出訊號。
該訊號饋入夾具62電連接該射頻訊號產生器61以接收該射頻輸出訊號，且具有一探針621及一攝像鏡頭622，該攝像鏡頭622朝向該探針621設置以輔助觀測該探針621的影像，該探針621用以碰觸該待測天線2以將該射頻輸出訊號傳遞到該待測天線2，該待測天線2接收該射頻輸出訊號並轉換成該電磁波，該高指向性天線4接收該電磁波並轉換成一射頻接收訊號。
該頻譜分析儀63電連接該高指向性天線4以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅。在實際應用上，該頻譜分析儀63也可以用網路分析儀取代。
該電腦64電連接該頻譜分析儀63以接收該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線4的輻射增益、該半球面的半徑R及該訊號饋入夾具62的路徑損耗(insertion loss)共同計算該高指向性天線4位於該量測點時，該待測天線2的輻射增益，且利用該等量測點所在位置的空間資訊及該等輻射增益建構該待測天線2的半球面輻射場型。
參閱圖4，圖4是為了說明當該高指向性天線4作為發射天線而該待測天線2作為接收天線時，該控制及量測單元6的另一種實施方式。
該射頻訊號產生器61輸出一預設大小的射頻輸出訊號。
該高指向性天線4電連接該射頻訊號產生器61以接收該射
頻輸出訊號並轉換成該電磁波，該待測天線2接收該電磁波並轉換成一射頻接收訊號。
該訊號饋入夾具62包括一探針621及一攝像鏡頭622。該攝像鏡頭622朝向該探針621設置以輔助觀測該探針621影像，該探針621用以碰觸該待測天線2以接收該射頻接收訊號。
該頻譜分析儀63電連接該訊號饋入夾具62以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅。
該電腦64電連接該頻譜分析儀63以得到該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線4的輻射增益、該半球面的半徑R及該訊號饋入夾具62的路徑損耗共同計算該高指向性天線4位於該量測點時該待測天線2的輻射增益，且利用該等量測點所在位置的空間資訊及該等輻射增益建構該待測天線2的半球面輻射場型。
參閱圖5，是本發明的第二較佳實施例，其與第一較佳實施例近似(見圖2)，差異在於第一較佳實施例支援遠場或近場的量測方式，第二較佳實施例更支援縮距場的量測方式，因此第二較佳實施例更包含一反射鏡7。本較佳實施例與該第一較佳實施例近似的部分不再贅述，差異的部分說明如下。
該夾物臂部55具有一第一端551及一第二端552，該反射鏡7設置在該夾物臂部55的第一端551，該高指向性天線4設置在該夾物臂部55的第二端552。
於本較佳實施例，該反射鏡7是平面鏡，該高指向性天線4其輻射場型的主波束是指向該反射鏡7，當該待測天線2作為發射天線而該
高指向性天線4作為接收天線時，該待測天線2發射出的該電磁波傳播至該反射鏡7，再被該反射鏡7反射到該高指向性天線4；反之，當該高指向性天線4作為發射天線而該待測天線2作為接收天線時，該高指向性天線4發射出的該電磁波傳播至該反射鏡7，再被該反射鏡7反射到該待測天線2接收。相較於第一較佳實施例，第二較佳實施例的該電波暗室3的空間要求較小(縮距場量測)，原因在於第一較佳實施例中的該待測天線2與該高指向性天線4之間是以直視(line-of-sight)的方式收發該電磁波，但第二較佳實施例是利用該反射鏡7反射的方式收發電磁波，如此等同延長了傳播距離。
該控制及量測單元6控制該機器手臂單元5連動該反射鏡7在多個預設的量測點之間移動，且該等量測點皆位於一預設半徑的半球面上，當該反射鏡7移動到每一個預設的量測點時，該控制及量測單元6是透過該待測天線2及該高指向性天線4分別收發一電磁波(電磁波途中經過該反射鏡7)去量測該待測天線2的一輻射增益，該控制及量測單元6還利用該多數個分別對應該等量測點的輻射增益建構出該待測天線2的一半球面輻射場型。
