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天线在移动通信系统中的作用好比人的眼睛和耳朵,好比足球队的临门一脚,其性能的好坏直接影响网络覆盖的效果,其可靠性属于单点失效,会直接导致本扇区覆盖失效。而如何准确的测试及评估天线性能,目前仍存在一些问题需要探讨及优化。
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5个回答
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一、天线测试场地及要求
天线辐射参数要求在自由空间中进行测试,现实中,只能尽可能的模拟自由空间,称为准自由空间。高质量的现代微波暗室是目前最好的准自由空间。通常有室内远场测试、室内紧缩场测试及室内近场测试三类测试方法。理论上,这三类方法都是正确的,都有可能实现准确的测试,但实际上由于各自硬件条件的限制、经费预算的限制、以及对测试效率的期望,导致每一种测试方法所对应的实际系统会引入各自固有的测试误差,从而限制了辐射参数测试的准确性。对此,需要对场地进行量化的要求,如静区反射电平、尺寸的要求等等,保证测试精度。举例如下(以直接远场和紧缩场辐射参数测试场地为例): |
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二、增益的准确标定
天线增益测试中,影响其精度的因素较多,如标准增益天线的增益精度、拟合的光滑增益频响曲线的准确性、不同场地环境误差的影响及不同口径、宽带/窄带喇叭的驻波比、波束宽度和增益值差别带来的增益误差等。因此,建议在达到计量精度要求的场地中,采用理论上严格的三天线法进行增益的绝对测试和标定。其他测试场地使用的标准增益喇叭必须经过计量场地标定。 三、方向图主平面的切割基准 在现行的基站天线的行业标准和各家企业标准中,对于天线辐射性能指标要求均是以主面为基准的定义体系。所谓主面,就是以标称的电轴线方向为基准,称为波束指向角。而与天线增益最大值的实际位置无关。对于用户来说,天线的电轴是网络覆盖设计波束指向的方向依据,所以在网络的工作频段上,天线的电轴是唯一。因此。水平面方向图就是包含电轴和水平轴的切割面,垂直面方向图就是包含电轴和垂直轴的切割面,波束指向的基准是电轴。 以5度下倾角天线为例来说明:对于水平面方向图,应该切物理上的Θ=95度面所对应的方向图且以Φ=0 为方向角基准;对于垂直面方向图,应该切天线法向瞄准轴的平面,比如叫Φ=0度面。当然,如果是0度下倾角天线,就回归为常规定义上的水平面和垂直面。 在近场测量没有投入国内移动通信天线测试运营之前,行业内的专家对于上述定义没有异议。但在近场测量投入测试运营之后,有专家对方向图的切割基准有了另外一种说法,即按最大增益方向进行切割。同样以上面的天线为例,对于不同的频点,真实的波束水平面最大指向可能发生在96度,也可能在94度。从立体图看,Θ=95度的水平面方向图可能是各种各样的:对称的标准圆弧尖顶、圆弧平顶、偏斜一侧或者同时兼有偏斜、马鞍顶或者多波浪顶,以及各频点指向的离散性等。同样,对于垂直面方向图,如果在最大值所对应的Φ角去切割,则会由于波束偏斜的不同、仪表接收值抖动的不同、频点的不同,带来Φ角的巨大变化。如下图1、2所示,按最大增益方向切割方式,天线的测试误差将会增大。 |
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四、副瓣抑制评判
副瓣抑制是天线的重要指标,目前通常考核垂直面方向图的第一上旁瓣,如图3所示。但在一定频段内,总有一些频点的第一上旁瓣很不明显,似乎未按预定位置出现,容易将第二上旁瓣误认为第一上旁瓣,如图4、图5所示,导致指标评判错误。对此,当第一副瓣不明显时,需要在预定的第一零点和第二零点之间的角域内找最大值来确定,通常是1~2倍θ3dB角域,如图6所示。另外,也可按上侧某个角域范围内的副瓣电平进行评估,如从1倍 θ3dB处~30度范围内,这样既可避免上述情况,也有利于网络覆盖效果。 |
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五、有限距离的远场方向图修正
当用远场进行天线方向图测试时,其基本条件是达到被测天线口径上的发射信号可以看成是平面波,即收发天线之间的距离L > 2(D12 + D22)/λ(备注:D1表示被测天线口径,D2表示源天线口径),即被测天线尺寸越大,需要的测试距离也越大。以GSM900频段 65度18dBi增益天线为例,长度2.6m,原天线口径0.6m,需要的测试距离约46m。建造如此大的微波暗室花费是很大的,精确高效可靠的配套转台实现难度也是很大的。因此,在测试大尺寸天线时,可采用对垂直面方向图进行距离算法补偿的方式,降低因场地距离不足带来的增益和垂直面方向图误差。 西电和京信分别对不同的修正算法做过研究,得到了相同的结果,并通过对比球面近场测试结果、准远场条件下测试结果及远场修正结果,证明了修正算法的有效性和准确性,如图5所示。 图5 另外,需要说明的是正确修正的前提为:暗室反射电平足够低、静区起伏小,即达到暗室的静区指标要求。 |
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六、结束语
天线测试问题看似简单,但非常重要,一方面,是客户对产品性能精确判定的唯一手段,另一方面,公正准确的测试评判是天线企业的产品获得威廉希尔官方网站 认可和市场机会的保障。 我完全赞同联盟主席段宝岩院士的观点:“需要从统一计量标准、建立天线厂商资格认证机制、制订科学合理的威廉希尔官方网站 规范、出台客观公正的评价规则、建立科学合理的检测机制等5个方面出发,建立一套完整、科学、客观的天线质量评判体系,以引导企业进入良性竞争的轨道。” 行业迫切需要出台天线测试规范,明确界定一般测试精度和高测试精度要求对场地和设备的门槛要求,给出科学合理,准确稳定,可靠高效的测试方法和步骤。希望联盟和相关认证机构联合做好这件事。以便对天线产品性能指标作出公正准确的评判,以便天线企业有一个良性竞争,持续进步的生存环境。 |
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加入小组17626.6标准中关于CDN的疑问?以及实际钳注入测试中是否需要对AE和EUT同时接CDN?
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