测量系统的制作方法

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种用于无线性能参数测量的系统。

背景技术：

依据国际标准组织CTIA(移动通信网络协会)标准，天线和无线设备的无线性能测量需要在以被测件为球心的球面上，在不同空间位置对被测件进行测量后，将所有测量结果综合计算得出相应指标，无线终端的测量指标在满足要求后才可以注册入网。为了保证测量的准确性，测量需要在电波暗室中进行，以消除外界环境的噪声干扰。CTIA发布的白皮书对暗室测量环境有极其严格的要求，暗室内部信号的反射造成的干扰需控制在一定程度，保证暗室内部是一个干净、无反射电磁波的、类似无限远真空的环境，以保证无线终端性能测量的准确性。

依据CTIA测量规定，无线性能测量需要以被测件为球心，测量其整个球面各个坐标点的性能值。以被测件为中心的球坐标系为例，无线终端的3D无线性能测量要求在θ轴和轴最小以15°为步进进行无线性能采样测量。为了满足这样的3D测量要求，目前的测量系统可以分为以下几类：

第一类是单天线测量系统，其典型结构图如图1和图2所示，其中图1为单天线三维转台的系统，被测件放置在三维转台的轴心，测量天线固定，被测件通过三维转台绕θ轴和轴转动，实现被测件的整个球面的无线性能测量。图2为单天线二维转台系统，被测件通过二维转台绕轴转动，测量天线通过环型转动结构绕θ轴转动，通过转台转动和天线转动的组合实现被测件的整个球面的无线性能测量。然而这类测量系统存在以下缺陷：(1)测量速度慢，测量时间较长；(2)图1中的三维转台系统以及图2中的天线环型转动结构会加大暗室设计和建造难度；(3)更重要的是，这些放置在暗室内部的机械装置会导致暗室内部电磁波反射增加，反射的电磁波对于测量而言相当于噪声，造成微波暗室不纯净，无法模拟无限远极低反射的真空环境，从而造成了无线设备性能测量的不准确性。

第二类是多天线测量系统。其中一种典型的结构如图3a所示，在θ角为15°、30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°、165°处分别布置两个测量天线，天线之间相对位置固定，被测件放置在二维转台上，转台沿轴转动180°，被测件的3D无线性能指标就可以被获取。或者，如图3b或图3c所示，在θ角为15°、30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°、165°处分别布置一个测量天线，被测件放置在二维转台上，转台沿轴转动360°，被测件的3D无线性能指标就可以被获取。这类测量系统测量速度快，测量时间段，然而仍然存在缺陷：(1)在暗室空间不是足够大时，在同一平面设置多个测量天线会导致天线之间的距离较小，即天线之间隔离度不够，临近天线之间的耦合干扰会带来测量误差；(2)由于测量天线本身也是信号发射源，是暗室内部存在的导电介质，当一个测量天线在发射测量信号时，其他的天线可认为是反射源。因此，多测量天线的系统中，任一个测量天线正前方小角度范围内都存在反射源，这会增大暗室反射，同样会导致测量不准确。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种多天线测量系统，可以极大地降低现有技术中多天线测量系统中测量天线之间的噪声干扰，极大地提高测量的准确性。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种技术方案：

一种测量系统，包括电波暗室，转台，N个测量天线(N为自然数且N≥11)，其特征在于，以被测件中心为原点建立球面坐标系，所述测量天线的分布为(i＝1，2，3，…，N)，其中：

θ_i为15°的正整数倍，并且在θ角度为15°、30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°、165°处分别至少包含一个测量天线；

