对4.5G或5G基站进行测试的装置和方法

摘要

本发明公开了用于4.5G或5G基站测试目的的天线装置(10、32)。天线元件(11‑15、20、33)是按照同心环以及围绕中心点的星形结构放置的。同一环内的所有天线元件是通过同一幅度和相位控制信号控制的。测试系统处理器(30)还选择专用环投入使用并且断开其余环。将基于期望的宽频带内的最高频率来确定环间距(即，沿着同一径向线的相互天线元件距离)。可以使用蝶形偶极型天线。可以将天线元件(11‑15、20、33)固定在印刷电路板上，因此，该天线元件保持机械静止。

说明书

技术领域

本发明涉及测试4.5G或5G基站以及适用于这种基站的天线系统。

背景技术

对4.5G或5G基站的测量和测试通常且当前被执行为利用适当的接收天线通过空中接口进行的远场测量。这样的天线设置以及在所发送的基站信号中形成适当的远场信号需要大的尺寸，这使得应用整个TX和RX天线系统是成本过高且尺寸过大的。通常，远场信号测量距离至少约为5米至10米

有源天线的测量中存在的问题是：近场到远场的变换方法不适用于此类天线。

存在一些天线测量的紧凑场技术和测量方法，但是它们的问题是这些技术的昂贵性，事实是它们至少需要适量的空间才能成功进行测量。

公开US 2018/0102591(“Rowell 1”)公开了一种对被测装置进行测试的天线阵列、测试系统以及方法。该系统生成和/或接收平面波，并且天线可关于彼此移动，换句话说，天线以机械方式移位。优选地，这是沿X方向、Y方向或Z方向当中的两个方向执行的。该测量可以被执行为近场测量。可以具有处于两个不同平面的两个天线层，其中第一组天线可以是波导天线，而第二组天线可以由偶极天线形成。除了线性移动以外，还提及了采用圆形、盘旋和螺旋方式的天线移动路径。

公开US 2018/0102859(“Rowell 2”)公开了一种对装置进行测试的天线阵列以及测试系统和方法，其中，天线元件(antenna element)是按照至少两个天线组分组的，并且这些组是关于阵列的中心点对称布置的。如图1指出的，在各个天线组中，该对称性可以是旋转对称性，这意味着围绕阵列中心点的环形天线组。

Auger等人：“2013International Symposium on Electromagnetic Theory”的记载“Circular Antenna Arrays for Near-Field Focused or Multi-Focused Beams”公开了圆形天线阵列，其中在六边形网格、正方形网格或极点网格中使用贴片天线元件，其中提及极点网格需要最简单的馈电网络设计。因为对于极点网格设计，从圆形元件组到中心的距离是相同的，所以它们的相位是相同的。因此，对于n个圆形，馈电网络中需要“n-1”个移相器，如图3的示意性表示图所示。可以执行近场聚焦以便聚焦天线阵列信号，使得所接收的RF功率在近场中增大。应用领域包括RFID应用，其中所需的传播距离很短，但在该短距离内所需的功率相当大。天线元件的控制方法似乎与上述公开“Rowell 2”相似。

文献P.Nepa：“Near-Field Focused Antennas for Wireless Communicationsand Power Transfer”Dept.of Information Engineering,Univ.of Pisa,Italy,April2016公开了获得近场聚焦的各种天线。讨论了某些天线设计和先进的合成技术。在第36页，已经例示了用于聚焦扫描的具有三个圆形行的圆形阵列，并且引用了R.Siragusa、P.Lemaitre-Auger、S.Tedjini：“Tunable near-field focused circular phase-arrayantenna for5.8-GHz RFID applications”，IEEE Antennas and Wireless PropagationLetters,2011，其公开了供RFID使用的5.8GHz的圆形相位阵列天线。天线设计包括24个半波长偶极天线被放置在三个圆形上(每行八个印刷偶极)。使用两个移相器，并且获得了0.4m至1m的范围内的可调谐焦点。所有圆形均进行了调谐和加以使用，并且该应用领域确实属于RFID技术。

现有技术还按照矩形平面结构以矩阵状列和矩形状行来使用天线阵列。而且，甚至更复杂的现有技术解决方案是针对各个使用频率使用特定的天线阵列矩阵，其中，可以使用开关或对应装置来选出经正确优化的矩阵型天线阵列投入使用。第一个解决方案是昂贵的解决方案，而后一解决方案既昂贵又复杂，并且整个装置需要大量空间。

