本申請涉及一種天線的測試系統(tǒng)，特別是涉及相控陣天線或反射面天線的近場測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

天線陣列(antenna array)是一組個體天線(individual antenna)的集合。這些個體天線用來發(fā)射和/或接收無線電波，它們連接在一起，并且控制它們的信號(例如電流)具有特定的幅度(amplitude)和/或相位(phase)關(guān)系。不同相位的控制信號相互作用，使得天線陣列的信號在預(yù)定方向被強(qiáng)化，在非預(yù)定方向被抑制。這使得天線陣列通常被作為單個天線使用與對待，并且比個體天線具有更好的方向特性(directional characteristic)與天線增益(antenna gain)。

天線陣列有許多種類。如果天線陣列中的每個個體天線均可單獨(dú)控制，那就是相控陣天線(Phased Array Antenna)。相控陣天線中，控制每個個體天線的信號相位被設(shè)計(jì)為——能使整個天線陣列的有效輻射方向圖(effective radiation pattern)在預(yù)定方向被強(qiáng)化、在非預(yù)定方向被抑制。個體天線的控制信號之間的相位關(guān)系可以是固定的，例如塔陣(Tower array)；也可以是可調(diào)節(jié)的，例如波束控制(Beam steering)。相控陣天線在廣播、雷達(dá)、航天通訊、氣象調(diào)查、光學(xué)、射頻識別、人機(jī)界面等方面得到了廣泛應(yīng)用。

在雷達(dá)領(lǐng)域，相控陣天線通常分為被動(passive，也稱無源)和主動(active，也稱有源)兩種。未經(jīng)特別說明時，相控陣?yán)走_(dá)通常是指被動相控陣?yán)走_(dá)。被動相控陣?yán)走_(dá)也稱被動電子掃描陣列(passive electronically scanned array，PESA)，其僅有一個射頻源，由該射頻源產(chǎn)生射頻信號經(jīng)過多個相移模塊(phase shift module)后分別送往每個個體天線的發(fā)射單元。主動相控陣?yán)走_(dá)也稱主動電子掃描陣列(active electronically scanned array，AESA)，其發(fā)射與接收功能是由大量的收發(fā)模塊(transmit/receive module)實(shí)現(xiàn)的。每個收發(fā)模塊包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)與天線，這些收發(fā)模塊組成陣列便構(gòu)成了主動相控陣?yán)走_(dá)。與被動相控陣?yán)走_(dá)不同，主動相控陣?yán)走_(dá)為每個收發(fā)模塊均設(shè)置有獨(dú)立的射頻源，每個射頻源可以產(chǎn)生獨(dú)立(例如不同頻率)的射頻信號，這些相互獨(dú)立的射頻信號經(jīng)過多個相移模塊后分別送往每個收發(fā)模塊中的發(fā)射機(jī)。

相控陣天線在研發(fā)過程中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是測試，如何快速、準(zhǔn)確地完成相控陣天線的測試是當(dāng)前相控陣天線研發(fā)過程中的重點(diǎn)。相控陣天線的測試技術(shù)可以分為遠(yuǎn)場(far field)測試和近場(near field)測試兩種。遠(yuǎn)場測試通常是基于野外的測試方法，外界電磁環(huán)境較為復(fù)雜，很難測試準(zhǔn)確。近場測試需要的空間小，測試準(zhǔn)確且方便快捷。近年來，近場測試得到了越來越多地使用。

相控陣天線的近場測試通常在微波暗室中進(jìn)行，并采用一個或多個探頭(probe)。

申請公布號為CN103344847A、申請公布日為2013年10月9日的中國發(fā)明專利申請公開了一種相控陣天線的近場測量方法，僅采用一個探頭對相控陣天線進(jìn)行測試。申請公布號為CN103926474A、申請公布日為2014年7月16日的中國發(fā)明專利申請也公開了一種有源相控陣天線的近場測量方法，也是僅采用一個探頭對相控陣天線進(jìn)行測試。這種單探頭的相控陣天線測試系統(tǒng)對于電尺寸較小的相控陣天線可以較快地完成測試，但對于電尺寸較大的相控陣天線就需要非常長的測試時間。其中的電尺寸是指相控陣天線的物理尺寸與工作波長之比。

