5G有源天线系统的OTA设计与实现

Massive MIMO技术已经在5G移动通信网络中被广泛地采用,从产品测试角度来看,鉴于5G有源天线系统设备中的天线被集成到射频RRU单元上,以及5G引入了更高的FR2频段,传统4G基站射频指标测试所采用的传导测试方法,在5G中将被OTA(空中接口)方式取替,OTA测试也成为FR1频段产品的推荐测试用例,FR2频段产品的默认测试用例。目前基于测试距离的不同可分为三大类OTA测试方案,远场、紧缩场、近场,远场是最直接的方案,但是路径损耗比较大,可用于测量功率水平比较高的指标;紧缩场是将电磁球面波在近距离转换为平面波后进行测量的一种方案;近场测试方案虽然路径损耗比远场低得多,宽带信号模式下相位的校准以及获得参考相位是难点,射频辐射测试结果与期望值略也有差异。本文拟在通过分析近场OTA测量系统稳定性的关键因素,提供一种通过自校准解决参考相位的问题并以较低成本、高效地进行多探头近场OTA测试方案,并对实际测试业务信号模式下的测量结果进行对比分析。     

基于电谐振器加载的5G多频段小型化准全向天线

提出了一种偏心馈电基于电谐振（electric-LC, ELC）结构加载的5G多频段小型化准全向天线,利用分支贴片实现了多频段. 通过缺陷地结构(defective ground structure, DGS)和梳状结构,调节天线的阻抗匹配,结合弯折结构和ELC结构,实现了良好的全向辐射特性. 测试了天线S参数、增益和方向图,结果表明:|S₁₁|≤ ?10 dB的阻抗带宽分别为0.82~0.94 GHz、1.76~3.63 GHz和4.80~4.90 GHz,覆盖了移动通信2G、3G、4G、5G等频段. 本文所提出的天线具有结构紧凑、频带宽、准全向辐射等特点,适用于移动通信终端设备.     

一种辐射发射近场测试系统方案的设计与优化

辐射发射(RE)的设计和远场测试整改复杂、成本高,为了解决中小规模公司缺乏低成本、简单的近场摸底测试系统的问题,设计验证了一种基于数字示波器的近场辐射发射测试系统,可用于获取远场RE102测试的频谱走向和趋势,使产品的EMI认证成本减少1/3,试验周期缩短1/5.为远场测试整改难度大、成本高的问题提供了一种解决方案.     

5G终端MIMO OTA测试方法研究现状与展望

MIMO(multi-input multi-output)OTA(over-the-air)测试是评估天线系统辐射性能的重要方法,也是设备在研发、生产阶段必经的步骤之一。随着5G移动通信系统的到来,毫米波等新特性的引入,为传统MIMO OTA测试方法带来了新的挑战,也使得OTA测试成为5G毫米波终端唯一可行的测试解决方案。首先论述了5G OTA测试所面临的挑战,分析了4G移动通信系统OTA测试方法在5G OTA性能测试中的适用性,并探究了如何将低频测试方法扩展到毫米波终端测试。然后总结了3GPP对于MIMO OTA测试的研究现状,详细阐述了简单扇形排列的多探头吸波暗室(simple-sectored multi-probe anechoic chamber,SS-MPAC)的系统模型、测试原理以及性能评价指标等,并验证了SS-MPAC配置中利用更少的探头仍可以获得合理的测试精度。最后对未来的研究趋势进行了展望。     

亚毫米波太赫兹集成天线测试系统及测试精度分析

集成天线代表了近年来天线技术的重大成就,为毫米波天线设计开辟了新思路。国内首套亚毫米波太赫兹集成天线测试系统由上海交通大学和中国电子科技集团第四十一研究所合作建成,该系统主要包括矢量网络分析仪、扩频模块、探针台、天线转台、控制机以及控制软件部分。能够在远场条件下完成18~325 GHz频率范围 内的片上天线的阻抗及辐射特性测试。文章介绍了系统框架原理,分析了影响系统测试精度的若干关键因素如系统底噪、探针辐射特性、探针阻抗特性、高密度泡沫载物台、吸波材料等对集成天线测试精度的影响,给出了系统可测增益的动态范围,最后测试了一款94 GHz片上集成天线,测试结果与仿真结果吻合良好。     