现有技术中的问题是当前的解决方案需要天线元件在天线阵列内机械移动。物理移动导致元件的磨损和损耗，这可能导致故障，或者至少需要对这些天线元件进行更多的维护。这也使该系统更加昂贵。

天线阵列中的当前天线元件也不容易在单个电路板上实现，这是因为天线元件需要是可移动的。

发明内容

本发明介绍了一种天线装置以及在TX和RX测量方面在4.5G或5G基站测试中使用该天线装置的方法。主要目的是在比主要在室外条件下的实际使用情形小得多的尺寸和更短的空间中进行这些测试。与采用常规技术相比，本发明在短得多的距离内产生远场条件。将平面波合成应用于所创建的天线，因此也讨论了平面波合成方法以及相应的平面波发生器(PWG)。在总体描述所使用的方法时，这里使用平面波合成。PWG是一种针对近场产生平面波的装置。此外，讨论了PWG的设计方法(其也可以称为PWG合成过程)。实际上，这意味着对天线元件位置的规划、物理组装以及可能的微调；在使用期间对天线阵列中的天线元件的主动选择和选择性控制；以及对结果的验证，这导致决定该结果是否令人满意。因此，PWG合成过程可以包括构建天线组件并且通过利用它们的控制信号尝试、验证以及重新设计物理组件来找到令人满意的设计的迭代处理。因此，根据本发明的装置中的天线阵列以及其它相关元件是PWG或PWG系统的一部分。测试系统和天线阵列是本发明构思的一部分。下面，在公开一种方法的情况下，其总体上涉及平面波合成，但是采用了未介绍的方式。所述系统的装置或者所述系统的其它部分也可以被说成是PWG系统的一部分。

为了降低常规天线系统内的复杂性(在常规天线系统中，每一个天线元件具有自己的、准确的幅度和相位调节)，天线是以天线组的形式形成的。换句话说，将整个天线装置分成子阵列，所述子阵列具有特定于各个天线子阵列的幅度和相位调节。可以选择天线阵列的形状，并且按照不同半径的环来放置天线元件。各个环形成各个个体元件具有相同的加权参数的子阵列。现在，仅各个环形子阵列需要不同加权参数。当与常规现有技术天线系统相比时，可以通过这种子阵列分组来降低复杂性和成本。

本公开至少部分地基于以下发现：

-阵列的天线之间的空间对应于平面波的频率

-更大的静区(quiet zone)(平面波区域)需要更大的天线矩阵

-当所有天线环接通时，并非总能实现最优性能

-可以大大减少天线环的数量，而不会显著降低性能(参见图4：四个环获得的效果几乎与七个环一样好)

关于各个圆形环内部的天线距离，通过按照调谐的频率下的λ/2环间距以及小于最高频率下的一个波长来放置环，可以获得良好的结果。

尽管如此，仍可获得围绕调谐的频率的宽带天线，即使在1.7GHz…6GHz的频率范围的情况下，其仍能足够好地工作。通过增加天线环的数量，天线操作的结果得到改善，但最优功能并不需要接通所有天线环。相反，处理器可以针对各个工作频率确定哪些天线环给出天线可操作性的足够好的或最优的结果，然后，该处理器利用各个环(即，子阵列)的适当的幅度和相位控制信号来接通这些天线环。

最后，在优化后可能存在根本不需要的天线环。这样就有机会通过完全去除附加环来简化设计并降低成本。也可以将其它天线环放置到具有不同工作频率的空槽中，并且将天线阵列工作频率范围扩展到个体天线元件工作频率之外。

通过使用例如非常小(如长度约3cm)的蝶形偶极天线元件并且以最高使用频率(在该示例中为6GHz)下的约0.75*λ的环间距放置该蝶形偶极天线元件来获得良好的宽带结果。当然，本发明可以使用除仅蝶形偶极以外的其它天线元件设计。而且，单个天线的尺寸可以与上面的不同，尤其是在工作频率低于6GHz的情况下，尺寸可能更大。通常，可以根据宽带DUT(即，被测装置)天线的最大频率和尺寸来确定天线阵列的天线环的数量，并且天线元件是可并排放置的，在平面天线阵列结构内没有任何物理重叠。如果宽带天线所需的频率范围更高，那么这通常意味着环间距需要更小并且天线环的数量需要更高，从而也导致单个天线元件的数量增加。