授權(quán)公告號為CN204595204U、授權(quán)公告日為2015年8月26日的中國實(shí)用新型專利公開了一種有源相控陣?yán)走_(dá)的收發(fā)模塊(T/R模塊)的測試方案，采用與收發(fā)模塊相同數(shù)量的多個探頭，并由相同數(shù)量的開關(guān)電路分別控制，用來對相控陣天線的每個收發(fā)模塊進(jìn)行測試。仔細(xì)分析該開關(guān)矩陣式測試方案后，可以發(fā)現(xiàn)其存在如下不足。其一，有源相控陣?yán)走_(dá)所包含的收發(fā)模塊數(shù)量少則數(shù)十，多則上萬。該方案需要設(shè)置與收發(fā)模塊相同數(shù)量的探頭和開關(guān)電路，這種測試系統(tǒng)的規(guī)模非常龐大且成本高昂。其二，不同的有源相控陣?yán)走_(dá)所包含的收發(fā)模塊數(shù)量各不相同，該方案無法用于收發(fā)模塊數(shù)量不同的其他有源相控陣?yán)走_(dá)，因而缺乏通用性。其三，該方案是采用開關(guān)切換方式，一次僅使用一個探頭測試一個收發(fā)模塊，從而實(shí)現(xiàn)對大量收發(fā)模塊的分時測試，這樣就用多探頭的開關(guān)切換時間替代了單探頭的探頭移動時間，大大提高了測試速度。但即便如此，大型相控陣天線的測試時間依然相當(dāng)漫長，往往需要一個月乃至數(shù)個月的測試時間。

申請公布號為CN105259544A、申請公布日為2016年1月20日的中國發(fā)明專利申請公開了一種有源相控陣?yán)走_(dá)的收發(fā)模塊(T/R組件)的測試方案，將測試激勵信號送給所有收發(fā)模塊，每個收發(fā)模塊內(nèi)部的移相器對測試激勵信號分別進(jìn)行正交相位調(diào)制，信號處理器再通過正交相位解調(diào)來完成對各個收發(fā)模塊的測試。仔細(xì)分析該方案后，可以發(fā)現(xiàn)其與本申請有實(shí)質(zhì)性的差異。該方案是針對有源相控陣?yán)走_(dá)的收發(fā)模塊進(jìn)行幅度與相位的測試，測試的是收發(fā)模塊的輸入與輸出的信號流，采用的是有線信號傳輸方式。本申請涉及的是對相控陣天線進(jìn)行測試，測試的是天線口面的電場感應(yīng)，采用的是無線信號傳輸方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種天線測試系統(tǒng)，避免采用開關(guān)切換方式，從而進(jìn)一步提高天線測試速度和測試效率，縮短測試時間。

為解決上述技術(shù)問題，本申請的天線測試系統(tǒng)及其測試方法分為兩種情況。第一種情況是待測天線作為接收天線，第二種情況是待測天線作為發(fā)射天線。

當(dāng)待測天線作為接收天線時，本申請基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)包括信號源、變頻單元、多個探頭、待測天線、接收機(jī)。信號源產(chǎn)生初始信號。一路初始信號經(jīng)過變頻單元轉(zhuǎn)換為一組發(fā)射信號并分別送往多個探頭同時對外發(fā)射；所述一組發(fā)射信號的頻率各異且均近似于初始信號的頻率(即各個發(fā)射信號與初始信號的頻率差值均遠(yuǎn)小于初始信號的頻率)。待測天線為相控陣天線或反射面天線。多個探頭輻射出的電磁波在空間傳輸后被待測天線同時接收并送往接收機(jī)，所接收信號經(jīng)過接收機(jī)檢測得到其中各不同頻率分量的幅度和相位。

