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CN110531176A - 一种有源天线trp快速测量方法 - Google Patents

一种有源天线trp快速测量方法 Download PDF

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CN110531176A
CN110531176A CN201910762560.3A CN201910762560A CN110531176A CN 110531176 A CN110531176 A CN 110531176A CN 201910762560 A CN201910762560 A CN 201910762560A CN 110531176 A CN110531176 A CN 110531176A
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CN
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trp
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邱现允
孔凡敏
赵佳
王士铨
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Shandong University
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    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas

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Abstract

本发明属于通讯技术领域,涉及天线TRP的测量方法。一种有源天线TRP快速测量方法，其特征在于：包括：将有源天线安装于待测转台上，连接仪器设备；测量主极化水平切面EIRP分布数据，得到；测量主极化垂直切面EIRP分布数据，得到；计算全球面EIRP数据；根据全球面EIRP数据计算TRP值。本发明提供的有源天线TRP快速测量方法，在测量中仅需要进行两个主切面EIRP方向图的测量，利用三维方向图合成公式，即可由两个主切面方向图生成三维EIRP数据，再根据求和公式得到有源天线的TRP值，将三维测量降至二维测量，不仅极大地减少了采样所需时间，加快了测量速度，而且能够减少误差，提高TRP测量值的精确度。

Description

一种有源天线TRP快速测量方法
技术领域
本发明属于通讯技术领域,涉及天线TRP的测量方法。
背景技术
随着5G移动通信的发展，大规模多输入多输出(Multiple Input MutipleOutput，MIMO)天线阵列得到普遍关注，由于集成度要求的提高，MIMO天线系统已经将射频处理部分与前端天线高度集成化，成为有源天线系统，无法将天线无源部分分离，天线的增益无法直接测量，但其总辐射功率(Total Radiated Power，TRP)可以作为衡量其辐射性能的重要指标，因此TRP的测量在有源天线的研发生产中十分重要。
目前在有源天线的TRP测量方面，移动通信终端天线已经有相关标准，即在空口(Over The Air,OTA)测量暗室内，利用Theta-Phi坐标系转台旋转一个球面，测量得到每个角度的有效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power,EIRP)，然后按照式(1)进行求和运算得到TRP值。
其中，及分别为测量点处的θ极化及极化EIRP值，N和M分别为θ方向及方向采样点数。通常天线的交叉极化辐射功率相对主极化很小，因此如果采用主极化旋转测量方式，则采用式(2)即可进行TRP值计算。
其中，为主极化EIRP值。
由于移动通信终端天线一般尺寸较小，方向图较宽，因此其采样角度间隔可以较大，但是对多个信道整个球面两个极化的扫描依然比较耗时。中国发明专利ZL201310158536.1，一种终端天线TRP快速测试方法，该方法公开了一种利用某一信道的EIRP补偿其他信道的快速测量方法，不过仍然需要一个球面的扫描过程。
另外，对于有源基站天线，特别是大规模MIMO天线来说，其方向图较窄，副瓣较多，如果采用较大角度间隔(如中国发明专利ZL201310158536.1中的角度间隔30°)进行采样，其TRP测量误差会很大。因此必须减小采样间隔，而两个角度维度的采样间隔每减小n倍，测量点数就会增加为n的平方倍，这将会极大地增加测量时间，如将θ间隔及间隔减小到1°，得到的TRP值较为精确，但需要采样180*360个点，时间比30°间隔采样增长了900倍，因此需要进行快速测量方法研究。
发明内容
基于现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种有源天线TRP快速测量方法，该方法只需进行整个球面两个角度维度的扫描，能够极大地缩短测量时间，同时能够减少误差，提高TRP测量值的精确度。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种有源天线TRP快速测量方法，包括：
将有源天线安装于待测转台上，连接仪器设备；
测量主极化水平切面EIRP分布数据，得到
测量主极化垂直切面EIRP分布数据，得到
计算全球面EIRP数据
根据全球面EIRP数据计算TRP值。
作为本发明的优选方式一，所述的全球面EIRP数据的
计算公式为：
其中，是合成算法结果的符号代表，SA是Sum Algorithm的缩写，下标dB表示EIRP以对数值表示 表示水平面EIRP方向图，是的函数，是垂直平面EIRP方向图，是θ的函数，Max代表求最大值。
作为本发明的优选方式二，所述的全球面EIRP数据的计算公式为：
其中，是加权合成算法结果的符号代表，we代指weight，k是指数系数，w1与w2为权重系数，
下标Un表示归一化EIRP方向图，是垂直切面归一化EIRP方向图、是水平切面归一化EIRP方向图。
作为本发明的优选方式三，所述的全球面EIRP数据的计算公式为：
其中，及如式(3)及(4)所示，w3是加权系数，可以取值(0-1)之间，可以调节和所占的比例，hyb是hybrid(混合)的缩写。
作为本发明的进一步改进，所述的TRP值计算公式为：
其中，为全球面EIRP值
本发明的有源天线TRP快速测量方法，在测量中仅需要进行两个主切面EIRP方向图的测量，利用三维方向图合成公式，即可由两个主切面方向图生成三维EIRP数据，再根据求和公式得到有源天线的TRP值，故可将三维测量降至二维测量。例如，按照1°采样间隔进行采样，传统测量方法需要360*180点，而本发明的测量方法仅需要测量360+360点，不仅极大地减少了采样所需时间，加快了测量速度，而且能够减少误差，提高TRP测量值的精确度。
附图说明
图1是本发明的有源天线TRP快速测量方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的方法进行详细的阐述，以使本领域技术人员更好的理解本发明的技术思想，但本发明的技术思想并不限于具体实施例所描述的内容。
本实施例的有源天线TRP快速测量方法，流程如图1所示，具体包括：
1、将有源天线安装于待测转台上，依照传统EIRP测量方式连接仪器设备；
2、以1°角度间隔测量主极化水平切面EIRP分布数据，得到
(2)以1°角度间隔测量主极化垂直切面EIRP分布数据，得到
3、计算全球面EIRP值由切面方向图生成三维方向图的公式一般有三种，任何一种都可以计算出
(1)第一种是求和算法，即：
其中是合成算法结果的符号代表，SA是Sum Algorithm的缩写，下标dB表示EIRP以对数值表示 表示水平面EIRP方向图，是的函数，是垂直平面EIRP方向图，是θ的函数，Max代表求最大值。
(2)第二种是加权合成算法，即：
其中，是加权合成算法结果的符号代表，we代指weight，k是指数系数，w1与w2为权重系数，
下标Un表示归一化EIRP方向图，是垂直切面归一化EIRP方向图、是水平切面归一化EIRP方向图。
(3)第三种是混合合成算法，即：
其中及如式(3)及(4)所示，w3是加权系数，可以取值(0-1)之间，可以调节和所占的比例，hyb是hybrid(混合)的缩写。
4、得到EIRP随坐标的分布后，即全球面EIRP值利用式(2)即可得到TRP值。

