Forskellige typer antenner, som kernekomponenter i trådløse kommunikationssystemer, har ydeevne, der direkte påvirker signaldækning, kommunikationskapacitet og netværkspålidelighed. Med den hurtige udvikling af teknologier såsom 5G, 6G, Internet of Everything, intelligente forbundne køretøjer og rumfarts-/satellitnetværk har antennesystemer udviklet sig fra simple enheder med en enkelt-funktion til komplekse systemer, der omfatter generelle-kommunikationsantenner, basestationsantenner, antenner til indendørs signaldistributionssystem, -specifikke antenner til applikationer, -.
Test af antenneydelse er et kritisk trin i at sikre kommunikationsforbindelseskvalitet, undertrykke elektromagnetisk interferens og overholde radiofrekvenslovgivningskrav; dets testnøjagtighed påvirker direkte den operationelle effektivitet af systemer såsom mobilkommunikation, satellitnavigation, radarudstyr og nødkommunikationssystemer – og det spiller en afgørende rolle i at bestemme både brugeroplevelsen af udstyret og sikkerheden af selve udstyret, såvel som for personale og ejendom.
Nuværende antennetesttjenester står ofte over for udfordringer såsom smal testfrekvensbåndsdækning, fragmenteret ressourceallokering og mangel på integrerede bredbåndstestfunktioner; derudover lider eksisterende interne virksomhedstestplatforme af utilstrækkelig frekvensbåndsdækning, mens omkostningerne ved at opgradere disse platforme forbliver uoverkommeligt høje. Ved at udnytte sit specialiserede mikrobølge- og RF-tekniske team og integrere både interne og eksterne software- og hardwareressourcer, har GRGTEST etableret to standardiserede antennetestende ekkofri kammerplatforme. Disse platforme leverer omfattende testtjenester fra tredjeparter, der dækker både nær--- og fjernfeltsmålinger- for antenner over hele frekvensområdet fra 50 MHz til 110 GHz, hvilket fuldt ud opfylder de forskellige testkrav til antenne-F&U, færdiggørelse og masseproduktionsvalidering.
Antennetestprincipper og testelementer
En antenne er grundlæggende en enhed til energiomdannelse mellem guidede bølger og elektromagnetiske bølger i frit rum; dens sende-modtage-karakteristika er i overensstemmelse med den elektromagnetiske reciprocitetssætning. Test involverer tovejs opsamling af strålingssignalets amplitude og fase ved både sende- og modtageenden, efterfulgt af beregning af forskellige antenneydelsesparametre. Industrien anvender overvejende to typer testmetoder: nær-felts- og fjern-felttest.
(1) Nær-felttest
I nærområdet- (som omfatter både det inducerede nærfelt-og det udstrålede nærfelt-; afstanden er typisk<(2D²)/λ, where D denotes the maximum antenna size and λ represents the wavelength), a high-precision probe is used to scan the surface of the antenna under test (AUT-Antenna Under Test) – whether it is planar, cylindrical, or spherical – to acquire its amplitude and phase measurements; subsequently, the far-field radiation characteristics are calculated using a near–far-field transformation algorithm (based on Fourier transform or mode expansion theory, derived from the Huygens–Kirchhoff diffraction principle). The probe position must be strictly controlled (sampling interval ≤ λ/2), and the probe response must be calibrated. The schematic diagram of the antenna near-field testing procedure is shown in Figure 1 below.
Figur 1. Skematisk diagram for måling af antennenær-felt
(2) Fjern-felttest
In regions satisfying the far-field condition (typically when R>(2D²)/λ, hvor D er den maksimale antennestørrelse og λ er bølgelængden), bruges en referenceantenne med kendt forstærkning til at transmittere en omtrentlig plan bølge; under-testantennen (AUT) modtager eller udsender derefter denne bølge. Ved at måle transmissionskoefficienten (f.eks. S21) og dreje AUT'en opnås strålingsmønsteret, forstærkningen og andre parametre. Kravene er, at de elektriske og magnetiske felter er ortogonale, at bølgeimpedansen er lig med impedansen i det frie-rum (377 Ω), og at fasen varierer ensartet med afstanden. Det skematiske diagram af antennens fjern-felttest er vist i figur 2.
Figur 2. Skematisk diagram for måling af antenne fjern-felt
(3) Hovedforskel mellem nær-felt- og fjern-felttest
Fjern-felttest afspejler direkte de faktiske driftsforhold, men kræver et stort arbejdsområde (f.eks. et stort mikrobølge-ekkoløst kammer); Nær-felttest kan udføres i et kompakt lydløst kammer og er velegnet til store eller komplekse antenner, selvom det er afhængigt af høj-nøjagtig fasemåling og sofistikeret databehandling. Begge metoder er baseret på antennens reciprocitetssætning og muliggør måling af både sende- og modtagekarakteristika. Et nær-felttestsystem omfatter en scanningsramme, en vektornetværksanalysator (VNA), et absorberende ekkofrit kammer og specialiseret software; det fjerne-felttestsystem kræver tilstrækkelig afstand (eller en kompakt feltreflektor til at simulere en plan bølge) sammen med en drejeskive. Det passende valg afhænger af faktorer som frekvens, antennestørrelse, påkrævet nøjagtighed og stedsbegrænsninger.
Adskillelse baseret på praktisk anvendelse:
Nær-feltantennetest er velegnet til applikationer som f.eks. NFC-kortstrygning, RFID-systemer og trådløs opladning – scenarier, der involverer korte afstande med stærk kobling, men kræver høj sikkerhed.
Antenne fjern-felttest bruges primært i scenarier, hvor udstrålede bølger er påkrævet til lang-, bred-områdedækning-såsom mobiltelefonkommunikation, basestationer, Wi-Fi, radar og satellitsystemer.