并且N个测量天线不在同一平面上。

进一步，在本发明的一种实施例中，任意两个测量天线与所述原点组成的夹角中，以所述原点为顶点的夹角α的范围为15°≤α＜180°。

进一步，在本发明的一种实施例中，所述夹角α的范围为15°≤α≤165°。

进一步，在本发明的一种实施例中，所述夹角α的范围为30°≤α≤150°。

进一步，在本发明的一种实施例中，所述N＝11。

进一步，在本发明的一种实施例中，所述ρ_i＝ρ(i＝1，2，3，…，N)。

进一步，在本发明的一种实施例中，N个测量天线分布于两个平面上。

进一步，在本发明的一种实施例中，N个测量天线分布于两个互相垂直的平面上。

进一步，在本发明的一种实施例中，N个测量天线分布于三个平面上。

进一步，在本发明的一种实施例中，测量天线的分布为A₁(ρ，15°，0°)，A₂(ρ，30°，90°)，A₃(ρ，45°，0°)，A₄(ρ，60°，90°)，A₅(ρ，75°，180°)，A₆(ρ，90°，90°)，A₇(ρ，105°，180°)，A₈(ρ，120°，90°)，A₉(ρ，135°，0°)，A₁₀(ρ，150°，90°)，A₁₁(ρ，165°，0°)。

进一步，在本发明的一种实施例中，测量天线的分布为A₁(ρ，15°，0°)，A₂(ρ，30°，90°)，A₃(ρ，45°，0°)，A₄(ρ，60°，90°)，A₅(ρ，75°，0°)，A₆(ρ，90°，90°)，A₇(ρ，105°，0°)，A₈(ρ，120°，90°)，A₉(ρ，135°，0°)，A₁₀(ρ，150°，90°)，A₁₁(ρ，165°，0°)。

进一步，在本发明的一种实施例中，测量天线的分布为A₁(ρ，15°，90°)，A₂(ρ，30°，270°)，A₃(ρ，45°，180°)，A₄(ρ，60°，90°)，A₅(ρ，75°，0°)，A₆(ρ，90°，270°)，A₇(ρ，105°，90°)，A₈(ρ，120°，180°)，A₉(ρ，135°，270°)，A₁₀(ρ，150°，0°)，A₁₁(ρ，165°，180°)。

进一步，在本发明的一种实施例中，测量天线的分布为A₁(ρ，15°，90°)，A₂(ρ，30°，0°)，A₃(ρ，45°，0°)，A₄(ρ，60°，0°)，A₅(ρ，75°，90°)，A₆(ρ，90°，90°)，A₇(ρ，105°，90°)，A₈(ρ，120°，0°)，A₉(ρ，135°，0°)，A₁₀(ρ，150°，0°)，A₁₁(ρ，165°，90°)。

进一步，在本发明的一种实施例中，测量天线的分布为A₁(ρ，15°，210°)，A₂(ρ，30°，330°)，A₃(ρ，45°，90°)，A₄(ρ，60°，210°)，A₅(ρ，75°，330°)，A₆(ρ，90°，90°)，A₇(ρ，105°，210°)，A₈(ρ，120°，330°)，A₉(ρ，135°，90°)，A₁₀(ρ，150°，330°)，A₁₁(ρ，165°，210°)。

现有技术的多天线测量系统中，测量天线位于同一平面上，即为0°或180°，本发明将多个测量天线放置于多个平面上(并且N个测量天线不在同一平面上)，可提高测量天线之间的隔离度，降低测量天线之间的干扰噪声，提高测量准确度。具体而言，所述夹角α越小，表示两个测量天线的距离越近，其隔离度越小，α越大，表示两个测量天线之间反射越强。因此，对于测量天线之间隔离度要求不高的测量系统而言，可减小夹角α的下限值，例如使15°≤α，即任一测量天线与其临近的测量天线之间距离更近；若测量天线之间隔离度要求较高，可增大夹角α的下限值，例如使30°≤α，即任一天线和其临近的天线之间距离更远。另一方面，对于测量天线之间反射不强的测量系统而言，可增大夹角α的上限值，例如使α≤165°，或使α＜180°，注意应避免夹角α等于180°(即两个天线正对，这种情况下反射能量最强，对测量影响较大)；若测量天线之间反射较强，可降低夹角α的上限值，例如使α≤150°，即天线正前方较大角度范围内不存在其他天线。因此，通过本发明的上述技术方案，能够在较小的电波暗室中创造测量天线之间耦合干扰小，反射低的测量环境，提高测量精度。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有技术中一种典型的单天线三维转台测量系统示意图；