當該待測天線2作為發射天線且該高指向性天線4作為接收天線時，該待測天線2接收該射頻輸出訊號並轉換成該電磁波發射，該反射鏡7反射部分的該電磁波到該高指向性天線4，該高指向性天線4接收部分的該電磁波並轉換成一射頻接收訊號，該頻譜分析儀63電連接該高指向性天線4以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅。該電腦64電連接該頻譜分析儀63以接收該射頻接收訊號的振幅，並根據該射
頻接收訊號的振幅、該高指向性天線4的輻射增益、該半球面的半徑R、該高指向性天線4到該反射鏡7之間的直線距離L，及該訊號饋入夾具62的路徑損耗共同計算該反射鏡7位於該量測點時，該待測天線2的輻射增益，且利用該等量測點所在位置的空間資訊及該等輻射增益建構該待測天線2的半球面輻射場型。
參閱圖6，當該高指向性天線4作為發射天線且該待測天線2作為接收天線時，該高指向性天線4電連接該射頻訊號產生器61以接收一射頻輸出訊號並轉換成該電磁波朝該反射鏡7發射，該反射鏡7反射該電磁波到該待測天線2，該待測天線2接收該電磁波並轉換成一射頻接收訊號。該探針621用以碰觸該待測天線2以接收該射頻接收訊號。該頻譜分析儀63電連接該訊號饋入夾具62以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅。該電腦64電連接該頻譜分析儀63以得到該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線4的輻射增益、該半球面的半徑、該高指向性天線4到該反射鏡7之間的直線距離，及該訊號饋入夾具62的路徑損耗共同計算該反射鏡7位於該量測點時，該待測天線2的輻射增益，且利用該等量測點所在位置的空間資訊及該等輻射增益建構該待測天線2的半球面輻射場型。
該待測天線2的輻射增益的計算方式補充說明如下。
因為該射頻訊號產生器61輸出的射頻輸出訊號的功率P1是已知，該高指向性天線4也是已知的天線(增益已知)，所以可以計算出該高指向性天線4接收該射頻輸出訊號後輻射出的該電磁波的功率P2，該電磁波行經的路徑距離是L+R，且環境是空氣，因此可以計算該電磁波到達
該待測天線2時的功率P3，另外該頻譜分析儀63接可以量得該射頻接收訊號的功率P4，其中功率P4和功率P3的差異就是該待測天線2的增益和該訊號饋入夾具62的路徑損耗(insertion loss)兩者造成的，而該路徑損耗又是已知(可用網路分析儀等工具量得)，因此可以將該路徑損耗補償掉，故最終算得到該待測天線2的輻射增益G。R：該半球面的半徑，L：該高指向性天線4到該反射鏡7之間的直線距離。
此外，由於該旋轉件52具有旋轉0度到360度(ψ=00~3600)的功能，且該第一臂部53、該第二臂部54及該夾物臂部55彼此間可以相對轉動(θ=-900~+900)，所以每一個量測點的空間位置可以用(ψ，θ)表示出來，若再加入該待測天線2的輻射增益G，則電腦64根據數據(ψ，θ，G)就可以建構該待測天線2的半球面輻射場型。
綜上所述，上述較佳實施例具有以下優點：利用該機器手臂單元5對該待測天線2進行自動化的輻射增益量測，並利用該電腦64建構出該待測天線2的半球面輻射場型，進而解決先前技術的缺點。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單地等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
Claims (8)