MIMO无线设备的空间辐射性能测试

随着人们对高速数据服务需求的日益增长,多入多出（MIMO）技术被认为是未来移动通信中的关键技术。相对传统单天线空间辐射性能测试而言,MIMO设备的空间辐射性能测试存在较大区别。空间多径衰落信道环境会直接影响MIMO的空间辐射性能,故研究空间信道模型是MIMO空间辐射性能测试的基础。目前MIMO空间辐射性能测试的方案还在探讨之中,但基本系统框架已经确立．     

天线技术创新与应用

在蜂窝移动通信系统中,天线是通信设备电路信号与空间辐射电磁波的转换器,是空间无线通信的桥头堡,因此基站天线是移动通信系统的重要组成部分,其特性直接影响整个无线网络的整体性能。随着3G的广泛部署和LTE试验的加速,移动通信进入B3G时代,在这个时代,原本并不显眼的辅助部分——天线被赋予前所未有的重任：高速率、大容量、多制...     

多波束复合天线的理论分析

由圆弧馈电阵与抛物环面反射体构成的多波束复合天线系统具有抛物面天线的聚集特性和球面天线的宽角多波束能力，可机扫也可电扫，扫描波束在空间保持其增益不变，通过建模分析，运用面电流法计算天线系统远场辐射特性，与实际模型测试结果对比，证明分析和建模公式的正确性，本分析为工程设计提供了有指导意义的结果，可供设计相同类型天线借用。     

一种改进的雷达谐波辐射发射测试方法研究

本文提出了一种改进的雷达谐波辐射发射测试方法,利用该方法进行雷达谐波辐射发射测试无需校准接收天线的远场天线系数,只需考虑接收天线的远场增益。该方法根据弗里斯传输方程推导得到。测试过程首先利用矢量网络分析仪测试系统的空间传输损耗,保持测试距离不变的情况下测量接收机读数,并带入推导后的公式计算即可得到基波和谐波的等效辐射功率。该方法与现有的天线系数法测试结果进行了对比,测试结果相差1d B以内,通过对比验证了该方法的有效性。     

相控阵天线远场测试场测量方法

对相控阵天线的特性需要选择合适的测试方法进行测试,为了研究相控阵天线的远场测试,采用远场的测试场测量,对相控阵天线的EIRP、G/T值以及方向图等指标特性的测量方法进行了介绍和研究,并进行了波束修正与电平补偿的说明,此测试方法可准确测量相控阵天线的远场性能并应用于工程实践.     

基于矢量网络远场测量的移动通信基站天线测试

介绍了一种基于矢量网络远场测量的移动通信基站天线测试方法,该方法具有扫频测量、有效抑制场地反射信号和场外干扰信号等特点,保证了被测天线的测量准确性和可靠性,同时大幅提高了测试效率,较好地满足了移动通信基站天线的测试需求,并进行了验证。     

一种新型多层PCB多频段电场测量传感天线

移动通信基站电磁辐射信号的监测是移动通信正常工作的重要保证,也是保障电磁环境安全的必要手段.文章针对监测设备核心部件——电场测量传感天线的需求,设计了一种新型的介质埋藏式多频段振子天线.利用多层印制电路板（printed circuit board,PCB）布板技术,将三个串馈微带印刷振子天线埋藏在介质基板中,可有效减小天线尺寸.通过仿真和优化实现电场测量传感天线的设计,并制作了天线实物,同时进行了参数测量,结果表明:天线工作的频段基本覆盖2G、3G、4G网络的工作频率范围,分别为0.850~0.950 GHz,1.670~2.740 GHz,方向图全向性好,大小为72.0 mm×48.0 mm×6.0 mm,可以达到测量移动通信基站电磁辐射的电场测量传感天线的专用性、多频段、灵敏度、各向同性和便携性要求.可以使用本文设计的电场测量传感天线来测量基站周围空间电场强度.     