图2为现有技术中一种典型的单天线二维转台测量系统示意图；

图3a为现有技术中一种典型的多天线二维转台测量系统示意图；

图3b为现有技术中另一种典型的多天线二维转台测量系统示意图；

图3c为现有技术中另一种典型的多天线二维转台测量系统示意图；

图4为以被测件中心为原点建立球面坐标系的示意图；

图5a为实施例1中测量天线在球面坐标系中的正视图；

图5b为实施例1中测量天线在球面坐标系中的左视图；

图5c为实施例1中测量天线在球面坐标系中的俯视图；

图6a为实施例2中测量天线在球面坐标系中的正视图；

图6b为实施例2中测量天线在球面坐标系中的左视图；

图6c为实施例2中测量天线在球面坐标系中的俯视图；

图7a为实施例3中测量天线在球面坐标系中的正视图；

图7b为实施例3中测量天线在球面坐标系中的左视图；

图7c为实施例3中测量天线在球面坐标系中的俯视图；

图8a为实施例4中测量天线在球面坐标系中的正视图；

图8b为实施例4中测量天线在球面坐标系中的左视图；

图8c为实施例4中测量天线在球面坐标系中的俯视图；

图9a为实施例5中测量天线在球面坐标系中的正视图；

图9b为实施例5中测量天线在球面坐标系中的左视图；

图9c为实施例5中测量天线在球面坐标系中的俯视图；

图10为实施例1的测量系统的一种具体实施方式的立体剖视图，其中，为了清楚的展示电波暗室内部的转台和测量天线，图10中未示出吸波材料；

图11为实施例2的测量系统的一种具体实施方式的立体剖视图，其中，为了清楚的展示电波暗室内部的转台和测量天线，图11中未示出吸波材料。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明的测量系统包括电波暗室，转台，N个测量天线(N为自然数且N≥11)。依据CTIA要求，在θ轴和轴以最小15°为步进进行无线性能采样测量。其中轴的转动依赖转台进行，转台可以满足在轴以15°或者更小为步进进行采样，例如，轴采样点可以至少包括共计24个采样角度。θ轴以15°为步进的采样点依赖多个测量天线完成，依据CTIA要求，θ＝0°和θ＝180°位置不进行测量，因此，θ轴采样点包括θ＝15°、θ＝30°、θ＝45°、θ＝60°、θ＝75°、θ＝90°、θ＝105°、θ＝120°、θ＝135°、θ＝150°、θ＝165°共计11个采样角度，每个θ采样角度上至少需要一个测量天线。参阅图4，以被测件中心为原点建立球面坐标系，其中任意一点的坐标为其中，z＝ρcosθ。N个测量天线的分布为(i＝1，2，3，…，N)，θ_i为15°的正整数倍，并且在θ角度为15°、30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°、165°处分别至少包含一个测量天线。那么当N为11时，11个测量天线正好分别位于上述θ角度。测量天线还需满足并且N个测量天线不在同一平面上。