在实施方式中，天线元件之间存在间隙，该间隙可以利用RF吸收材料进行填充，以除去装置内可能发生的反射。

在实施方式中，可以将天线阵列放置在单个印刷电路板上。在另一实施方式中，也可以将加权网络集成到印刷电路板上。更详细地，就高度调谐可能性而言，利用用于期望的天线元件的高度调谐装置将整个天线装置集成在单个印刷电路板上。

在实施方式中，在天线元件的组装期间，本发明包括在深度方向上调谐个体天线的布局的可能性。这意味着对于单个天线元件，在天线装置的组装期间，可以例如利用螺钉来调谐天线元件关于包括其它天线元件的天线平面(即，天线装置)的高度。在将所有天线元件集成在单个电路板内的情况下，或者如果将单个环的天线元件集成在单个电路板内，那么可以例如利用螺钉来变换整个电路板的平面形式，以获得天线元件的非平面组装。通过这种方式，可以对输入网络的相位公差以及天线元件的制造公差进行补偿。

在实施方式中，可以将所呈现的天线阵列用于4.5G网络或5G网络中的下行链路测量和上行链路测量两者。

结果，上面的方法在可调谐的幅度和平衡性能的情况下在所谓的静区体积中产生平面波条件。即使在距TX天线阵列1.5米的距离内，平面波特性也很好。

作为总结，根据本发明的第一方面，介绍了一种适用于4.5G或5G基站测试的装置，其中，该装置包括：

-天线装置(10、32)，该天线装置包括采用平面结构或者接近于平面结构的多个天线元件(11-15、20、33)，在该天线装置中，一天线元件(11-15、20、33)的高度从其它天线元件来看是能够单独调谐的，

-测试系统处理器(30)，该测试系统处理器对多个天线元件(11-15、20、33)的幅度和相位进行控制，并且

-多个天线元件(11-15、20、30)是以从天线装置的中心点来看或者从将天线装置分成两半的中心线来看大致对称的方式放置的。

所述装置的特征在于，-测试系统处理器(30)被配置成将多个天线元件(11-15、20、30)分成子阵列，其中，子阵列处于包围彼此的、具有大致共有的中心点的带中，从中心点或中心线来看，单个子阵列中的天线元件(11-15、20、33)形成大致对称结构，其中，

-测试系统处理器(30)被配置成以预定的幅度和相位对同一子阵列中的所有天线元件(11-15、20、33)进行控制，并且

-测试系统处理器(30)被配置成接通并控制整个天线装置当中的专用子阵列，并且断开其余子阵列，所述接通和控制以及所述断开是按预定使用频率应用的，使得在4.5G或5G基站的宽带测试期间能够按照给定时刻重新接通或重新断开子阵列。

在实施方式中，天线装置被配置成以星形结构形成，该星形结构包括天线元件(11-15、20、33)的直接径向分支。

在实施方式中，从天线装置的中心点来看，天线装置包括天线元件(11-15、20、33)的八个、四个或十六个径向分支。

在实施方式中，天线元件(11-15、20、33)全部是同一天线类型。

在实施方式中，天线类型是蝶形偶极，该蝶形偶极的长度小于10cm。

在实施方式中，天线类型是从常规偶极天线、贴片天线、八木天线、Vivaldi天线以及宽带单极的组中选择的。

在实施方式中，各个子阵列位于大致环形区域内，该大致环形区域具有围绕中心点的预定半径。

在实施方式中，子阵列是具有正方形形状的区域带。

在实施方式中，子阵列是具有椭圆形状的区域带。

在实施方式中，整个天线装置是利用用于期望的天线元件(11-15、20、33)的高度调谐装置集成在单个印刷电路板上的。

在实施方式中，用于各个天线环以及各个天线环的天线元件(11-15、20、33)的幅度和相位调节元件被固定并集成在同一印刷电路板上作为整个天线装置。

在实施方式中，所述装置包括全部或部分处于天线元件(11-15、20、33)之间的间隙中的RF吸收材料。

在实施方式中，所有天线元件(11-15、20、33)被配置成在已针对天线元件(11-15、20、33)进行了高度调谐之后，在宽带4.5G或5G基站测试中使用所述装置期间保持机械静止。