優(yōu)選地，所述信號源包括晶體振蕩器。

優(yōu)選地，所述多個探頭排列為直線或二維陣列，直線包括沿水平方向排為一行或是沿垂直方向排為一列，二維陣列包括圓形、圓弧形、長方形矩陣的任意一種。

優(yōu)選地，所述多個探頭部署在可移動的掃描架上。

進(jìn)一步地，所述變頻單元進(jìn)一步包括分配單元、本振單元、多個混頻單元；一路初始信號經(jīng)過分配單元復(fù)制為多路初始信號并分別提供給各個混頻單元；一路參考信號經(jīng)過本振單元轉(zhuǎn)換為一組中間信號并分別提供給各個混頻單元；所述一組中間信號的頻率各異且均遠(yuǎn)小于初始信號的頻率；每一路初始信號與每一個中間信號在每個混頻單元中經(jīng)過混頻后輸出得到一個發(fā)射信號；多個混頻單元便輸出所述一組發(fā)射信號。

優(yōu)選地，所述本振單元為本地振蕩器、倍頻器、分頻器、混頻器的任意一種或多種的組合。

優(yōu)選地，所述混頻單元的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。

進(jìn)一步地，所述信號源與變頻單元省略，改為多個信號源；所述多個信號源產(chǎn)生一組相參的、頻率各異的發(fā)射信號；這一組發(fā)射信號分別送往多個探頭同時對外發(fā)射。

當(dāng)待測天線處于接收位置時，本申請基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)及其測試方法在最優(yōu)情況下僅需使用唯一信號源與單通道的接收機(jī)。其測試方法基于頻分方式，構(gòu)造出頻率各不相同且均與初始信號的頻率差別很小的一組發(fā)射信號，這一組發(fā)射信號可以同時被待測天線接收并由接收機(jī)來同時檢測幅度和相位，相當(dāng)于分別在每個探頭的位置單獨(dú)發(fā)射初始信號進(jìn)行多次分時測試的組合情況。本申請不僅節(jié)省了現(xiàn)有方案中的開關(guān)切換時間因而提高了測試速度與測試效率，而且由于這一組發(fā)射信號與初始信號的頻率差別很小因而測試結(jié)果準(zhǔn)確。

當(dāng)待測天線作為發(fā)射天線時，本申請基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)包括信號源、待測天線、多個探頭、接收機(jī)；信號源產(chǎn)生發(fā)射信號。待測天線為相控陣天線或反射面天線。發(fā)射信號送往待測天線對外發(fā)射。待測天線輻射出的電磁波在空間傳輸后被多個探頭分別同時接收，每個探頭所接收的信號分別送往接收機(jī)檢測得到幅度和相位。

優(yōu)選地，多個探頭分別連接一個接收機(jī)的多個端口或多個接收機(jī)。

當(dāng)待測天線處于發(fā)射位置時，本申請基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)及其測試方法需要使用具有多路通道(即多個端口)的一個接收機(jī)，或者是多個單通道接收機(jī)。其測試方法是通過接收機(jī)的多個通道來實(shí)現(xiàn)對多探頭所接收的多個信號的同時檢測。

附圖說明

圖1是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實(shí)施例一的示意圖。

圖2是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實(shí)施例一對應(yīng)的測試方法流程圖。

圖3是一個8×8陣列天線與一個8×1探頭組的示意圖。

圖4是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實(shí)施例二的示意圖。

圖5是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實(shí)施例二對應(yīng)的測試方法流程圖。

圖6是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實(shí)施例三的示意圖。

圖7是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實(shí)施例三對應(yīng)的測試方法流程圖。

圖8是待測天線為發(fā)射天線時測試系統(tǒng)的示意圖。

圖9是待測天線為發(fā)射天線時測試系統(tǒng)對應(yīng)的測試方法流程圖。

具體實(shí)施方式

請參閱圖1，當(dāng)待測天線為接收天線時，本申請基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)的實(shí)施例一包括：

——信號源，通過線纜連接變頻單元。所述信號源用于產(chǎn)生初始信號f0并送往變頻單元。所述初始信號f0例如是由晶體振蕩器(crystal oscillator)產(chǎn)生并可選地通過頻率變換得到，該初始信號f0作為整個天線測試系統(tǒng)的測試頻率。

所述信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個天線測試系統(tǒng)的各組成部分，為整個天線測試系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。所述參考信號REF例如為10MHz。

