近场天线测试平台.pdf

近场天线测试平台近场天线测试平台 一、必要性分析一、必要性分析 对天线方向图的测试，可以通过远场的方法和近场的方法一般地在天线的生产过程，会采用远场方法测试而在天线的研发阶段，往往是采样近场的方法测试天线在研发过程，为了使天线的方向图逼近理论值，需要从天线的多角度了解天线的性能，并且进行改进这些性能包含，天线口面的电磁场幅度分布状态，相位分布状态，天线的相位中心，天线的不同极化下，幅度和相位的近场方向图和远场方向图，并且在同一测试条件下，指定参考方向上的方向图走向通过以上特性，就能够了解天线的结构特性，电气特性，从而为天线的性能提高，提高直接指导参数 为了得到以上参数，只有近场测量方法，才能够全面的测试能力近场天线测试系统，由四部分组成，即射频微波子系统，机械扫描架，近场测试软件，近场系统集成为了测试高性能的天线和高精度测试天线的性能指标，要求射频微波子系统有较高的灵敏度，较好的线性度；要求机械扫描架有足够的扫描范围，机械精度，稳定度；要求近场测试软件有较强的变换功能 近场天线测试系统是近几年被广泛使用和充分得到认可的测试方法就系统配置而言，配置安捷伦公司新推出射频微波系统，其特点是高可靠性，高灵敏度，高速度等，配置近场测试扫描架和系统软件（如:NSI 公司近场天线测试软件） ，其特点是精度高， 稳定性好， 软件变换功能强， 再有丰富的系统集成能力，这样的天线测试系统。

平台功能与组成平台功能与组成 • 平面/柱面近场扫描架系统,NSI-300V-15X15 • Agilent PNA E8363B 射频/微波子测量系统 • 近场 NSI 2000 天线测量系统软件 • 测量探头、稳相电缆及相应附件系统 • 交钥匙系统集成远场天线测试系统组成： 系统将配置测量工作站，Windows2000 操作系统，实现以下多种天线研发及测试功能： 多频测量功能 在 NSI2000 软件控制下,可设置多个工作频率,控制射频子系统,实现多频测量.在完成一次软件设置后,每一次扫描,自动完成频率切换,完成多频率测量. 具备测试系统的自检和校准程序 • RF 系统故障自我诊断 • 系统误差校准 具有如下测试、分析功能 • 根据实际测试条件，测量天线近场分布(幅度、相位),口径场分布，远场方向图(幅度、相位) • 对机械、RF 系统及数据采集、扫描特性、单点定位测试控制 • 任意横截面幅相特性的多维显示（包括颜色和数据） • 天线远场方向图幅相特性的多维显示（包括颜色和数据） • 天线故障的诊断、反向调整功能 • 天线和、差方向图性能分析 • 各种极化天线性能分析 • 增益测量 • 自动生成测试报告 • 帮助 框图框图 图 1：天线近场测试系统配置 测试过程中，微波信号源输出信号由被测天线发射。

接收部分由85320A/B混频器， 85309A中频单元， PNA网络仪等组成 使用85320A外混频器的是减小从测试探头到测试接收机端口的信号传输路径损耗，最终保证微波频段天线测试的动态范围 图 2：天线近场脉冲测试系统配置 脉冲测试状态下，需要在发射端增加脉冲调制器和脉冲发生器Agilent Z5623A 脉冲调制器和 81110A 脉冲发生器可完成微波频段脉冲状态的测试要求 主要性能指标主要性能指标 测量频率范围：1GHz –40GHz 平面/柱面被测天线类型：指向型天线,半球型分线 平面/柱面扫描架指标 • 水平扫描范围： 4.5m • 平面度(不大于) 0.05mm • 扫描位置重复误差(不大于) 0.05mm • 水平扫描速度： 0.25/sec • 垂直扫描范围： 4.5m • 垂直位置分辨率： 0.025mm • 垂直扫描速度： 0.25/sec • 柱面方位范围: 360deg • 柱面位置分辨率： 0.0125deg • 旋转接头工作频域：10MHz ∼ 40GHz 球型扫描被测天线类型： 指向型天线,半球型分线,全向分布天线. 球型扫描架指标 • 被测天线最大尺寸：2m • 被测天线最大重量：75kg • Theta 扫描范围： 360 deg • Theta 位置分辨率： 0.015 deg • Theta 扫描速度： 10 deg/sec • Phi 扫描范围： 360 deg • Phi 位置分辨率： 0.015 deg • Phi 扫描速度： 10 deg/sec • 旋转接头工作频域：10MHz ∼ 40GHz • 接收灵敏度：-133dBm（500MHz∼2GHz） • 接收灵敏度：-132dBm（2GHz∼10GHz） • 接收灵敏度：-134dBm（10GHz∼20GHz） • 接收灵敏度：-125dBm（20GHz∼40GHz） • 动态范围：138dB（500MHz∼2GHz） • 动态范围：137dB（2GHz∼10GHz） • 动态范围：139dB（10GHz∼20GHz） • 动态范围：125dB（20GHz∼40GHz） • 输出功率：＋20dBm(E8257C) • 测量速度: 26 us/点 其中测量系统中对精度的有影响的为接收机的线性度等. 接收机 线性度为: 相对电平为-10dB 时，精度为±0.02dB 相对电平为-20dB 时，精度为±0.05dB 相对电平为-30dB 时，精度为±0.06dB 相对电平为-50dB 时，精度为±0.09dB 增益测量精度：±0.3dB 平台组建途径平台组建途径 购置射频微波子系统，和近场扫描架及近场系统软件，利用微波电缆及附件，组成近场天线测试系统。

