淺談TD－SCDMA智能天線基本原理和測(cè)試方法
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電路參數(shù)包括：各端口輸入阻抗、相鄰天線單元端口隔離度、各天線端口有源反射系數(shù)、校準(zhǔn)口到各天線單元的幅度相位一致性。
輻射參數(shù)測(cè)試包括：各天線單元的方向圖和增益、典型業(yè)務(wù)波束的方向圖和增益；廣播波束的方向圖和增益。
由于電路參數(shù)指標(biāo)為智能天線出廠必測(cè)指標(biāo)，下面我們重點(diǎn)探討一下智能天線的電路參數(shù)測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試方法。一個(gè)8單元單極化智能天線陣的電路參數(shù)測(cè)試包括：
（1）相鄰端口的隔離度，即S12、S23、S34、S45、…S78的特性(不包括校準(zhǔn)口)；
（2）校準(zhǔn)口到各天線單元的幅相一致性，即S01、S02、…、S07、S08的幅度相位特性（Mag|S01|、|Mag|S02|、Mag|S03|、Mag|S04|、Mag|S05|、Mag|S06|、Mag|S07|、Mag|S08|；Pha|S01|、Pha|S02|、Pha|S03|、Pha|S04|、Pha|S05|、Pha|S06|、Pha|S07|、Pha|S08|）；
（3）各天線端口的無(wú)源反射系數(shù)（或無(wú)源回波損耗），即S00、S11、S22、…、S33、S88的特性；
（4）各天線端口的有源反射系數(shù)（或有源回波損耗），考慮單元之間的互耦和各單元的幅相激勵(lì)問(wèn)題。
根據(jù)下面的S參數(shù)激勵(lì)矩陣模型
（2.1）可以推出各端口的有源反射系數(shù)為
（2.2）進(jìn)行波束掃描的時(shí)候，對(duì)源進(jìn)行相位加權(quán)。測(cè)試的典型值給出一組：
（2.3）一般的天線測(cè)試可以使用2端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。而智能天線有8個(gè)天線端口和一個(gè)校準(zhǔn)端口，且其測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試復(fù)雜度比普通天線要高很多，因此一般的2端口或4端口矢網(wǎng)很難滿足其測(cè)試要求。但是為了確保智能天線的性能，上面提到的測(cè)試項(xiàng)往往是天線研發(fā)和生產(chǎn)時(shí)必測(cè)的項(xiàng)目，因此我們需要尋求一種快速、全面的測(cè)量解決方案。
羅德與施瓦茨(R&S)的ZVT是業(yè)界唯一的8端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。它內(nèi)置4個(gè)獨(dú)立的源，16個(gè)獨(dú)立接收通道，有著極快的測(cè)量速度，因此是針對(duì)智能天線和相控陣天線測(cè)試的最佳選擇（見(jiàn)圖5）。它可以一次完成一個(gè)S88全矩陣測(cè)試，這對(duì)2端口和4端口矢網(wǎng)是不可能實(shí)現(xiàn)的。
圖5用R&S的8端口矢網(wǎng)ZVT測(cè)試智能天線
（2.4）針對(duì)第1、2項(xiàng)測(cè)試，R&SZVT可一次性完成。
針對(duì)第3項(xiàng)測(cè)試（共需要9個(gè)端口），R&SZVT只需要兩步就可完成（如圖6和圖7所示），同時(shí)結(jié)合TraceMath（軌跡計(jì)算，對(duì)多個(gè)軌跡進(jìn)行任意的計(jì)算，以擴(kuò)展測(cè)量功能）功能，可以實(shí)時(shí)的計(jì)算并顯示各通道幅度/相位一致性（如圖8所示）。
圖6R&SZVT針對(duì)智能天線幅度相位一致性的測(cè)試（第1步）
圖7R&SZVT針對(duì)智能天線幅度相位一致性的測(cè)試（第2步）
圖8典型的幅度一致性測(cè)試結(jié)果（校準(zhǔn)口到各天線端口）
針對(duì)第4項(xiàng)測(cè)試，借助結(jié)合R&SZVT的強(qiáng)大的TraceMath功能，可以將公式（2.3）中的θ編入ZVT的公式編輯器中，結(jié)合R&SZVT測(cè)量的全矩陣（2.4），可以實(shí)時(shí)地顯示各端口的有源反射系數(shù)，典型的測(cè)量結(jié)果如圖9，圖10所示：
評(píng)論