——變頻單元，通過線纜連接各個探頭。所述變頻單元接收信號源所輸出的初始信號f0，并將一路初始信號f0變換為一組發(fā)射信號ft1～ftN，這一組發(fā)射信號ft1～ftN的頻率各不相同，但每個發(fā)射信號與初始信號f0的頻率差都遠(yuǎn)小于初始信號f0的頻率，因此可以將這一組發(fā)射信號ft1～ftN的頻率近似地認(rèn)為是初始信號f0的頻率。這一組發(fā)射信號ft1～ftN分別送往多個探頭。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。

所述遠(yuǎn)小于至少指小于1/100，優(yōu)選是小于1/10³，更優(yōu)選是小于1/10⁴，更優(yōu)選是小于1/10⁵，更優(yōu)選是小于1/10⁶。例如，每個發(fā)射信號與初始信號f0的頻率差均為幾個kHz，而初始信號f0的頻率通常是以Ghz作為單位。

——多個探頭，用于將變頻單元所輸出的一組發(fā)射信號ft1～ftN同時對外發(fā)射。其中的每個探頭將變頻單元所輸出的頻率各異的一個發(fā)射信號同時對外發(fā)射。

所述多個探頭通常排列為直線，例如多個探頭沿水平方向排為一行，或者是沿垂直方向排為一列?；蛘撸龆鄠€探頭也可排列為圓形、圓弧形、長方形矩陣等二維陣列。

——待測天線，通過線纜連接接收機(jī)。所述待測天線為包含多個個體天線的相控陣天線或反射面天線，其中的多個(部分或全部的)個體天線用于同時接收多個探頭所輻射出的、在空間傳輸?shù)碾姶挪?，也就是由待測天線同時接收多個探頭同時發(fā)射的一組發(fā)射信號ft1～ftN，待測天線的接收信號fr被送往接收機(jī)。

——接收機(jī)，至少具有一路接收通道(即接收端口)。所述接收機(jī)僅使用一路接收通道從待測天線所輸出的接收信號fr中同時檢測各個不同頻率分量的幅度和相位，從而判定待測天線的接收特性。

如果多個探頭同時發(fā)射相同頻率的信號，這些信號會在空間合成，待測天線就無法分辨出每個探頭所發(fā)射的信號并進(jìn)行檢測。將初始信號f0進(jìn)行極微小的頻率偏移后形成一組頻率各異的發(fā)射信號ft1～ftN并由多個探頭同時發(fā)射，這些信號由于頻率各異不會在空間合成，而待測天線也能分辨出每個探頭所發(fā)射的信號并由接收機(jī)實(shí)現(xiàn)檢測，并且檢測結(jié)果非常近似于多個探頭分別發(fā)射初始信號f0并由待測天線分別接收的情況。例如，本申請的相控陣天線測試系統(tǒng)采用8個探頭同時發(fā)射一組發(fā)射信號ft1～ft8，就相當(dāng)于采用唯一探頭在探頭一的位置發(fā)射初始信號f0由待測天線接收，再將唯一探頭移動到探頭二的位置發(fā)射初始信號f0由待測天線接收，……，再將唯一探頭移動到探頭八的位置發(fā)射初始信號f0由待測天線接收。

優(yōu)選地，所述多個探頭部署在掃描架上，掃描架可以移動。通過移動掃描架可以調(diào)節(jié)待測天線與多個探頭之間的位置關(guān)系，從而使探頭的位置覆蓋待測天線的整個近場掃描面。

請參閱圖2，圖1所示的基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)的實(shí)施例一對應(yīng)的測試方法包括如下步驟：

步驟S201：信號源產(chǎn)生初始信號f0并送往變頻單元。此外，信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個天線測試系統(tǒng)的各組成部分，為整個天線測試系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)，至少包括送往變頻單元和接收機(jī)作為時鐘信號。

步驟S202：變頻單元將一路初始信號f0變換為一組發(fā)射信號，并分別送往多個探頭。這一組發(fā)射信號ft1～ftN的頻率各不相同，但都近似地等于初始信號f0的頻率。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。

