多探头球面近场测试系统校准方法及对准角度误差分析

　　针对多探头球面近场天线测试系统的通道不一致性提出了校准方法，并对对准角度误差引入的近场测量幅度相位误差进行了仿真分析。分析表明，当对准角度误差 Δφ = 0. 5°时，引入的近场测量幅度误差 ＜ 0. 1dB，相位误差 ＜ 1°。采用高精度转台机械臂并结合激光对准等技术手段，可以将对准角度误差控制在 ± 0. 1°之内，近场测量幅度误差及相位误差也将大幅减小。

　　移动通信网络的迅猛发展推动了天线产业的快速发展。移动通信天线未来正朝着多波束、多频化、有源集成化以及智能化的方向发展。我国是移动通信天线生产大国，出货量占据全球的 70% 以上，涉及智能手机、智能可穿戴设备、智能物联网设备等多个领域。天线测试能够利用全电波暗室对上述设备的空间射频性能进行评估。然而，近年来移动通信天线技术的快速发展对传统天线测量场地的测试功能、测试精度及测试效率带来了巨大的挑战。常规的远场测量手段虽然可以直接测出方向图，但要求较大的测试距离，测试速度较慢，无法满足现代天线测试的需求。近场测量具备测量速度快、可测量 3D 方向图，所需场地小等优点，成为近年来国内外普遍采用的天线测试技术［1 － 5］。目前，包括海天、华为、京信、盛路、通宇、捷士通等国内主要天线制造厂商均装备了法国 Satimo 公司设计的 多 探 头 （ 128 探 头 ） 球面近场测试系统 （ SG128） 。

　　但是，对于多探头球面近场天线测试系统而言，多探头形成了多个测试通道，使得采集的近场数据叠加了通道差异性的影响。而对于球面近场测试技术，只有精确的天线近场幅度和相位数据才能构建出准确的远场信息。因此，针对多探头球面近场天线测试系统，需要针对通道的幅度和相位误差 进 行 校 准，以消除通道不一致性带来的影响。本文针对多探头球面近场天线测试系统的通道不一致性提出了校准方法。首先对多探头球面近场天线测试系统进行了简要介绍，然后针对系统的通道不一致性，提出了校准方法。考虑到各项系统误差及操作误差的存在，设计并构建仿真模型，对对准角度误差引起的近场测量幅度及相位误差进行了仿真分析。