- 一種天線輻射場型自動量測系統，適用於量測一待測天線的半球面輻射場型，該待測天線包括一主輻射面，該系統包含：一電波暗室，包括一頂板，及相對於該頂板的一底板，該待測天線貼近該頂板設置，且該待測天線的主輻射面朝向該底板設置；一高指向性天線；一機器手臂單元，設置在該電波暗室中，並包括一固定座及一活動臂，該固定座設置在該電波暗室的底板，該活動臂從該固定座延伸而出且具有一夾物臂部，該高指向性天線設置在該夾物臂部上並被該活動臂連動；及一控制及量測單元，電連接該待測天線、該高指向性天線及該機器手臂單元，並控制該機器手臂單元連動該高指向性天線在多個預設的量測點之間移動，且該等預設的量測點皆位於一預設半徑的半球面上，當該高指向性天線移動到每一個預設的量測點時，該控制及量測單元是透過該待測天線及該高指向性天線分別收發一電磁波去量測該待測天線的一輻射增益，該控制及量測單元還利用該多數個分別對應該等量測點的輻射增益建構出該待測天線的一半球面輻射場型，並且，該半球面所界定出的一圓形開口是朝向該電波暗室的頂板及該待測天線，且該待測天線、該半球面的球心及該固定座於該底板的一法線方向上的投影相重疊，該電波暗室的頂板具有一開口，該電波暗室還包括一窗戶，該窗戶內面用以貼附該待測天線，當該窗戶打開時，該電波暗室的內外空間透過該開口連通，而當該窗戶關上時，該頂板的開口被該窗戶蓋住，該待測天線的主輻射面是朝向該電波暗室的底板。
- 根據申請專利範圍第1項之天線輻射場型自動量測系統，其中該活動臂還包括：一旋轉件，具有一旋轉端部及一關節，該旋轉端部套接於該固定座，該旋轉件具有相對於該固定座旋轉0度到360度的功能，且該旋轉件的軸心線及該半球面的球心共同位於該底板的法線方向上；一第一臂部，具有一第一關節、一第二關節，及一連接該第一關節及該第二關節的臂桿，且該第一臂部的第一關節與該旋轉件的關節相連接，使得該第一臂部可以相對該旋轉件轉動；及一第二臂部，具有一第一關節、一第二關節，及一連接該第一關節及該第二關節的臂桿，且該第二臂部的第一關節與該第一臂部的第二關節相連接，使得該第二臂部可以相對該第一臂部轉動，該夾物臂部與該第二臂部的第二關節相連接，使得該夾物臂部可以相對該第二臂部轉動。
- 根據申請專利範圍第1項之天線輻射場型自動量測系統，其中該控制及量測單元包括：一射頻訊號產生器，輸出一預設大小的射頻輸出訊號；一訊號饋入夾具，電連接該射頻訊號產生器以接收該射頻輸出訊號，且具有一探針及一攝像鏡頭，該攝像鏡頭朝向該探針設置以輔助觀測該探針的影像，該探針用以碰觸該待測天線以將該射頻輸出訊號傳遞到該待測天線，該待測天線接收該射頻輸出訊號並轉換成該電磁波，該高指向性天線接收該電磁波並轉換成一射頻接收訊號；一頻譜分析儀，電連接該高指向性天線以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅；及一電腦，電連接該頻譜分析儀以得到該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線的輻射增益、該半球面的半徑及該訊號饋入夾具的路徑損耗共同計算該高指向性天線位於該量測點時該待測天線的輻射增益，並建構該待測天線的半球面輻射場型。
- 根據申請專利範圍第1項之天線輻射場型自動量測系統，其中該控制及量測單元包括：一射頻訊號產生器，輸出一預設大小的射頻輸出訊號，該高指向性天線電連接該射頻訊號產生器以接收該射頻輸出訊號並轉換成該電磁波，該待測天線接收該電磁波並轉換成一射頻接收訊號；一訊號饋入夾具，具有一探針及一攝像鏡頭，該攝像鏡頭朝向該探針設置以輔助觀測該探針影像，該探針用以碰觸該待測天線以接收該射頻接收訊號；一頻譜分析儀，電連接該訊號饋入夾具以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅；及一電腦，電連接該頻譜分析儀以得到該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線的輻射增益、該半球面的半徑及該訊號饋入夾具的路徑損耗共同計算該高指向性天線位於該量測點時該待測天線的輻射增益，並建構該待測天線的半球面輻射場型。
