清华天线检验方法.docx

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清华天线检验方法

天线检验方法

1概述

根据客户要求，对天线各指标做一个测试检验说明。

2主要技术指标及要求

1）工作频率：

1.15~1.65GHz；

能够覆盖

（1）L5/E5a、

（2）B2/E5b、（3）L2、（4）B1/L1/E1/G1等信号所在的频段。

2）极化方式：

右旋圆极化；

3）天线波束：

方位0°～360°，仰角5°～90°

不圆度：

±1.5dB，仰角10°

4）带外抑制：

≥30dB（±100MHz）

5）噪声系数：

≤2.0dB

6）轴比：

≤3.0dB（仰角90°），≤6.0dB（仰角20°～90°）；

7）驻波：

≤1.5:

1（50欧姆）；

8）低噪放增益：

28±3dB

9）相位中心误差：

≤±5mm（1σ）

3检验参数和方法

1、工作频率

1.1测试设备

测试设备为：

矢量网络分析仪。

1.2测试方法和步骤

测试方法和步骤如下：

a）按所需频段校准矢量网络分析仪；

b）按照图2连接矢量网络分析仪和待测天线；

c）

测量并记录输入电压驻波比≤2.0的频率范围。

图1　天线工作频率、输入电压驻波比测量框图

2、天线输出电压驻波比（VSWR）

2.1、测试设备

同1.1。

2.2测试方法和步骤

测试方法和步骤如下：

a）按所需频段校准矢量网络分析仪；

b）按照图2连接矢量网络分析仪和待测天线；

c）测量输入电压驻波比;

d）重复以上步骤10次,取测试结果的平均值并纪录.

驻波测试数据:

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

VSWR1

VSWR2

VSWR3

VSWR4

VSWR5

VSWR6

VSWR7

VSWR8

VSWR9

VSWR10

3、极化特性和轴比

3.1、测试设备

测试设备包括：

a）信号源；

b）接收机；

c）线极化发射天线；

3.2、测试方法和步骤

测试方法和步骤如下：

a）待测天线瞄准发射天线后固定，按照图2所示，发射天线接信号源，待测天线接接收机；

b）将信号源和接收机频率分别设置为测试频点,L5/E5a/B2/E5b/L2/B1/L1/E1/G1

c）当发射天线轴线与接收天线轴线成75度时,发射天线绕接收天线轴线旋转360°，记录接收信号电平，其最大电平与最小电平差即为待测天线的15度轴比。

同理，当发射天线与接收天线轴线成60度时，发射天线绕接收天线轴线旋转360°，记录接收信号电平，其最大电平与最小电平差即为待测天线的30度轴比，以此类推，可以测出45°、60°、75°时的轴比。

d）当发射天线轴线与接收天线轴线重合时,发射天线绕接收天线轴线旋转360°，记录接收信号电平，其最大电平与最小电平差即为待测天线的90度轴比。

图2　天线轴比测试框图

轴比测试数据：

仰角90度轴比

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

AxR1

AxR2

AxR3

AxR4

AxR5

AxR6

AxR7

AxR8

AxR9

AxR10

仰角75度轴比

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

AxR1

AxR2

AxR3

AxR4

AxR5

AxR6

AxR7

AxR8

AxR9

AxR10

仰角60度轴比

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

AxR1

AxR2

AxR3

AxR4

AxR5

AxR6

AxR7

AxR8

AxR9

AxR10

仰角45度轴比

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

AxR1

AxR2

AxR3

AxR4

AxR5

AxR6

AxR7

AxR8

AxR9

AxR10

仰角30度轴比

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

AxR1

AxR2

AxR3

AxR4

AxR5

AxR6

AxR7

AxR8

AxR9

AxR10

仰角15度轴比

AxR1

AxR2

AxR3

AxR4

AxR5

AxR6

AxR7

AxR8

AxR9

AxR10

4、天线增益

4.1测试设备

测试设备包括：

a）信号源；

b）接收机；

c）线极化发射天线；

d）标准增益天线

4.2测试方法和步骤

测试方法和步骤如下：

a）待测天线对准发射天线后固定，按照图2所示，发射天线接信号源，待测天线接接收机；

b）将信号源和接收机频率分别设置为测试频点,L5/E5a/B2/E5b/L2/B1/L1/E1/G1

c）当发射天线轴线与接收天线轴线成80度时,接收天线绕轴线自转360°，记录接收信号电平及为该切面的增益;