本发明将测量天线布置在以被测件为中心的三维空间中并且N个测量天线不在同一平面上，即测量天线分布于多个平面上，这一设计可提高测量天线之间的隔离度，降低测量天线之间的干扰噪声，提高测量准确度。具体而言，任意两个测量天线与所述原点组成的夹角中，令以所述原点为顶点的夹角为α，可通过改变α的范围来控制测量天线之间的隔离度，进而控制测量天线之间的干扰噪声。当所述夹角α越小，表示两个测量天线的距离越近，其隔离度越小，而α越大，表示两个测量天线之间反射越强。因此，对于测量天线之间隔离度要求不高的测量系统而言，可减小夹角α的下限值，例如使15°≤α，即任一测量天线与其临近的测量天线之间距离更近；若测量天线之间隔离度要求较高，可增大夹角α的下限值，例如使30°≤α，即任一天线和其临近的天线之间距离更远。另一方面，对于测量天线之间反射不强的测量系统而言，可增大夹角α的上限值，例如使α≤165°，或使α＜180°，注意应避免夹角α等于180°(即两个天线正对，这种情况下反射能量最强，对测量影响较大)；若测量天线之间反射较强，可降低夹角α的上限值，例如使α≤150°，即天线正前方较大角度范围内不存在其他天线。因此，通过本发明的上述技术方案，能够在较小的电波暗室中创造测量天线之间耦合干扰小，反射低的测量环境，提高测量精度。本发明将夹角α划分为三种水平：①15°≤α＜180°；②15°≤α≤165°；③30°≤α≤150°。根据上述说明，对于测量天线之间隔离度要求低、反射低的测量系统而言，可采用15°≤α＜180°的隔离水平；对于测量天线之间隔离度要求高、反射强的测量系统而言，可采用15°≤α≤165°甚至30°≤α≤150°的隔离水平。其中，30°≤α≤150°可将测量天线之间的耦合和反射干扰显著下降到一个较低的水平，可极大地提高测量准确性。夹角α可根据不同测量系统的实际情况进行调整，并不限于以上三种具体范围，例如，可以为15°≤α≤150°，或30°≤α≤165°，或30°≤α＜180°，等等。此外，考虑到测量系统的工程设计难度和建造成本，本发明所列实施例中夹角α的范围均为15°的正整数倍，本发明的保护范围并不局限于此，例如，夹角α可以为17°≤α＜170°，或35°≤α≤155°，或22°≤α≤160°，等等。只要15°≤α＜180°都应当视为属于本发明的保护范围。

本发明实施例1-5中，采用11个双极化测量天线对应11个采样角度，即每一个θ采样角度对应一个双极化测量天线。且每个测量天线到被测件中心(即暗室测量中心)的距离都相等，即ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝…ρ₁₁＝ρ。下面具体描述各个实施例中测量天线的分布：

实施例1中测量天线的分布如图5a、图5b及图5c所示，11个测量天线分布在两个相互垂直的平面上，其中，5个测量天线101分布在同一平面，6个测量天线102分布在同一平面，11个测量天线的坐标分别为A₁(ρ，15°，0°)，A₂(ρ，30°，90°)，A₃(ρ，45°，0°)，A₄(ρ，60°，90°)，A₅(ρ，75°，180°)，A₆(ρ，90°，90°)，A₇(ρ，105°，180°)，A₈(ρ，120°，90°)，A₉(ρ，135°，0°)，A₁₀(ρ，150°，90°)，A₁₁(ρ，165°，0°)。任意两个测量天线与原点组成的夹角中，以所述原点为顶点的夹角α的范围为30°≤α≤150°。

实施例2中测量天线的分布如图6a、图6b及图6c所示，11个测量天线分布在两个相互垂直的平面上，其中，5个测量天线201分布在同一平面，6个测量天线202分布在同一平面，11个测量天线的分布为A₁(ρ，15°，0°)，A₂(ρ，30°，90°)，A₃(ρ，45°，0°)，A₄(ρ，60°，90°)，A₅(ρ，75°，0°)，A₆(ρ，90°，90°)，A₇(ρ，105°，0°)，A₈(ρ，120°，90°)，A₉(ρ，135°，0°)，A₁₀(ρ，150°，90°)，A₁₁(ρ，165°，0°)。任意两个测量天线与原点组成的夹角中，以所述原点为顶点的夹角α的范围为30°≤α≤150°。

