[發明專利]一種差分天線測量方法

有效

• 申請號: 201410449847.8
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104198824B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 盧偉;紀奕才;方廣有
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: H04B17/12
• 分類號: H04B17/12;H04B17/21
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 付雷杰,仇蕾安

技術領域

本發明涉及天線測量技術領域，尤其涉及一種差分天線測量方法。

背景技術

天線的電參數是天線設計中的重要技術指標，也是電子系統設計的重要依據；天線的電參數主要包括電壓駐波比、隔離度、增益和方向圖等。電壓駐波比參數體現了天線輸入端口的反射特性，定義了天線的阻抗帶寬；隔離度參數反映了收發天線之間的耦合強度；增益和方向圖參數共同反映了天線的輻射特性。天線的電壓駐波比和隔離度通常使用矢量網絡分析儀進行測量，天線的增益和方向圖通常在微波暗室中使用信號源與頻譜儀進行測量。

差分天線是天線的一種形式，它通過兩個差分端口對天線進行饋電，兩差分端口分別饋入等幅反相的信號，實現天線的平衡饋電。普通的矢量網絡分析儀和頻譜儀等測量天線特性時接收的均不是差分信號，僅通過一根同軸電纜連接被測天線，無法實現天線平衡饋電；如上所述，常規測量方法主要采用巴倫將差分天線的差分端口轉換為單端口，再采用矢量網絡分析儀等設備進行測量。該方法測量獲得的天線特性受巴倫影響較大，不能完全真實的反應天線工作中的狀態，同時引入了巴倫本身的回波損耗和插入損耗，導致誤差偏大，尤其在天線電壓駐波比測量中無法通過后期數據處理消除巴倫引入的誤差。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種差分天線測量方法，能夠在盡量減少使用巴倫的情況下對差分天線進行測量，同時，在使用巴倫的情況下去除巴倫引入的誤差，提高測量精度。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：

一種差分天線測量方法，對差分天線的隔離度的測量方法包括如下步驟：

步驟11、選取兩個差分天線，分別作為發射天線和接收天線；將發射天線和接收天線通過天線支架進行固定，使兩者與其實際應用情況保持相同的狀態；

步驟12、在測量頻段上對矢量網絡分析儀的第一端口和第二端口均進行校準；

步驟13、將發射天線的兩個差分端口分別與巴倫的兩個輸出端口連接；將巴倫的輸入端口與矢量網絡分析儀的第一端口連接；將接收天線的兩個差分端口中的端口a連接矢量網絡分析儀的第二端口，接收天線的兩個差分端口中的端口b連接匹配負載；

步驟14、控制矢量網絡分析儀的第一端口通過巴倫向發射天線輸出信號，該信號包括測試頻段內的各個頻點；然后控制第二端口從接收天線接收信號，由此得到差分天線隔離度特性，并繪制天線隔離度曲線，定義為天線隔離度曲線S21’；

步驟15、將接收天線的端口a和端口b互換，即端口a連接匹配負載，端口b連接矢量網絡分析儀的第二端口；

步驟16、控制矢量網絡分析儀的第一端口通過巴倫向發射天線輸出信號，該信號包括測試頻段內的各個頻點；然后控制第二端口從接收天線接收信號，由此得到差分天線隔離度特性，并繪制天線隔離度曲線，定義為天線隔離度曲線S31’；

步驟17、將步驟14和步驟16獲取的兩條隔離度曲線進行功率合成，得到合成的差分天線隔離度；然后修正合成的差分天線隔離度中引入的巴倫插入損耗，得到修正后的差分天線隔離度。

所述對合成的差分天線隔離度的巴倫插入損耗的修正方法為：

選取兩個巴倫，定義為第一巴倫和第二巴倫；將兩個巴倫的雙端口分別連接，將一個巴倫的單端口與矢量網絡分析儀的第一端口連接，將另外一個巴倫的單端口與矢量網絡分析儀的第二端口連接；

控制矢量網絡分析儀第一端口輸出信號，第二端口接收信號，得到兩個巴倫的插入損耗L_1,2,然后得到第一巴倫和第二巴倫的插入損耗：L₁＝L_1,2-3dB和L₂＝L_1,2-3dB；

得到兩個巴倫的插入損耗的均值，對合成的差分天線隔離度進行修正。

所述對合成的差分天線隔離度的巴倫插入損耗的修正方法為：

步驟31、選取三個巴倫，定義為第一巴倫、第二巴倫和第三巴倫；

步驟32、將其中兩個巴倫的雙端口分別連接，將一個巴倫的單端口與矢量網絡分析儀的第一端口連接，將另外一個巴倫的單端口與矢量網絡分析儀的第二端口連接；

步驟33、控制矢量網絡分析儀第一端口輸出信號，第二端口接收信號，得到兩個巴倫串聯后的插入損耗；