d）读取仰角15度到90度的增益（步进值为15度）,重复10次,并记录方位角15度到90度（步进值15度）的结果。

天线增益测试数据：

仰角90度增益

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

方位角90度

方位角75度

方位角60度

方位角45度

方位角30度

方位角15度

仰角75度增益

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

方位角90度

方位角75度

方位角60度

方位角45度

方位角30度

方位角15度

仰角60度增益

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

方位角90度

方位角75度

方位角60度

方位角45度

方位角30度

方位角15度

仰角45度增益

方位角90度

方位角75度

方位角60度

方位角45度

方位角30度

方位角15度

仰角30度增益

方位角90度

方位角75度

方位角60度

方位角45度

方位角30度

方位角15度

仰角15度增益

方位角90度

方位角75度

方位角60度

方位角45度

方位角30度

方位角15度

5、天线不圆度

5.1测试设备

测试设备包括：

a）信号源；

b）接收机；

c）发射天线；

d）标准增益天线

5.2测试方法和步骤

测试方法和步骤如下：

e）待测天线对准发射天线后固定，按照图2所示，发射天线接信号源，待测天线接接收机；

f）将信号源和接收机频率分别设置为测试频点,L5/E5a/B2/E5b/L2/B1/L1/E1/G1

g）当发射天线轴线与接收天线轴线成80度时,接收天线绕与发射天线垂直的轴线自转360°，记录接收信号最大电平与最小电平，两电平差及为不圆度；

h）重复3次,并纪录结果。

天线10度不圆度测试数据：

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

仰角10度不圆度

6、LNA增益

6.1测试设备

测试设备包括：

a）矢量网络分析仪；

b）直流稳压电源。

6.2测试方法和步骤

测试方法和步骤如下：

a）按所需频段对矢量网络分析仪进行传输模式校准，矢量网络分析仪输出功率设置为-50dBm，以保证放大器增益没有出现压缩；

b）按照图6连接直流稳压电源和待测LNA，加电工作；

c）连接矢量网络分析仪和待测LNA，并设置网络分析仪频率范围为L5的上限和下限，测量并记录带宽范围内的增益，及为L5增益；

d）同样的方法，分别设置E5a/B2/E5b/L2/B1/L1/E1/G1各频点，测试其对应的增益。

e）各增益重复测试3次，并纪录测试数据。

LNA增益测试数据：

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

LNA增益

图3　LNA频率选择性、增益、带内纹波测试框图

7、LNA带外抑制

7.1、测试设备

同5.1。

7.2测试方法和步骤

测试方法同6.2。

将中心频率Fc处的增益记为Gc，带外频率Fb处的增益记为Gb，则带外抑制值：

Reject=Gc-Gb……………………………………（）

式中：

Reject——LNA带外抑制，单位为dB；

Gc——LNA中心频率Fc处增益，单位为dB；

Gb——LNA带外频率Fb处增益，单位为dB。

L5/E5a/B2/E5b/L2

B1/L1/E1/G1

LNA带外抑制

8、LNA噪声系数

8.1测试设备

测试设备包括：

a）噪声源

b）噪声系数分析仪；

c）直流稳压电源。

8.2测试方法和步骤

测试方法和步骤包括：

a）将噪声源输入连接至噪声系数分析仪输出端口，并将输出连接至噪声系数分析仪输入端口，设置测量频率参数为L5，校准噪声系数分析仪；

b）按照图6连接直流稳压电源和待测LNA，加电工作；

c）将噪声源输出与LNA输入连接，并将LNA输出与噪声系数分析仪输入连接，从噪声系数分析仪显示器中读取测试结果及为L5的噪声。

d）同样的方法，分别设置E5a/B2/E5b/L2/B1/L1/E1/G1各频点，测试其对应的噪声。

e）各噪声重复测试3次，并纪录测试数据。

LNA噪声测试数据：

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

LNA噪声

图4　LNA噪声系数测试框图

9、相位中心测试

9.1测试设备

测试设备包括：

a）HX微波暗室系统

9.2测试方法和步骤

测试方法和步骤如下：

a）待测天线瞄准发射天线后固定，按照图7所示

b）打开相位中心测试软件，频率设置为各测试频点，开始测试；

c）通过测试软件自动计算相位中心点

图5　天线相位中心测试框图

相位中心测试数据：

L5

E5a

B2

E5b

L2

B1

L1

E1

G1

相位中心测试数据