步驟S203：多個探頭分別將一組發(fā)射信號ft1～ftN同時對外發(fā)射。換而言之，每個探頭分別將頻率各異的一路發(fā)射信號同時對外發(fā)射。

步驟S204：待測的相控陣天線或反射面天線作為接收天線，同時接收多個探頭所發(fā)射的電磁波，即同時接收多個探頭所發(fā)射的一組發(fā)射信號ft1～ftN，所接收信號fr被送往接收機(jī)。

步驟S205：接收機(jī)從所接收信號fr中同時檢測出各不同頻率分量的幅度和相位值，從而判定待測天線的接收特性。

優(yōu)選地，在步驟S205之后還包括：重復(fù)步驟S201至步驟S205并且每次使用不同頻率的初始信號f0，如此這般進(jìn)行頻率遍歷掃描直至完成待測天線整個頻段的測試。

優(yōu)選地，在步驟S205之后還包括：重復(fù)步驟S201至步驟S205并且每次移動掃描架的位置。作為發(fā)射端的多個探頭可選地部署在掃描架上，通過移動掃描架可以不斷調(diào)節(jié)待測天線與多個探頭之間的位置關(guān)系，直至探頭的位置覆蓋待測天線的整個近場掃描面。

例如請參閱圖3，假設(shè)待測天線包含64個陣元(即個體天線)且排列為8排8列，可以是相控陣天線或反射面天線。排為一列的8個探頭固定在掃描架上。假設(shè)待測天線的工作頻段是18GHz～20GHz，測試頻率的掃描步進(jìn)是1GHz，則頻率遍歷掃描以及覆蓋整個近場掃描面的測試過程如下。

首先測試18GHz，因此將初始信號f0設(shè)為18GHz，變頻單元將初始信號f0變換為一組8個發(fā)射信號ft1～ft8例如分別為17.997GHz、17.998GHz、17.999GHz、18GHz、18.001GHz、18.002GHz、18.003GHz、18.004GHz。排為一列的8個探頭同時分別發(fā)射這一組8個發(fā)射信號ft1～ft8，待測天線同時接收這些信號并傳給接收機(jī)檢測分析，由此可以判斷待測天線在18GHz的接收特性。采用同樣方式測試19GHz、20GHz。

然后移動掃描架，重復(fù)上述測試18GHz、19GHz、20GHz的過程。例如根據(jù)測試頻率設(shè)置探頭采樣間隔，以此作為掃描架的移動步進(jìn)值。不斷移動掃描架并重復(fù)上述測試過程，以使排為一列的8個探頭與待測天線之間的位置關(guān)系不斷變化，直至探頭的位置遍歷了待測天線的整個近場掃描面，從而得到探頭覆蓋整個近場掃描面的待測天線在各測試頻率的接收特性。

優(yōu)選地，在步驟S205之后還包括，通過已有算法實(shí)現(xiàn)相控陣天線的近場測試參數(shù)與遠(yuǎn)場測試參數(shù)的轉(zhuǎn)化，獲得相控陣天線的輻射方向圖等信息。例如，先針對待測天線進(jìn)行上述測試方法的各步驟得到待測天線作為接收天線在近場掃描面上的幅度及相位分布，然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)、探頭的特性和近場掃描面的位置信息，通過已有算法計(jì)算出天線遠(yuǎn)場特性的全部信息。將待測天線改為標(biāo)準(zhǔn)增益天線后重新進(jìn)行上述測試方法的各步驟得到標(biāo)準(zhǔn)增益天線的天線遠(yuǎn)場特性的全部信息，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)增益天線已知的標(biāo)定增益值計(jì)算待測天線的增益值，完成待測天線的增益測試。

請參閱圖4，這是當(dāng)待測天線為接收天線時，本申請基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)的實(shí)施例二。與實(shí)施例一相比，實(shí)施例二給出了變頻單元的一種具體實(shí)現(xiàn)方式。所述變頻單元具體包括：

——分配單元，用于將一路初始信號f0復(fù)制為多路初始信號f0，并分別送往各個混頻單元作為第一輸入。

——本振單元，用于產(chǎn)生一組中間信號fm1～fmN，并分別送往各個混頻單元作為第二輸入。這一組中間信號fm1～fmN的頻率各不相同，并且每個中間信號都遠(yuǎn)小于初始信號f0的頻率。

