论文天线测试转台支架系统对集束天线测试的影响分析，该文是有关天线毕业论文题目范文和转台和集束和影响分析类论文范文资料.
摘 要：通过仿真计算,针对目前天线测试中常采用的玻璃钢抱杆捆绑固定待测天线的架设方案,分析了玻璃钢抱杆对于天线方向图及阻抗带宽测试的影响.结果表明,该方案会导致天线谐振频率向低频移动,并导致天线方向图发生畸变.最后给出了测试改进建议.
关键词：球面近场测量；集束天线；玻璃钢抱杆
1 引言
移动通信网络的迅猛发展推动了基站天线产业的快速发展.美化天线由于其外观采用了与环境融为一体的美学设计,提升了站点环境友好性,因而获得了广泛的应用.
目前,业界普遍采用法国SATIMO 公司的SG128多探头球面近场测试系统进行基站天线辐射特性的测试,在承重允许的情况下使用玻璃钢抱杆绑定待测天线的架设方式进行测试.但由于集束型美化天线体积大、重量重,此方案在适用范围、可操作性及测试精度等方面均存在不足.现有文献普遍关注的是测试设备和测试环境对天线测量的影响,本文将围绕天线的架设方式展开研究,通过分析玻璃钢抱杆对于天线方向图及阻抗带宽测试的影响,为科学合理地架设待测天线,提高测试准确度提供依据.
2 多探头球面近场天线测试系统
多探头球面近场天线测试系统的原理为,在微波暗室内的圆环形扫描支架上,按照采样定理的要求以特定角度间隔均匀布置若干正交双极化探头,探头天线通过射频电缆连接到后端电子切换开关矩阵上,待测天线架设在转台或抱杆上并保证其相位中心在扫描支架的圆心.测试时,待测天线作为发射天线,电子切换开关依次将接收探头切换至矢量网络分析仪,完成各个接收通道的数据采集.系统的运动控制器通过步进电机驱动转轴,带动天线转台旋转待测天线,完成三维球面近场数据采集.将采集到的球面近场数据进行远近场变换,就可得到三维远场数据.图1 为多探头球面近场天线测试系统示意图.
3 玻璃钢抱杆方案瓶颈分析
目前,对集束天线进行测试时,都是在天线重量允许的情况下采用玻璃钢抱杆绑定的方式进行（见图2）.这种方案存在以下4个方面的不足：
（1）玻璃钢抱杆有最大承重限制,而部分一体化集束天线重量较大,超出玻璃钢抱杆的承重能力,此时测试无法进行.
（2）集束天线重量均较大,在安装固定的过程中需要使用帆布带把天线固定到抱杆上,还要保证天线的水平度和垂直度,固定被测天线过程费时费力,影响安装效率.
（3）天线相位中心位置在垂直方向上是通过目测确定,在捆绑的过程中,难免会出现旋转及偏移,从而导致相位中心偏离系统几何中心,影响测试精度.
（4）玻璃钢抱杆作为介质出现在待测天线近场,导致天线谐振频率偏向低频,影响测试精度,对于全向天线这一点尤其明显.
4 玻璃钢抱杆对集束天线测试影响分析
为了分析玻璃钢抱杆对全向集束天线测试精度的影响,本文在HFSS 软件中建模,选择四元偶极子阵列天线模拟待测全向集束天线,分别计算获得了在有无抱杆的情况下待测天线的驻波及方向图数据.
玻璃钢抱杆对待测全向集束天线驻波特性的影响如图3 所示.可见,相对于待测天线本身的特性,玻璃钢抱杆的引入,导致天线谐振频率向低频移动,由0.9GHz移动至0.84GHz,偏移60MHz.
玻璃钢抱杆对待测全向集束天线方向图特性的影响如图4 所示.可见,与图3 中待测天线谐振频率的偏移相对应,天线方向图发生了明显的畸变,当玻璃钢抱杆不存在时,天线辐射方向图呈现典型的全向偶极子阵列方向图形态；当引入玻璃钢抱杆时,天线辐射方向图发生畸变,全向性受到明显破坏.
5 天线安装方式改进建议
为了改进玻璃钢抱杆固定被测天线测试方案的不足,且能真实模拟天线的实际使用状态,准确地测试集束天线的各项技术参数指标,建议采用底部支撑柱固定的安装方式,方案示意图如图5所示.
如图5 所示,利用底部支撑柱固定方式进行测试,待测天线安装在水平固定底座上,通过支撑柱的平稳升降,调节待测天线在垂直方向的相位中心,使之与系统中心重合,能够提高测试精度.天线安装底座及支撑杆位于待测天线下方,与天线实际使用安装环境相同.该方向为天线辐射方向图零陷处,对天线性能测试的影响较小.该方案下待测全向集束天线的驻波特性及方向图特性分别如图6、图7 所示.
由图6 可见,采用底部支撑柱固定的安装方式,对待测全向性集束天线的驻波特性影响很小,天线的谐振频率并未出现如图3中采用玻璃钢抱杆方式导致的明显向低频偏移.
由图7 可见,与待测天线本身的方向图特性相比,采用底部支撑柱固定的安装方式并未影响天线的辐射特性,两种情况下天线的方向图曲线重合的很好.
综合上述分析可见,采用底部支撑柱固定的安装方式,能够真实地模拟天线的实际使用状态,相比玻璃钢抱杆固定的方式,更有利于待测天线辐射特性的准确测试.
6 结束语
本文关注天线安装架设方式对全向性集束天线性能测试的影响.
首先讨论了目前集束天线测试中经常采用的玻璃钢抱杆固定安装方式的瓶颈.通过仿真计算,分析了玻璃钢抱杆对于天线方向图及阻抗带宽测试的影响.结果表明,该方案会导致天线谐振频率向低频移动,并导致天线方向图发生畸变.据此建议采用底部支撑柱固定的安装方式,该方式能真实模拟天线的实际使用状态,并能够准确地测试集束天线的各项技术参数指标,这一点通过仿真计算得到验证.
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