(4) Test af instrumenter og udstyr, der anvendes til antenneprøvning
Antennetest kræver brug af et professionelt måleudstyrssystem (inklusive de tilsvarende software- og hardwaresystemer); kerneinstrumenter omfatter vektornetværksanalysatorer (VNA), antennetest lydløse kamre, spektrumanalysatorer og trådløst omfattende testudstyr.
GRGTEST-antennetestteknologiplatform og servicekapacitet
(1) 650 MHz–18 GHz bredbånds-antennetestplatform
Denne testplatform er et mellem-til{1}}stort- mikrobølge-ekkoløst kammer; dets testudstyrssystem og tilhørende instrumentering understøtter både fjern--felt- og nær--felttest. Servicemulighederne er som følger:
1. Frekvensbåndsområde: 650 MHz–18 GHz,
2. AUT-mål: 300 cm × 300 cm × 250 cm;
3. Ydeevnespecifikationer:
⑴ gevinst,
⑵retningsdiagram;
(3) Sidesløjfe og kraftstrålebredde;
⑷indgangsimpedans;
⑸reflektionskoefficient;
⑹ tab af afkast;
⑺ spændingsstående-bølgeforhold ;
(8) Effektiv elektrisk længde og effektivt areal;
⑼ Polariseringstilstand;
⑽antenne båndbredde;
⑾ Port isolation;
⑿isoleringsmodstand;
⒀……
4. Målmodtagere:
Producenter og forskningsinstitutioner, der kræver outsourcing af antennetest til tredjeparts-testbureauer; forskningsinstitutioner og producenter, der beskæftiger sig med F&U og produktion af system- og udstyrsintegrationsløsninger; samt antennehandlere.
(2) 50 MHz–110 GHz bredbånds-antennetestplatform
Denne testplatform er et -mikrobølge-ekkoløst kammer i stor skala; dets testudstyrssystem og tilknyttede instrumenter og målere understøtter både fjern-felts- og nærmarkstest. Servicemulighederne er som følger:
1. Frekvensområde: 50 MHz–110 GHz,
2. AUT-mål: 300 cm × 300 cm × 250 cm;
3. Ydeevnespecifikationer:
⑴ gevinst,
⑵retningsdiagram;
(3) Sidesløjfe og kraftstrålebredde;
⑷indgangsimpedans;
⑸reflektionskoefficient;
⑹ tab af afkast;
⑺ spændingsstående-bølgeforhold ;
(8) Effektiv elektrisk længde og effektivt areal;
⑼ Polariseringstilstand;
⑽antenne båndbredde;
⑾ Port isolation;
⑿isoleringsmodstand;
⒀……
4. Målmodtagere:
Producenter og forskningsinstitutioner, der kræver outsourcing af antennetest til tredjeparts-testbureauer; forskningsinstitutioner og producenter, der beskæftiger sig med F&U og produktion af system- og udstyrsintegrationsløsninger; samt antennehandlere.
Relevante tekniske standarder og specifikationer
Hele GRGTEST-testprocessen overholder strengt internationale, indenlandske, industri- og militære standarder; kunde-specificerede testspecifikationer eller tilpassede testkonturer prioriteres. De almindelige gældende standarder er som følger:
- Internationale standarder: ITU-R SM.329, ITU-R F.1336, ETSI EN 302502, ISO 9227;
- Telekommunikationsindustristandarder: 3GPP TS 37.145 (MIMO OTA-test), YD/T 1059, YD/T 2925;
- National standard: GB/T 9410 "Målemetoder for radiosenderudstyr";
- JG Standard: GJB 7869 (Specifikation for sværhedsgradsniveauer for miljømæssige testbetingelser for antenner).
- De relevante standarder eller testskitser specificeret af kunden fungerer også som de foretrukne referencestandarder, som vores virksomhed er afhængig af.
Kriterier og specifikationer for evaluering af testresultater
GRGTEST anvender en trindelt evalueringsramme (fremragende, god, opfylder kravene, opfylder ikke kravene) til at vurdere antennens ydeevne; et eksempel på brug af individuelle præstationsindikatorer er kort forklaret nedenfor:
- For produkter i premium-kvalitet skal VSWR være mindre end eller lig med 1,5, forstærkningsafvigelsen skal være mindre end ±0,5 dB, og retningsbestemt ikke-cirkulæritet skal være mindre end eller lig med 2 dB.
- For kvalificerede produkter skal VSWR være mindre end eller lig med 2,0 med forstærkningsafvigelse inden for ±1,0 dB.
- Den intelligente antenne skal sikre, at stråleskifteforsinkelsen er<5 ms and the beam pointing error is ≤3°.
- Den mekaniske nedadgående vinkeljusteringsnøjagtighed for basestationsantenner skal være ±0,5 grader, og vindbelastningsmodstanden skal ikke være mindre end 150 km/t.
- Efter miljøprøvning skal alle elektriske parametervariationer holdes inden for ±10 % af startværdien, og isolationsmodstanden skal forblive større end eller lig med 100 MΩ.
- Testrapporten skal klart specificere nøgleparametre såsom kurven for stående bølgeforhold og sidesløjfeniveauet for det kritiske frekvenspunkts strålingsmønster; for alle uoverensstemmelser, skal den indeholde anbefalinger til korrigerende handlinger, såsom "begrænset frekvensbånd" eller "strukturel forstærkning."
særlig forklaring:
GRGTEST-evalueringskriterierne for testresultater skal primært være baseret på de kriterier, der er specificeret i de relevante standarder eller testskitser leveret af kunden.