所述本振單元可以采用本地振蕩器(local oscillator)、倍頻器(frequency multiplier)、分頻器(frequency divider)、混頻器(frequency mixer)的任意一種或多種的組合來實(shí)現(xiàn)。例如頻率分量Δf可通過對本地振蕩器的輸出信號和/或參考信號REF進(jìn)行分頻、倍頻和/或混頻實(shí)現(xiàn)。

——多個混頻單元，每個混頻單元用于將第一輸入與第二輸入進(jìn)行頻率相加和/或頻率相減(即混頻)后輸出。多個混頻單元分別輸出多路頻率各不相同的一組發(fā)射信號ft1～ftN，這一組發(fā)射信號ft1～ftN分別送往多個探頭。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。

例如，中間信號fmn＝(n-1)Δf，發(fā)射信號ftn＝f0+fmn＝f0+(n-1)Δf，其中n的取值范圍是自然數(shù)且1≤n≤N。

請參閱圖5，圖4所示的基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)的實(shí)施例二對應(yīng)的測試方法包括如下步驟：

步驟S501：信號源產(chǎn)生初始信號f0并送往分配單元。此外，信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個測試系統(tǒng)的各組成部分，為整個測試系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)，至少包括送往分配單元、本振單元、混頻單元和接收機(jī)作為時鐘信號。

步驟S502：分配單元將一路初始信號f0復(fù)制為多路初始信號f0，并分別提供給各個混頻單元作為第一輸入。

步驟S503：本振單元產(chǎn)生一組中間信號fm1～fmN，并分別送往各個混頻單元作為第二輸入。這一組中間信號fm1～fmN的頻率各不相同，并且每個中間信號與初始信號f0的頻率差都遠(yuǎn)小于初始信號f0的頻率。

所述步驟S502與步驟S503的順序可以互換、或者同時進(jìn)行。

步驟S504：每個混頻單元均將各自的第一輸入(初始信號f0)與第二輸入(一組中間信號fm1～fmN中的一個)進(jìn)行頻率相加和/或頻率相減(即混頻)后得到一組發(fā)射信號ft1～ftN中的一個，多個混頻單元便輸出一組發(fā)射信號ft1～ftN并分別送往多個探頭。這一組發(fā)射信號ft1～ftN的頻率各不相同，但都近似地等于初始信號f0的頻率。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。

下面是步驟S505至步驟S507，分別等同于步驟S203至步驟S205，不再贅述。

實(shí)施例二也可采用與實(shí)施例一相同的頻率遍歷掃描、探頭覆蓋整個近場掃描面、近場測試參數(shù)與遠(yuǎn)場測試參數(shù)的轉(zhuǎn)換等附加方案。

請參閱圖6，這是當(dāng)待測天線為接收天線時，本申請基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)的實(shí)施例三。與實(shí)施例一相比，實(shí)施例三用多個信號源取代了實(shí)施例一中的唯一信號源和變頻單元。

所述多個信號源通過線纜連接各個探頭。所述多個信號源用于產(chǎn)生一組相參的發(fā)射信號ft1～ftN。相參是指各信號源產(chǎn)生的信號之間具有確定的相位關(guān)系。這一組發(fā)射信號ft1～ftN的頻率各不相同，但任意兩個發(fā)射信號之間頻率差都遠(yuǎn)小于任意一個發(fā)射信號的頻率，因此可以將這一組發(fā)射信號ft1～ftN的頻率近似地認(rèn)為等同于測試頻率f0。這一組發(fā)射信號ft1～ftN分別送往多個探頭。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。

此外，至少一個信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個測試系統(tǒng)的各組成部分，為整個測試系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。所述參考信號REF例如為10MHz。

請參閱圖7，圖6所示的基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)的實(shí)施例三對應(yīng)的測試方法包括如下步驟：

步驟S701：多個信號源分別產(chǎn)生一組相參的發(fā)射信號ft1～ftN，并分別送往多個探頭。這一組發(fā)射信號ft1～ftN的頻率各不相同，但頻率非常接近因而可以近似地認(rèn)為頻率相同。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。