清单： 数量 数量 产品型号 产品型号 描述 描述 天线测试接收机天线测试接收机 1 E8363B 10MHz-40Ghz 网络分析仪 opt 014 Configurable test set opt H11 8.33MHz Mux Access capability opt 1CP Rack mount kit with handles opt 080 Frequency Offset opt 081 'Reference-receiver switch OPT UNL Power extender 1 85309A LPF LO/IF 中频控制单元 1 85320A 测试混频器 2-26.5 GHz 1 85320B 参考混频器 2-26.5 GHz 1 85043C System rac, 1.3 Meters 2 NI-140A HP-IB 控制器 1 85320A H20 测试混频器 100MHz-3GHz 1 85320B H20 参考混频器 100MHz-3 GHz 1 87301D 292 1-40 GHz 10 dB 耦合器 1 85320A H50 测试混频器 r, 2GHz-50GHz 1 85320B H20 参考混频器 2GHz-50GHz 1 11667B 功分器 r 2 8493C #003 3dB 衰减器 2 8493C #006 6dB 衰减器 2 8493C #010 10dB 衰减器 1 85332A SP4T 开关 45MHz -40GHz 1 85383B Position to SCU1 控制电缆 1 85384A SCU to PIN 开关控制 opt 005 5M 1 Z5623AH86 2-40G 脉冲调制器 2 81110A 脉冲调制器 发射源发射源 1 E8257D-540 微波信号源 250KHz-40 GHz OPT UNT AM,FM, PM 模拟调制功能 OPT UNU 脉冲调制功能 opt 1EA 高功率输出 1 83017A 放大器 500M ~ 26.5GHz，25dB Gain 1 87421A 放大器电源 NSI 近场测试系统近场测试系统 NSI 1 4.5 米平面扫描架系统及近场测试软件米平面扫描架系统及近场测试软件 300V-15x15 Near-field Measurement System . XY scanner 4.5m wide by 4.5m high (steel/ aluminum; 1087kg) NSI-SW-5161 NSI 2000 User License NSI-SW-5310 Dual source driver for PNA PSG NSI-RF-5915 RF Switch Driver, 40GHz NSI-SC-5620 Probe Z-axis stage-100mm travel NSI-SC-5630 Probe Roll stage -360 travel with DC-18 GHz rotary joint NSI-SW-5152 Additional year sfotware version updates 1years NSI-SW-5301 Upgrade NSI 2000 to Professional NSI-SU-5601-4E Installation and training NSI-SH-002 Shipping crates and packaging NSI-SC-4items error assessment Measeure and report 4 items9,12,16,17 NSI 2 柱面近场系统及导轨和标准天线柱面近场系统及导轨和标准天线 Option 103 Additional System User Manuals NSI-SC-5600-4 Cylindrical Upgrade Package(18 GHz) . Azimuth stage with 50kg-1m static axial load . NSI 2000 Cylindrical Measurement Software . Antenna mount with horizintal/vertical rais and base plate NSI-SC-5628 2m PC contilrolled Z rail NSI-SC-5605 Upgrade Cylindrical Test to 40GHz operation NSI-RF-5465 Upgrade scanner RF cable to 40GHz NSI-RF-5924 DC-40GHz rotary joint kit for probe roll stage NSI-RF-SG90 WR90 Standard Gain Horn, 8.20-12.40GHz NSI-SP-255 Test NSI pattern curver at 9GHz, 10GHz frequency NSI-RF-SG62 WR62 Standard Gain Horn,12.4 -18.0GHz NSI-SP-255_2 Test NSI pattern curver at 14GHz, 17GHz frequency NSI-RF-SG28 WR62 Standard Gain Horn,26.5 -40GHz NSI-SP-255_3 Test NSI pattern curver at 35GHz frequency NSI-RF-SG770 WR770 Standard Gain Horn, 0.96-1.45GHz NSI-SW-5105 MTI software NSI 3 球面测试系统球面测试系统 NSI-700S-50 Spherical Near-field measurement system-300mm AZ stage - Full 360 degree spherical scan area - 300 lb.(136kg) AUT load capacity, 2m max AUT diameter - NSI-SC-5635 rotation stages for bot。