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华体育:基于矢量网络分析仪的天线近场测试方
发布时间:2022-07-04浏览次数:83

  设计中在天线,证是不可或缺的过程对其参数的测试和验。需要包含幅度相位信息而近场测量的原始数据,是主要测试仪器设备矢量网络分析仪则。

  案例该,分析仪VNA1000A基于成都玖锦的矢量网络,近场测量方案设计了天线。

  应用领域的重要组成部分天线作为通讯、雷达等,设计过程中不可或缺的过程其参数的测试和验证是天线。

  量天线的电参数、辐射参数天线测试的主要内容是测,华体育线的性能以评价天。寸、辐射特点根据天线的尺,试、近场测试、紧缩场测试等天线测试方法主要有远场测。

  测量时远场,之间的距离R大于2D²/λ 源天线和待测天线(AUT),时此,缘与AUT中心的相位差小于 π/8从源天线按球面波前到达AUT的边,16 的波程差)(相当于 λ/。

  发射信号源天线,间辐射通过空,接收信号由AUT。置于精密转台上AUT通常放。的校准之后在经过相应,接收信号的电平通过比较发射和,增益和辐射波瓣图就得到AUT的。

  信息的场合在需要相位,辐射的信号与AUT接收信号的幅度相位可通过矢量网络分析仪测量并比较源天线。

  量方法简单(1)测,直观结果。即可得到所需测量结果通过简单的校准、运算;

  的场波瓣都是有效的(2)任何距离测量,/R进行简单的变换仅需要对场强按1;

  相位中心的位置变化不太敏感(3)测量结果对于天线的,会导致明显的测量误差因而旋转待测天线并不;

  虽然最早成熟远场测试技术,地和电磁环境的特殊要求但是由于其对大测试场,常不方便测试非,面波来模拟无线长度的场地人们一方面用紧缩场产生平,场测试代替远场测试另一方面则是用近。

  面上采集待测天线近场数据近场测量的原理是在一个,远场变换算法然后通过近,远场辐射特性得到待测天线。面的形式根据取样,描、柱面扫描和球面扫描技术可分为平面扫描、极平面扫,使用最为普遍平面近场测量。需要包含幅度相位信息近场测量的原始数据,矢量网络分析仪仪器设备主要是,、信号源等组成或测量接收机。

  在直角坐标或极坐标平面做位移平面近场扫描测试天线(探头),幅相分布测量近场,场天线方向图、增益等参数以此为基础进行外推计算远。UT的辐射近场探头天线位于A,T面大约几个波长扫描平面距离AU。

  据都被表示为麦克斯韦方程精确解的线性组合(1) 理论严格:包含探头特性的全部数,入小角度而未引,等近似解标量绕射。

  了远场测量的近距效应(2) 精度高:消除,以检测并补偿各种误差源可,比高信噪,性好重复。

  描可获得整个空间全部信息(3) 信息量大:一次扫,化、三维方向图等如幅度、相位、极。

  测量中近场,、探头校准误差、有限的扫描域等因素影响测量的精度不准确的探头定位、反射、电缆移动、接收机非线性。此因,的角度从技术,的复杂程度高近场测量技术,架精度对扫描,有较高的要求仪器的稳定性。

  实际需求的不同根据测量频段和,接测量和变频测量两种方法近场测试分为非变频的直。测量时非变频,微波的高频上进行收发测试矢量网络分析仪直接在射频,率相对比较低主要适用于频,比较小的应用传输线损耗。、S波段如C波段。高频段而在,上测量传输线的损耗大尤其在18GHz以,缆的相位波动明显在扫描过程中线。一般需要先变换到中频此时天线接收的信号,分析仪进行测量处理再由传输到矢量网络,离传输带来的损耗避免了高频段长距,程中的相位波动以及在扫描过。