此外，至少一個信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個測試系統(tǒng)的各組成部分，為整個測試系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)，至少包括送往接收機(jī)作為時鐘信號。

下面是步驟S702至步驟S704，分別等同于步驟S203至步驟S205，不再贅述。

實(shí)施例三也可采用與實(shí)施例一相同的頻率遍歷掃描、探頭覆蓋整個近場掃描面、近場測試參數(shù)與遠(yuǎn)場測試參數(shù)的轉(zhuǎn)換等附加方案。

與現(xiàn)有的單探頭的相控陣天線測試系統(tǒng)相比，本申請的天線測試系統(tǒng)采用多探頭，可以顯著地提高天線測試速度與測試效率，縮短測試時間。與現(xiàn)有的多探頭的相控陣天線測試系統(tǒng)相比，本申請以頻分(frequency division)方式取代了開關(guān)切換方式，由于省略了開關(guān)切換時間，并且多個探頭可以一起發(fā)射由待測天線同時接收并由接收機(jī)的單通道進(jìn)行檢測分析，進(jìn)一步提高了天線測試速度與測試效率，縮短了測試時間。

請參閱圖8，當(dāng)待測天線為發(fā)射天線時，本申請基于頻分的近場天線測試系統(tǒng)包括：

——信號源，通過線纜連接待測天線。所述信號源用于產(chǎn)生發(fā)射信號fr并送往待測天線。所述發(fā)射信號ft例如是由晶體振蕩器產(chǎn)生并通過頻率變換得到，該發(fā)射信號ft作為整個天線測試系統(tǒng)的測試頻率。

所述信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個天線測試系統(tǒng)的各組成部分，為整個天線測試系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。所述參考信號REF例如為10MHz。

——待測天線，為包含多個個體天線的相控陣天線或反射面天線，用于將一路發(fā)射信號ft對外發(fā)射。

——多個探頭，通過電纜連接接收機(jī)。多個探頭用于同時分別接收待測天線所發(fā)射的信號ft，多個探頭所接收信號fr1～frN分別送往一個接收機(jī)的各個端口或多個接收機(jī)。例如，探頭數(shù)量小于或等于接收機(jī)的端口數(shù)量。

——接收機(jī)，具有多路接收通道，或者是多個接收機(jī)。這些接收通道用于同時檢測一組接收信號fr1～frN的幅度和相位，從而判定待測天線的發(fā)射特性。例如，常規(guī)的四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀具有8路相參接收通道，每一路接收通道就相當(dāng)于是一個獨(dú)立的單通道接收機(jī)。具有多個接收通道的接收機(jī)也可改為多個單通道接收機(jī)。

優(yōu)選地，所述多個探頭部署在掃描架上，掃描架可以移動。通過移動掃描架可以調(diào)節(jié)待測天線與多個探頭之間的位置關(guān)系，從而使探頭的位置覆蓋待測天線的整個近場掃描面。

請參閱圖9，圖8所示的基于頻分的相控陣天線測試系統(tǒng)對應(yīng)的測試方法包括如下步驟：

步驟S901：信號源產(chǎn)生發(fā)射信號ft并送往待測天線。此外，信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個天線測試系統(tǒng)的各組成部分，為整個天線測試系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。

步驟S902：待測天線將一路發(fā)射信號ft對外發(fā)射。

步驟S903：多個探頭同時分別接收待測天線所發(fā)射的一路發(fā)射信號ft，每個探頭分別將所接收信號fr1～frN分別送往接收機(jī)。

步驟S904：接收機(jī)同時檢測一組接收信號fr1～frN的幅度和相位值，從而判定待測天線的發(fā)射特性。

待測天線作為發(fā)射天線時的天線測試方法，也可采用待測天線作為接收天線時天線測試方法的各實(shí)施例相同的頻率遍歷掃描、探頭覆蓋整個近場掃描面、近場測試參數(shù)與遠(yuǎn)場測試參數(shù)的轉(zhuǎn)換等附加方法步驟。

以上僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限定本申請。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。