在实施方式中，输入网络的相位公差以及天线元件(11-15、20、33)的制造公差被配置成通过以下操作得到补偿：在天线装置(10、32)的组装期间，利用至少一个螺钉作为期望的天线元件(11-15、20、33)与印刷电路板之间的高度调谐装置，关于天线装置(10、32)的平面或者关于其它天线元件(11-15、20、33)的高度来调谐相应天线元件(11-15、20、33)的高度。

根据本发明的第二方面，介绍了一种适用于4.5G或5G基站测试的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

-将多个天线元件(11-15、20、33)平面地或者接近于平面结构地布置成天线装置(10、32)，在该天线装置中，一天线元件(11-15、20、33)的高度从其它天线元件来看是能够单独调谐的，

-由测试系统处理器(30)对多个天线元件(11-15、20、33)的幅度和相位进行控制，以及

-以从天线装置的中心点来看或者从将天线装置分成两半的中心线来看大致对称的方式放置多个天线元件(11-15、20、30)。

所述方法的特征在于，所述方法还包括以下步骤：

-由测试系统处理器(30)将多个天线元件(11-15、20、30)分成子阵列，其中，子阵列处于包围彼此的、具有大致共有的中心点的带中，从中心点或中心线来看，单个子阵列中的天线元件(11-15、20、33)形成大致对称结构，其中，

-由测试系统处理器(30)以预定的幅度和相位对同一子阵列中的所有天线元件(11-15、20、33)进行控制，以及

-由测试系统处理器(30)接通并控制整个天线装置当中的专用子阵列，并且断开其余子阵列，所述接通和控制以及所述断开是按预定使用频率应用的，使得在4.5G或5G基站的宽带测试期间能够按照给定时刻重新接通或重新断开子阵列。

附图说明

图1例示了星形天线阵列以及具有五个环的圆环形天线阵列的示例，

图2例示了蝶形偶极设计的天线示例，

图3例示了本发明的实施方式中的作为框图的平面波合成测试系统，

图4例示了针对6.0GHz的模拟结果表，其中不同数量的所使用的天线环应用星形形式的具有蝶形偶极的圆环天线阵列结构。

具体实施方式

本发明介绍了一种以有效的方式并且根据相关要求对4.5G或5G基站进行测试的接收天线装置。本发明的主要原理是天线阵列内的天线元件不需要机械移动；相反，可以对天线元件进行电气控制并将其放置在固定位置。作为本发明的天线阵列以及对应控制方法的第二关键特征，天线是按照围绕中心点的圆形结构、环形结构(即，按照同心环)放置的。

图1例示了本发明的实施方式，其中示出了圆形且径向成形的平面RX天线阵列10。在该阵列中，存在中央天线元件11，并且在该示例中，存在四个圆形天线元件组12-15，其中，各个天线元件圆环包括八个元件，在此标记为元件a-h。因此，半径最短的环包括天线元件12a-12h，而半径最大的最外侧环包括天线元件15a-15h。该示例中的天线阵列包括33个天线元件。天线阵列10及其天线元件均可以位于单个平面上(即，采用平面结构)，因此，可以将其固定并集成在单个平面电路板上。然而，天线装置也可以包括接近于平面结构的多个天线元件，在该天线装置中，从其它天线元件来看，天线元件的高度是能够单独调谐的。高度是指在正交方向与天线元件的主平面的偏差。尽管如此，仍可以对天线元件中的全部或一部分天线元件就其高度进行调谐。该定义对天线装置的可能的不同对准没有影响。可以至少利用螺钉以手动可调谐的方式来进行高度调谐。高度调谐的效果是：这种方式补偿了输入网络的相位公差以及天线元件的制造公差。

单个天线元件的尺寸优选相对较小。在实施方式中，阵列的选定天线元件可以是蝶形偶极天线。在另外的实施方式中，可以在2.0cm至4.0cm之间选择蝶形偶极的长度L。图2示出了单个蝶形偶极元件20的这种天线设计结构，其中蝶形偶极元件20的长度为L。

可以根据使用频率来选择相邻天线之间的距离。在4.5G或5G基站测试的有用实施方式中，相互距离(mutual distance)可以介于2厘米至10厘米的范围内。在特定的示例性值中，天线之间的相互距离可以为4.0cm。

