高精密天线室内场测试系统及其测试平台的制作方法

本发明涉及通信测试设备技术领域，尤其涉及一种高精密天线室内场测试系统及其测试平台。

背景技术：

现有天线室内场测试系统，主要包括发射装置和接收装置，两者之间进行远场测试时，从测量较小波长的天线时切换到测量较大波长的天线时，需要移动发射装置或接收装置中任一者或同时移动两者，这样造成需要频繁移动，且移动距离较大，导致测试效率低。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题提供一种高精密天线室内场测试系统及其测试平台，能够快速切换信号测试路径以对不同波长的天线进行远场进试，其结构简单、操作方便高效。

为解决上述技术问题，本发明提供一种测试平台，包括：基台、第一转台以及第二转台；所述基台上装设有可在x-y轴平面水平转动的转动机构，所述第一转台装设于所述转动机构上，所述第二转台固设于所述基台上；所述第一转台可借助所述转动机构在x-y轴平面水平转动，当所述第一转台转动至第一位置时，所述第一转台对准所述第二转台构成一路具有第一测试距离的信号测试路径，所述第一转台转动至第二位置时，所述第一转台对准外部的第三转台构成一路具有第二测试距离的信号测试路径；其中，所述第一转台可选择性地作为发射端或者接收端，与之相应地，所述第二转台可选择性地作为接收端或发射端。

进一步地，所述转动机构与所述第一转台之间设置有可在x轴方向移动的第一直线移动机构，所述第一直线移动机构支撑固定于所述转动机构上，所述第一转台支撑固定于所述第一直线移动机构上，借助所述转动机构在x-y轴平面内的转动，所述第一直线移动机构可以移动至x-y轴平面的任意位置，进而带动所述第一转台移动至x-y轴平面的任意位置。

进一步地，所述第一直线移动机构上支撑固定有可在z轴方向移动的第二直线移动机构，所述第一转台支撑固定于所述第二直线移动机构上，进而所述第一转台可以在所述第二直线移动机构的带动下在z轴方向移动。

进一步地，所述第一直线移动机构包括第一支撑板、转动连接于所述第一支撑板上的第一滚珠丝杠、套设于所述第一滚珠丝杠的第一螺母滑块以及与所述第一滚珠丝杠联动的第一伺服电机；所述第二直线移动机构包括第二支撑板、转动连接于所述第二支撑板上的第二滚珠丝杠、套设于所述第二滚珠丝杠的第二螺母滑块以及与所述第二滚珠丝杠联动的第二伺服电机；所述转动机构包括设置于所述基台上的支撑座、设置于所述支撑座内的第三伺服电机和输入轴与所述第三伺服电机输出轴连接的第一减速机；所述第一减速机的输出轴支撑固定所述第一支撑板，所述第一螺母滑块支撑固定所述第二支撑板，所述第二螺母滑块连接固定所述第一转台。

进一步地，所述第一转台包括第一安装座、第一转动单元以及第一安装盘；所述第一安装座支撑固定于所述第二直线移动机构上，所述第一转动单元支撑固定于所述第一安装座上且可在垂直于x-y轴平面的平面上转动，所述第一转动单元与所述第一安装盘固定连接进而带动所述第一安装盘在垂直于x-y轴平面的平面上转动；所述第二转台包括第二安装座、第二转动单元以及第二安装盘；所述第二安装座支撑固定于与所述基台连接的支架上，所述第二转动单元支撑固定于所述第二安装座上且可在垂直于x-y轴平面的平面上转动，所述第二转动单元与所述第二安装盘固定连接进而带动所述第二安装盘在垂直于x-y轴平面的平面上转动。

进一步地，所述第一转动单元包括第四伺服电机和输入轴与所述第四伺服电机的输出轴连接的第二减速机，所述第四伺服电机安装固定于所述第一安装座上，所述第二减速机的输出轴与所述第一安装盘连接；所述第二转动单元包括第五伺服电机和输入轴与所述第五伺服电机的输出轴连接的第三减速机，所述第五伺服电机安装固定于所述第二安装座上，所述第三减速机的输出轴与所述第二安装盘连接。

