【摘要】基于当前移动通信室内分布天线测试准确度不高、重复性差等问题。笔者提出了新的测试法,分别对远场测量法和近场测试法进行了新的分析。实践证明,新远场测量法和近场测量准确度、灵活性更高,并且由于采用新的工装具,减小了体积且降低了成本。目前,新方法已经开始在市场上使用,具有良好的效果。
【关键词】室内分布天线;移动通信;远场测量法;应用
室内分布天线是4G网络时代广泛使用的天线材料,与以往的天线相比,具有体积小、外形独特等特点。对室内天线的测试是为了保证其运行稳定。以往的测试以远场测试为主,随着科技的发展。传统远场测试法准确性差、工装无法统一的缺点明显的表现出来。笔者根据多年工作经验,对当前的远场测量法和近场测量法进行了调整。保留其测量方法,实现工装的统一,并致力于提高测量准确度。
1天线测量概述
根据场区与天线距离的远近,将其分为感应区、辐射近场区和辐射远场三个区域。天线测量均在远场区进行,根据测量方式的不同分为远场测量和近场测量两种。远场测量法是最主要的测量方法,它是一种直接测量法,是依靠置于远场区的发射天线进行测量,并将所得数据准确的记录,其中包括被测天线各个角落的数据测得值,通过所得数值来判断天线的性能。近场测量法是一种间接测量法,首先要测试并获得近场数据,并通过近场到远场的转换来获取远场数据,判断天线质量。近场测量最主要的表现形式为球面近场测量,另外还包括柱面近场测量和平面近场测量。发射天线通常由待测天线充当,并将探头均匀的布置于发射天线的圆环上,这样有助于测量数据的准确性,探头置于近场区,可接收来自各个方向的电磁波,测量天线球面所有数据需求将被测天线旋转180°。
2移动通信室内分布天线测量方法
2.1远场测量法
远场测量法是常用的测量方法,直接且效果明显。但是存在一定的问题。如天线接收能力不高,无法测量高频段最大辐射方向的数据,或所测截面与预测截面之间存在偏差,测量结果失准。笔者根据经验提出了改进方案。方案如下:引进一台电机,保证天线可以自动旋转,只要正确设置轴线就可以保证测量的全面性。其中,吸顶天线与辅助天线之间的法向夹角依然为60°。电动驱动使室内天线可以自由旋转,测量面积更大,测量线与辅助线之间的高度可以保持一致,对切面的测试无需反复进行,提高了准确度。我们将传统的远场测量与新的远场测量效果进行对比。发现远场测量引进电机后,与传统测量数据之间存在明显的偏差。传统远场测量法只能测量垂直和水平方向的天线,而安装电机后可以测量任意方向的数据,如高频60°,低频90°等。新远场的测量效率高于传统效率的40%,尤其是对于新型吸顶天线的测量,新的测量法表现出极大的优势。最后,在灵活度上,新的测量方法明显高于传统的测量法,无需进行天线放倒、切换等工作,无需考虑倾斜角问题,因此可以实现360°无死角的测量。
2.2近场测量法
传统的测量方法,近场测量法要测量远场数据,要使用泡沫支架,适应室内天线体积小、方向性弱的特征。但是泡沫支架的重复性差,测量数据准确度不高,尤其是对于天线形状不规则的产品,测量面与目标面之间存在偏差,测量数据自然存在不准确现象。由于泡沫支架需要使用胶带固定,浪费了一定的时间,测量天线的效率不高,对美化型室内天线,往往无法测试其准确度性能特征。近场测量法稍显复杂,对于性能的要求较高,所采用的天线寿命短,不利于长期使用,一旦磨损将影响测量效果。针对此问题笔者提出了解决方案,主要是设计统一的工装。主要原理是利用数值仿真法来分析工装材料和工装尺寸对于测试的影响。其中,当工装尺寸越大对材质的影响越大,提示尽量减少工装尺寸。同时,工装材质的介电常数越小,尺寸对于测量的影响越小,提示介电常数是最主要的影响因素。结合实际需求,设计合理尺寸的工装,通常抱杆材质可选口径为110mm的PVC材料,软接件选择口径为400mm的尼龙材料。将传统方式与新的方式对比后发现,在测量准确性上,新的方法有所提高。在测量重复性上,新的测量方法也显现出优势。工装引进误差在合理范围时,可顺利完成测试过程。新的近场测量法在测量过程中无需换线,且可以测量不同角度的天线参数,具有一定的优势。但此方法在设计时需要注意室内天线的特性,保证工装的设计合理,满足其敏感性特征,并且做到统一工装。工装在室内天线测量中有很好的应用,在远场测量中也能发挥其积极作用。
3总结
笔者结合工作经验和室内分布天线的特征,提出了新的室内天线测量法。对传统的远场测量法和近场测量法进行改进。在远场测量法中增加电机,在近场测量法中增加工装的设计。提高了测量准确性和测量效率,改善了传统测量方法的不足。室内天线具有体积小、方向性弱等特点,测量过程要从其特点出发,对测量方法进行不断的改进。
参考文献
[1]李勇.平面近场天线测量误差分析[J].电子测量与仪器学报,2010(4).
机电安装论文[2]王向阳.微波暗室有限测量距离对天线远场测量的影响[J].电讯技术,2010(5).
作者:李典新 单位:广东海格怡创科技有限公司