所使用的圆天线环的数量也取决于使用频率和DUT尺寸。仅举一个例子，对于在4.5G或5G基站测试中专门使用的频率范围(在这里呈现的示例中，该频率范围包括频率1.7GHz、3.0GHz以及6.0GHz)，十个圆天线元件环是完全适用的数量。

在制造具有给定数量的天线环的天线组件时，如果已经预先选择并实现了相邻天线之间的相互距离以及个体天线类型(设计)，那么可以将同一天线阵列用于各种不同频率范围。这是通过对天线元件进行电气调谐来实现的，其中选择给定天线环用于天线阵列，而临时断开其余环。如果频率发生改变，则重新执行对圆天线环的选择，结果，所使用的天线环可以进行改变，以便在4.5G或5G基站测试中获得最优接收性能。

支持选择最优圆天线环的基本原理是：通过选取预定环及其天线元件以利用TX天线阵列生成(即，合成)平面波来模拟所述系统。换句话说，这是称为平面波合成的动作，并且测试中的发送天线装置可以称为PWG的天线阵列。图3例示了作为框图的这种PWG测试系统。在该示例性装置中，在测试环境中产生平面波的发送天线阵列32是位于竖直对准平面上的天线阵列32。该天线阵列包括星形设计，其中有五个圆环，并且除最内侧环以外，各个环中有八个天线元件33。最内侧环是由单个天线元件形成的，并且在该实施方式中，它也形成了TX天线阵列32内的中心点。在图3的上下文中，具有单个天线元件的最内侧环也称为“环1”，具有八个天线元件33的下一环称为“环2”，并且最外侧环在此称为“环N”，在所示示例的情况下，N＝5。测试系统包括测试系统处理器或控制器30。测试系统处理器或控制器30将控制信号提供给幅度和相位加权模块31a-31c，其中，这些模块的数量为“N”，并且将幅度和相位加权控制模块对应地连接至单个环1、…、N内的天线元件。因此，模块31a控制中央天线元件(即，环1)的幅度和相位，模块31b控制具有八个元件的最内侧环(即，环2)的幅度和相位，以此类推，直到模块31c控制最外侧环(即，环5)的幅度和相位。单个环内的所有天线元件的控制信号是相同的，因此，在距阵列中心具有相同半径的天线元件内产生了类似的控制。

从距天线阵列的距离D开始，与天线阵列32的情况一样，被测装置DUT(即，接收天线阵列34)也沿竖直平面放置。在该示例中，用于测试的RX天线是6*6矩阵型天线阵列，其中RX天线34的天线元件35是以规则的竖直列和水平行定位的。在实施方式中，可以将天线阵列(TX)与RX天线之间的距离设定成仅约两米。结果是，复杂的远场测量不再需要那么多的空间，并且例如可以在内部处所、常规实验室或测试腔内执行测试过程。

将来自天线元件35的所测量的接收RX信号馈送到基站中，以供进一步处理和分析。此后，基站例如可以将接收信号强度或误码率值报告给测试系统处理器30。

值得注意的是，天线阵列32和DUT阵列34都可以具有定位装置，但是出于简化的目的而在图3中未示出。当对不同DUT天线极性进行测量时，还可以使天线阵列32旋转。还存在其它部件，诸如功率分配器，以将控制信号分配给M个天线元件(此处M＝8)。

结果，同一环中的天线元件将以相同的幅度和相移进行定向，但是各个环之间的加权通常将是不同的。当然，如果优化结果例如对于环2和环3计算出了相同的加权值，那是可能的。而且，所述环中的至少一个环可以被赋予等于零的控制信号，这意味着断开那些天线环。也可以在TX分支或者RX分支中添加其它放大和滤波元件。而且，两个天线之间的相互距离D可以是可调谐的。在RX测量装置中，可以由特定VSG模块创建实际输入数据，这意味着将矢量信号发生器(未示出)连接至测试系统处理器/控制器30。在TX测量装置中，可以由特定VSA模块分析实际输入数据，这意味着将矢量信号分析器(未示出)连接至测试系统处理器/控制器30。也可以在VNA模块中执行对RX天线35上的组合信号的实际检测，这意味着如果对无基站的无源4.5G或5G天线进行测量，则将矢量网络分析器(未示出)连接至测试系统处理器/控制器30或者连接至单独的处理器/控制器。