进一步地，所述基台上设置有可在x轴方向移动的第三直线移动机构，所述转动机构支撑固定于所述第三直线移动机构上；其中，所述第三直线移动机构包括直线导轨和装设于所述直线导轨上且在所述直线导轨上移动的滑块，所述转动机构装设于所述滑块上。

进一步地，所述第一测试距离小于等于600mm，所述第二测试距离大于600mm。

进一步地，所述基台底部设置有多个高度可调的以用于调节所述基台平衡的支撑部。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种高精密天线室内场测试系统，包括如上述任一项实施例所述的具备基台、第一转台及第二转台的测试平台，还包括第三转台；所述基台上装设有可在x-y轴平面水平转动的转动机构，所述第一转台装设于所述转动机构上，所述第二转台固设于所述基台上；所述第一转台可借助所述转动机构在x-y轴平面水平转动，当所述第一转台转动至第一位置时，所述第一转台对准所述第二转台构成一路具有第一测试距离的信号测试路径，所述第一转台转动至第二位置时，所述第一转台对准所述第三转台构成一路具有第二测试距离的信号测试路径；其中，所述第一转台可选择性地作为发射端或者接收端，与之相应地，所述第二转台可选择性地作为接收端或发射端，所述第三转台可选择性地作为接收端或发射端。

本发明的高精密天线室内场测试系统及其测试平台，具有如下有益效果：

通过在同一基台上设置第一转台和第二转台，且第一转台可以转动至第一位置对准第二转台构成一路具有第一测试距离的信号测试路径，或者转动至第二位置对准外部的第三转台构成另一路具有第二测试距离的信号测试路径，能够快速切换信号测试路径以对不同波长的天线进行远场进试，其结构简单、操作方便高效。

附图说明

图1是本发明实施方式高精密天线室内场测试系统的结构示意图。

图2是图1所示高精密天线室内场测试系统中测试平台的侧剖图。

图3是图1所示高精密天线室内场测试系统中测试平台的俯视图。

图4是图1所示高精密天线室内场测试系统中第三转台的结构示意图。

图5是沿图4所示b-b的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

结合图1至图3进行参阅，本发明提供一种高精密天线室内场测试系统，测试时，该高精密天线室内场测试系统常放置于暗室2内。其中该高精密天线室内场测试系统包括一具有基台11、第一转台12以及第二转台13的测试平台1，还包括一第三转台3。

具体而言，测试平台1中：基台11上装设有可在x-y轴平面水平转动的转动机构14，第一转台12装设于转动机构14上，第二转台13固设于基台11上。测试时，第一转台12可借助转动机构14在x-y轴平面水平转动，如当第一转台12转动至第一位置时，第一转台12对准第二转台13构成一路具有第一测试距离的信号测试路径；如当第一转台12转动至第二位置时，第一转台12对准外部的第三转台3构成一路具有第二测试距离的信号测试路径。

该第一测试距离通常可以较于第二测试距离小，比如在一实施例中，该第一测试距离小于等于600mm，第二测试距离大于600mm，当然，第一测试距离和第二测试距离也可以根据需求设置为其他。相较于传统高精密天线室内场测试系统只有一套发射端和一套接收端，采用传统架构不适合毫米波各类天线的测试，而本发明采用具备第一转台12和第二转台13的测试平台1和位于测试平台1外部的第三转台3，因而相当于两个子系统沟通的远场，可以满足高增益和低增益微波和毫米波天线的测试，相对灵活弥补了传统方案的一些不足。

在一较佳实施例中，转动机构14与第一转台12之间设置有可在x轴方向移动的第一直线移动机构15，第一直线移动机构15支撑固定于转动机构14上，第一转台12支撑固定于第一直线移动机构15上，借助转动机构14在x-y轴平面内的转动，第一直线移动机构15可以移动至x-y轴平面的任意位置，即在转动机构14的配合下，第一直线移动机构15可以向x轴方向和y轴方向任意移动，进而带动第一转台12移动至x-y轴平面的任意位置。通过在x-y轴平面内的转动，第一转台12可以选择性地对准第二转台13或第三转台3。并且，可以将第一直线移动机构15的移动精度设置为0.02mm，分辨率≤0.01mm，以保证其移动的精确性，其调节速度可以设置为0.05mm～10mm/s。