Claims (5)

1.一种有源天线TRP快速测量方法，其特征在于：包括：
将有源天线安装于待测转台上，连接仪器设备；
测量主极化水平切面EIRP分布数据，得到
测量主极化垂直切面EIRP分布数据，得到
计算全球面EIRP数据
根据全球面EIRP数据计算TRP值。
2.根据权利要求1所述的有源天线TRP快速测量方法，其特征在于：
所述全球面EIRP数据的计算公式为：
其中，是合成算法结果的符号代表，SA是Sum Algorithm的缩写，下标dB表示EIRP以对数值表示 表示水平面EIRP方向图，是的函数，是垂直平面EIRP方向图，是θ的函数；Max代表求最大值。
3.根据权利要求1所述的有源天线TRP快速测量方法，其特征在于：所述全球面EIRP数据的计算公式为：
其中，是加权合成算法结果的符号代表，we代指weight，k是指数系数，w1与w2为权重系数，
下标Un表示归一化EIRP方向图，是垂直切面归一化EIRP方向图、是水平切面归一化EIRP方向图。
4.根据权利要求1所述的有源天线TRP快速测量方法，其特征在于：所述的全球面EIRP数据的计算公式为：
其中，及如式(3)及(4)所示，w3是加权系数，可以取值(0-1)之间，可以调节和所占的比例，hyb是hybrid(混合)的缩写。
5.根据权利要求2-4任一项所述的有源天线TRP快速测量方法，其特征在于：所述的TRP值计算公式为：
其中，为全球面EIRP值
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