抗干扰设备中的Sierpinski分形微带天线

设计了一种新型Sierpinski分形天线,通过对接地板开槽和改进天线结构,使天线满足在多频带要求下,实现了3.65～5.35GHz（37.5%）的频率缺口的功能,大大提高了天线的抗干扰性。利用HFSS仿真和实验测试表明：天线的远场辐射方向图、回波损耗均满足天线设计要求,并且分形特有的尺寸缩减性实现了天线的小型化。     

S波段宽波束圆极化天线设计

随着现代无线通信系统的发展,对天线也提出了一些特定的更高的要求。设计了一种S频段宽波束圆极化微带天线,以满足系统对天线宽波束辐射的要求;在天线的辐射贴片上附加寄生贴片以展宽天线带宽,并利用金属化过孔以实现单边短路,达到天线小型化设计的目的;利用旋转结构结合多点馈电技术以获得微带天线宽波束圆极化辐射。通过理论分析并利用三维电磁仿真软件HFSS对天线进行了仿真设计和实验,仿真结果与测试结果吻合良好。     

应用于WLAN的小型微带天线

为了满足手机无线局域网(WLAN)通信技术的要求,设计了一个三频段单极子贴片天线,通过2个L形支路产生双频辐射。并用软件对该天线进行仿真优化,实现了2.4 GHz、5.2 GHz和5.8 GHz三频段的同时工作,而且该天线结构简单,由L形贴片组合形成,体积小,所占面积为14.5 mm×16.5 mm。仿真结果表明,该天线的尺寸和性能可以在手机WLAN通信系统得到良好的应用     

机载雷达天馈单元自动测试系统的研究和设计

为了满足批产雷达天馈单元的测试要求,提高工作效率,需要设计一种新的测试方案。此测试方案应具有通用性、易用性,可以满足各种天馈单元及其组件的测试需求。介绍了一种以计算机控制仪表,实现机载雷达天馈单元自动测试的软硬件组成,着重讨论了该系统的设计方案,给出了该系统的设计硬件结构图、软件流程图,以及实现此系统的优点。在实际的测试过程中,能减少测试人员,缩短测试时间,提高工作效率。     

球面近远场和远近场变换算法

天线的远场对于研究天线辐射特性具有重大意义，近场测量技术因其能够避免直接测量远场而得到广泛应用，该技术采用近远场变换获得远场，然而，检验该远场的准确性也是很重要的.为了解决此类问题，文中以球面近场测量为例，提供了一种解决方案.该方案主要探讨了球面波模式展开理论，该理论是实现球面近远场变换算法的关键，其将待测天线在空间建立的场展开成球面波函数之和，天线的加权系数既包含了远场信息也包含了近场信息.因此，不仅能够利用近场测量信息获得远场辐射特性，同样能够利用远场辐射特性反推得到近场处电场，这样就能检验由近远场变换算法得到的远场是否准确.文中首先推算得到了近远场变换公式，随后进一步推算得到远近场变换的公式，最后将本文算法计算结果与FEKO测量结果进行比较，二者吻合良好，从而证实了本文两种算法的有效性.     

天线远场专用测试系统及其软件的设计

介绍一个天线远场测试系统.根据某雷达天线的特点和测试的技术要求,采用GPIB总线虚拟结构、无线电数据传输等技术设计测试系统,利用LabVIEW7 Express平台环境开发测试系统软件,编写了系统的通信、控制、测量等应用程序.     

甚低频系留气球缆绳天线设计实现与效能分析

甚低频系留气球缆绳天线是机动式车载甚低频通信系统的重要组成部分. 该缆绳在作为气球浮空平台系留缆的同时,还需兼具甚低频段电磁波的天线辐射功能. 本文针对甚低频辐射天线的电气特性及物理特性,通过对天线关键参数的计算、不同风速下的缆绳姿态及辐射方向图的设计仿真,在工程上以光电复合系留结构形式进行实现。最终结合理论分析与全系统通信试验数据对甚低频系留气球缆绳天线的辐射效能做出了综合评估,验证了该天线设计的正确性与高效性,为国内甚低频辐射天线的相关研究积累了一定的经验与数据.     

X波段宽带正交双线极化天线设计

为了满足某型电子系统特定的性能要求,本文研制了工作频率覆盖X波段全频段的正交双线极化喇叭天线。正交双线极化特性的实现主要是基于对称五端口分支形式的宽带正交模耦合器,喇叭天线的开口结构尺寸保证了覆盖空域的增益要求。在理论分析与仿真设计的基础上,加工了该天线工程样机并进行了实验验证。实测结果与仿真结果非常吻合,表明在所要求的工作频段内天线电压驻波比小于1.8,正交极化端口隔离度优于50 dB,并且具有优良的辐射特性。