实施例3中测量天线的分布如图7a、图7b及图7c所示，11个测量天线分布在两个相互垂直的平面上，其中，6个测量天线301分布在同一平面，5个测量天线302分布在同一平面，11个测量天线的分布为A₁(ρ，15°，90°)，A₂(ρ，30°，270°)，A₃(ρ，45°，180°)，A₄(ρ，60°，90°)，A₅(ρ，75°，0°)，A₆(ρ，90°，270°)，A₇(ρ，105°，90°)，A₈(ρ，120°，180°)，A₉(ρ，135°，270°)，A₁₀(ρ，150°，0°)，A₁₁(ρ，165°，180°)。任意两个测量天线与原点组成的夹角中，以所述原点为顶点的夹角α的范围为30°≤α≤165°。

实施例4中测量天线的分布如图8a、图8b及图8c所示，11个测量天线分布在两个相互垂直的平面上，其中，5个测量天线401分布在同一平面，6个测量天线402分布在同一平面，11个测量天线的分布为A₁(ρ，15°，90°)，A₂(ρ，30°，0°)，A₃(ρ，45°，0°)，A₄(ρ，60°，0°)，A₅(ρ，75°，90°)，A₆(ρ，90°，90°)，A₇(ρ，105°，90°)，A₈(ρ，120°，0°)，A₉(ρ，135°，0°)，A₁₀(ρ，150°，0°)，A₁₁(ρ，165°，90°)。任意两个测量天线与原点组成的夹角中，以所述原点为顶点的夹角α的范围为15°≤α≤150°。

实施例5中测量天线的分布如图9a、图9b及图9c所示，11个测量天线分布在三个平面上，每两个平面的夹角为60°/120°。其中，3个测量天线501分布在同一平面，4个测量天线502分布在同一平面，4个测量天线503分布在同一平面，11个测量天线的分布为A₁(ρ，15°，210°)，A₂(ρ，30°，330°)，A₃(ρ，45°，90°)，A₄(ρ，60°，210°)，A₅(ρ，75°，330°)，A₆(ρ，90°，90°)，A₇(ρ，105°，210°)，A₈(ρ，120°，330°)，A₉(ρ，135°，90°)，A₁₀(ρ，150°，330°)，A₁₁(ρ，165°，210°)。任意两个测量天线与原点组成的夹角中，以所述原点为顶点的夹角α的范围为30°≤α≤150°。

上述实施例1-5中，ρ₁＝ρ₂＝ρ₃＝…ρ₁₁＝ρ，即每个测量天线到被测件中心(即暗室测量中心)的距离相等，因此所有测量天线位于半径为ρ的球面上，那么测量系统在建造时，可将测量天线安装于暗室内部的环形或多边形天线支撑架上，也可将暗室的屏蔽壳体设计为球形/圆柱形/多边形，将测量天线直接安装于暗室壁上，避免天线支撑架对测量产生干扰。如图10所示为实施例1的测量系统的一种具体实施方式，电波暗室的屏蔽壳体由一个完整的正十二边环和一个局部正十二边环组成，由于正十二边形的中心角为30°，通过正十二边形的顶点及各边中点能够很容易定位为15°的正整数倍的θ及角度，图10所示，6个测量天线安装于完整正十二边环上，5个测量天线安装于局部正十二边环上，吸波材料(图10中未示出)也可以安装于屏蔽壳体内部(即正十二边环内部)，测量天线安装简单且无需另设天线支撑结构，大大降低了暗室建造难度及成本，此外，暗室内结构对称，富有美感。图11所示为实施例2的测量系统的一种具体实施方式，电波暗室的屏蔽壳体由两个局部正十二边环组成，测量天线安装在相应角度的十二边环面上，其中，6个测量天线安装于一个局部正十二边环上，5个测量天线安装于另一局部正十二边环上，屏蔽壳体内部(即正十二边环内部)可安装吸波材料，同样为一个简单、美观的测量系统。

若各测量天线的ρ_i值不相等，即测量天线到被测件中心(即暗室测量中心)的距离不相等，则可根据系统建造难度和成本设计各ρ_i值，例如使各测量天线位于以被测件中心为中点的虚拟正方体/长方体的表面上。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。