- 一種天線輻射場型自動量測系統，適用於量測一待測天線的半球面輻射場型，該待測天線包括一主輻射面，該系統包含：一電波暗室，包括一頂板，及相對於該頂板的一底板，該待測天線貼近該頂板設置，且該待測天線的主輻射面朝向該底板設置；一反射鏡；一高指向性天線，包括一主輻射面，該高指向性天線的輻射場型的一主波束是指向該反射鏡，該高指向性天線與該待測天線之間收發的一電磁波是入射該反射鏡並被反射；一機器手臂單元，設置在該電波暗室中，並包括一固定座及一活動臂，該固定座設置在該電波暗室的底板，該活動臂從該固定座延伸而出且具有一夾物臂部，該夾物臂部具有一第一端及一第二端，該反射鏡設置在該夾物臂部的第一端，該高指向性天線設置在該夾物臂部的第二端；及一控制及量測單元，電連接該待測天線、該高指向性天線及該機器手臂單元，並控制該機器手臂單元連動該反射鏡在多個預設的量測點之間移動，且該等量測點皆位於一預設半徑的半球面上，當該反射鏡移動到每一個預設的量測點時，該控制及量測單元是透過該待測天線及該高指向性天線分別收發該電磁波去量測該待測天線的一輻射增益，該控制及量測單元還利用該多數個分別對應該等量測點的輻射增益建構出該待測天線的一半球面輻射場型，並且，該半球面所界定出的一圓形開口是朝向該電波暗室的頂板及該待測天線，且該待測天線、該半球面的球心及該固定座於該底板的一法線方向上的投影相重疊，該活動臂還包括：一旋轉件，具有一旋轉端部及一關節，該旋轉端部套接於該固定座，該旋轉件具有相對於該固定座旋轉0度到360度的功能，且該旋轉件的軸心線及該半球面的球心共同位於該底板的法線方向上；一第一臂部，具有一第一關節、一第二關節，及一連接該第一關節及該第二關節的臂桿，且該第一臂部的第一關節與該旋轉件的關節相連接，使得該第一臂部可以相對該旋轉件轉動；及一第二臂部，具有一第一關節、一第二關節，及一連接該第一關節及該第二關節的臂桿，且該第二臂部的第一關節與該第一臂部的第二關節相連接，使得該第二臂部可以相對該第一臂部轉動，該夾物臂部與該第二臂部的第二關節相連接，使得該夾物臂部可以相對該第二臂部轉動。
- 根據申請專利範圍第5項之天線輻射場型自動量測系統，其中該反射鏡是一平面鏡。
- 根據申請專利範圍第5項之天線輻射場型自動量測系統，其中該控制及量測單元包括：一射頻訊號產生器，輸出一預設大小的射頻輸出訊號；一訊號饋入夾具，電連接該射頻訊號產生器以接收該射頻輸出訊號，且具有一探針及一攝像鏡頭，該攝像鏡頭朝向該探針設置以輔助觀測該探針的影像，該探針用以碰觸該待測天線以將該射頻輸出訊號傳遞到該待測天線，該待測天線接收該射頻輸出訊號並轉換成該電磁波發射，該反射鏡反射部分的該電磁波到該高指向性天線，該高指向性天線接收部分的該電磁波並轉換成一射頻接收訊號；一頻譜分析儀，電連接該高指向性天線以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅；及一電腦，電連接該頻譜分析儀以得到該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線的輻射增益、該半球面的半徑、該高指向性天線到該反射鏡之間的直線距離，及該訊號饋入夾具的路徑損耗，共同計算該反射鏡位於該量測點時該待測天線的輻射增益，且利用該等量測點所在位置的空間資訊及該等輻射增益建構該待測天線的半球面輻射場型。
- 根據申請專利範圍第5項之天線輻射場型自動量測系統，其中該控制及量測單元包括：一射頻訊號產生器，輸出一預設大小的射頻輸出訊號，該高指向性天線電連接該射頻訊號產生器以接收該射頻輸出訊號並轉換成該電磁波朝該反射鏡發射，該反射鏡反射該電磁波到該待測天線，該待測天線接收該電磁波並轉換成一射頻接收訊號；一訊號饋入夾具，具有一探針及一攝像鏡頭，該攝像鏡頭朝向該探針設置以輔助觀測該探針影像，該探針用以碰觸該待測天線以接收該射頻接收訊號；一頻譜分析儀，電連接該訊號饋入夾具以接收該射頻接收訊號，並量測該射頻接收訊號的振幅；及一電腦，電連接該頻譜分析儀以得到該射頻接收訊號的振幅，並根據該射頻接收訊號的振幅、該高指向性天線的輻射增益、該半球面的半徑、該高指向性天線到該反射鏡之間的直線距離，及該訊號饋入夾具的路徑損耗，共同計算該反射鏡位於該量測點時該待測天線的輻射增益，且利用該等量測點所在位置的空間資訊及該等輻射增益建構該待測天線的半球面輻射場型。
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