在一较佳实施例中，第一直线移动机构15上支撑固定有可在z轴方向移动的第二直线移动机构16，第一转台12支撑固定于第二直线移动机构16上，进而第一转台12可以在第二直线移动机构16的带动下在z轴方向移动。通过设置第二直线移动机构16在z轴方向移动，是为了更好地在高度方向上对准第二转台13或第三转台3。可以将第二直线移动机构16的移动精度设置为0.02mm，分辨率≤0.01mm，以保证其移动的精确性，其调节速度可以设置为0.05mm～10mm/s。

在一具体实施例中，第一直线移动机构15包括第一支撑板151、转动连接于第一支撑板151上的第一滚珠丝杠152、套设于第一滚珠丝杠152的第一螺母滑块153以及与第一滚珠丝杠152联动的第一伺服电机154，其中，第一伺服电机154与第一滚珠丝杠152之间可以通过齿轮或者带轮结合皮带的方式实现联动。第二直线移动机构16包括第二支撑板161、转动连接于第二支撑板161上的第二滚珠丝杠162、套设于第二滚珠丝杠162的第二螺母滑块163以及与第二滚珠丝杠162联动的第二伺服电机164，其中，第二伺服电机164与第二滚珠丝杠162之间也可以通过齿轮或者带轮结合皮带的方式实现联动。转动机构14包括设置于基台11上的支撑座140、设置于支撑座140内的第三伺服电机141和输入轴与第三伺服电机141输出轴连接的第一减速机142。其中，第一减速机142的输出轴支撑固定第一支撑板151，第一螺母滑块153支撑固定第二支撑板161，第二螺母滑块163连接固定第一转台12。其中，转动机构14可以在0°～360°范围内转动，转动机构14的调节精度≤+/-0.005deg，分辨率≤+/-0.002deg以确保精度，转动机构14的转动速度为0.05deg/s～3.0deg/s。

在一具体实施例中，第一转台12包括第一安装座121、第一转动单元122以及第一安装盘123。第一安装座121支撑固定于第二直线移动机构16上，第一转动单元122支撑固定于第一安装座121上且可在垂直于x-y轴平面的平面上转动，第一转动单元122与第一安装盘123固定连接进而带动第一安装盘123在垂直于x-y轴平面的平面上转动。

第二转台13包括第二安装座131、第二转动单元132以及第二安装盘133。第二安装座131支撑固定于与基台11连接的支架130上，第二转动单元132支撑固定于第二安装座131上且可在垂直于x-y轴平面的平面上转动，第二转动单元132与第二安装盘133固定连接进而带动第二安装盘133在垂直于x-y轴平面的平面上转动。

其中，第一转动单元122包括第四伺服电机1221和输入轴与第四伺服电机1221的输出轴连接的第二减速机（图未示），第四伺服电机1221安装固定于第一安装座121上，第二减速机的输出轴与第一安装盘123连接；第二转动单元132包括第五伺服电机1321和输入轴与第五伺服电机1321的输出轴连接的第三减速机（图未示），第五伺服电机1321安装固定于第二安装座131上，第三减速机的输出轴与第二安装盘133连接。

在第一转动单元122和第二转动单元132的配合下，可以实现对待测对象物如天线的极化调节。其中，第一转动单元122和/或第二转动单元132均可以在0°～360°范围内转动，其调节精度≤+/-0.005deg，分辨率≤+/-0.002deg以确保精度，转动速度为0.05deg/s～3.0deg/s。