  、近场测试探头、待测天线支架、主控PC、扫描控制器以及微波暗室组成直接测量方案由成都玖锦的矢量网络分析仪VNA1000A、扫描支架。UT作为发射端将待测天线A,可根据实际情况变换)测试探头作为接收端(。的一个端口发射信号VNA1000A,为接收端口另一端口作。和发射信号a的比值(幅度在各扫描点测量接收信号b,位)相。的情况下在必要,器将发射信号放大可以用功率放大,声放大器提高系统灵敏度在接收天线后采用低噪。

  式、仪器状态和测量结果采集、计算和输出结果等通过自动测试软件控制扫描控制器、探头极化方。

  器、定向耦合器、功率放大器、功率分配器、主控计算机以及相应的测控软件、数据处理软件等组成变频测量系统由成都玖锦四端口的矢量网络分析仪VNA1000A、各频段测量波导探头、混频。4所示如图。

  作为发射端将待测天线,根据具体情况进行收发转换)而探头作为接收端(注:可以。射端在发,号(如需要可增加功率放大器由VNA1000A产生信,通过定向耦合器耦合部分功率作为参考信号将测试频段的输出功率放大到所需的电平),络分析仪输入至网,了减少路径损耗和路径相位的变化在高频段(如:X波段以上)为,频率(中频)输入至网络分析仪参考信号通过混频变化为较低的。自由设定接收机的频率至中频网络分析仪的接收通道可以。

  网络分析仪第二个独立的源产生本振信号由VNA1000A,配器等分两路经过功率分,够的电平放大到足,路混频器作为本振信号供参考支路和接收支。

  探头作为接收天线接收端通常由波导,至VNA1000A网络分析仪的接收通道通过混频器将接收信号变换为中频信号送。

  和接收信号的幅度和相位网络分析仪比较参考信号,到天线近区场的幅度和相位通过对系统的校准从而得。

  为扫频、点频、步进扫频、列表模式VNA1000A的工作可以设定,点的多通道的数据可以快速测试多频。方式相配合与机械扫描,的完整的扫描测试可以完成近区场。

  设备的自动控制、数据采集、处理等工作软件主要负责近场和远场测量的各种仪表。

  不限于控制扫描架软件功能包括但;轴的起止角度和转动速度控制转台的方位、俯仰;态(极化方向)控制待测天线状,阵而言对相控,单元的状态控制TR;源功率等)、自动读取方向图的电参数特性(如3dB波束宽度、副瓣电平、前后比、电下倾角等)控制矢量网络分析仪进行近场信息采集、自动选择测试模式(点频或扫频模式下的测试频率、信号;-远场推算进行近场;向图等结果输出的方,、绘图输出显示、打印。

  络分析仪VNA1000A接收机底噪在-120dB左右某天线厂家实际应用测试情况反馈如下:成都玖锦的矢量网,良好性能,试需求满足测,位稳定度尤其是相,直优于某国际品牌在对比测试中一。结果见下图测试对比:

  A1000A是一款高性能的矢量网络分析仪矢量网络分析仪介绍成都玖锦自主研发的VN,宽、相位噪声、幅度精度和测试速度具有优良的测试动态范围、分析带;强型响应、全双端口等多种校准方式该设备提供单端口、响应隔离、增,延、Smith圆图、极坐标等多种显示格式内设对数幅度、线性幅度、驻波、相位、群时,IB、VGA等多种标准接口外配USB、LAN、GP,析仪的全部测量功能具有传统矢量网络分,特性、相频特性和群时延特性能精确測量微波网络的幅频。

  置的相位相参信号源及八个真正并行测量的接收机VNA1000A矢量网络分析仪组合了四个内,z的完美四端口解决方案可以提供高达50GH。的线性测试和非线性测试一次连接可完成几乎所有,供了强大的硬件支撑为进行广泛的测量提。

  析仪采用混频接收的设计理念VNA1000A矢量网络分,机的测试动态范围有效的扩展了整,态范围的测试需求以满足您对大动;地提高了整机的测试精度优异的迹线噪声指标极大,确測量的需要可满足用户精,损器件的精确测量特别有助于小插。

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