在一较佳实施例中，基台11上还可以设置有可在x轴方向移动的第三直线移动机构17，转动机构14支撑固定于第三直线移动机构17上。其中，第三直线移动机构17包括直线导轨171和装设于直线导轨171上且在直线导轨171上移动的滑块172，转动机构14装设于滑块172上，其中具体为转动机构14中支撑座140装设于滑块172上，第三伺服电机141和第一减速机142穿过滑块172、支撑座140并连接至第一直线移动机构15中的第一支撑板151。举例而言，该第三直线移动机构17的移动行程可以设置为1000mm，第一直线移动机构15和/或第二直线移动机构16的移动行程可以设置为400mm。对于第一直线移动机构15和第三直线移动机构17同方向设置时，可以手动调节第三直线移动机构17，实现快速粗调，再结合第一直线移动机构15进行精调，从而达到需要的第一测试距离。

在一具体实施例中，可以在基台11底部设置多个高度可调的以用于调节基台11平衡的支撑部18。

请结合图4和图5进行参阅，其中，该第三转台3可以具备三轴运动能力，对应可实现极化、俯仰、下方位调节的功能，以对待测对象物如天线进行多种参数的测量。具体的，该第三转台3包括：基座31、转动连接于基座31上且具有一对向设置的侧壁的支座32、以及转动连接于支座32两侧壁上的安装座33。具体而言，基座31内设有第一伺服电机311和第一减速机312，第一减速机312的输入轴与第一伺服电机311的输出轴连接，第一减速机312的输出轴与支座32连接，第一伺服电机311转动带动第一减速机312转动进而使得支座32能够跟随第一减速机312的输出轴转动进而相对于基座31转动。其中，支座32可在0°～360°之间任意角度范围内进行转动。实现下方位的调节。

进一步地，支座32外壁设有第二伺服电机321和第二减速机322，安装座33转动连接于支座32上，第二减速机322的输入轴与第二伺服电机321的输出轴连接，第二减速机322的输出轴与安装座33连接，第二伺服电机321转动带动第二减速机322转动进而使得安装座33能够跟随第二减速机322的输出轴转动进而相对于支座32转动。其中，安装座33可在－90°～90°之间任意范围内进行转动。实现俯仰角的调节。

更进一步地，安装座33内设有第三伺服电机331和第三减速机332，第三减速机332的输入轴与第三伺服电机331的输出轴连接，第三减速机332的输出轴可拆卸地连接有安装盘34。该安装盘34可以用于可拆卸地安装发射源。其中，安装盘34可在0°～360°之间任意角度范围内进行转动。实现极化角度的调节。

天线的对准对天线测试异常重要，因而无论是第一转台与第二转台之间的对准，或者是第一转台与第二转台之间的对准，本发明采用如上轴（xyz）和运动模式都允许接收端和发射端能够通过电子控制完成高精密的点对点对准，这对于超高交叉极化测试有极大的好处。

上述实施例中，其中，第一转台12可选择性地作为发射端或者接收端，与之相应地，第二转台13可选择性地作为接收端或发射端，第三转台3可选择性地作为接收端或发射端。在其它实施例中，第二转台13和/或第三转台3数量可以不仅限于一个，而视需要布设多个。本发明中，通常可以将第一转台12作为接收端使用，而将第二转台13、第三转台3作为发射端使用，举例可以具备完整的在40～750ghz紧缩场源天线和高增益外场源天线的幅值和相位方向图、交叉极化、增益及前后比等测试能力。当然，在一些其他情况或需求下，比如由于第一转台12因为结构较复杂存在金属反射体较多的问题，进而将第一转台12作为接收端时可能在个别频点引入干扰，因此本发明允许并建议将第一转台12从作为接收端变为作为发射端，相应地，将第二转台13、第三转台3从作为发射端变为接收端，这样用户可以不变换硬件和场地即可完成对比试验，有效检验多径反射带来的误差，提升天线测试精度。本发明还提供一种测试平台，对于该测试平台的描述请参阅前文，此处不再一一赘述。

本发明的高精密天线室内场测试系统及其测试平台，具有如下有益效果：

通过在同一基台11上设置第一转台12和第二转台13，且第一转台12可以转动至第一位置对准第二转台13构成一路具有第一测试距离的信号测试路径，或者转动至第二位置对准外部的第三转台13构成另一路具有第二测试距离的信号测试路径，能够快速切换信号测试路径以对不同波长的天线进行远场测试，其结构简单、操作方便高效。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。