期望按照组执行对天线的控制，这意味着不需要单独控制各个天线元件。这意味着将会减少电气控制和调节元件的所需数量。天线阵列及其控制信号的复杂性也将降低，从而使所述系统的构建和维护不太昂贵。

本发明的主要特征是，如果单个天线元件的物理尺寸很小，那么相互距离也可以被选择得很小，并且这又导致可以在可行的室内测试环境内应用更多圆环的结果。当使用足够多的天线环时，也确保了宽带特性。正如本发明控制方法的核心所体现的，可以只将期望的天线圆环断开，以便出于4.5G或5G测试目的而获得整个阵列的良好通用天线特性。为了将期望的天线环选取为接通，以及为了将其余天线环选择为断开，将各个天线线路中连接的对应开关用于进行连接。

在实施方式中，在模拟中使用了十个天线环，从最内侧环到最外侧环进行从1到10的编号。在该示例中，十个环形蝶形天线阵列的直径为0.75m。只是为了举例说明天线阵列的模拟和选择处理，当通过选取期望数量的环以及环本身来选择使用不同天线环组合时，获得以下结果。当应用6GHz的频率时，可以通过选择七个天线环(即，编号为2至6以及9至10的环)来获得最佳平面波特性。当使用3GHz的频率时，通过选择八个天线环(即，编号为1、3至7以及9至10的环)来获得最佳对应结果。此外，关于1.7GHz的频率，十个天线环中的仅五个天线环(即，编号为1、4、6以及9至10的环)足以获得最优结果。

图4以表格形式示出了上面以6.0GHz频率进行的模拟示例，其中测试了不同数量的天线环(从单个环到所有十个环)。就各个数量的所选取的天线环而言，在右侧栏中提及最优环的编号。在模拟中，全部计算了最优平均幅度误差、最优平均相位误差以及量化平均幅度误差、量化平均相位误差，以及按类似的方式，最优最大幅度误差和最优最大相位误差以及量化最大幅度误差和量化最大相位误差。当使用七个天线环(即，编号2、3、4、5、6、9以及10)时，可以找到最佳组合值。因此，就6.0GHz而言，这些圆环内的天线元件被接通，而编号1、7以及8的环被断开。

然而，从图4的表格中可以看出，四个环(编号2+7+8+9)获得的效果几乎与七个环的最优效果一样好。因此，根据以上总结的最终发现：“可以大大减少天线环的数量，而不会显著降低性能”在这些结果中找到了模拟支持。

具有星形的天线阵列的所呈现的设计仅仅是本发明的示例。除了具有八个径向部分的星形以外，还可以使用具有期望数量的分支的盘旋形状，或者具有关于阵列中心点的对称性的任何天线装置。类似星形的其它径向结构(诸如具有四个径向线(X形)或具有十六个径向线)也是可能的。另选地，也可以从将天线装置区域分成两半的特定线的角度来定义对称性。本发明还期望稍微放宽这些严格的布局定义，并因此，也允许稍微偏离完美对称性的天线元件位置。这意味着对于天线元件的单个子阵列，可以例如形成圆形、椭圆形以及正方形。这意味着无论单个子阵列的形状如何，远离中心点的各个另外的子阵列都将包围先前的子阵列。在图中，这以按圆形形成的子阵列为例。

换句话说，天线元件是以从天线装置的中心点来看或者从将天线装置分成两半的中心线来看大致对称的方式放置的。此外，各个子阵列可以位于带形区域中，其中，从中心点或中心线来看，单个子阵列中的天线元件形成大致对称结构。带是指圆环型带，其中不同子阵列的半径改变，以使环以相邻方式包围先前的环。在子阵列中为椭圆形式的情况下，将天线元件放置在椭圆形带中，并且带包围彼此。这可以通过沿X方向或者沿Y方向重新定位图1的元件来实现。当然，可以基于应用来确定单个子阵列内的天线元件的数量。

在正方形子阵列的情况下，可以存在形成带形正方形结构的八个元件。在这种情况下，从中心点来看，来自同一子阵列的元件的径向距离将发生变化。

换句话说，总结不同子阵列形成(包括子阵列的圆形带、椭圆形带以及正方形带)，子阵列位于包围彼此的、具有大致共有的中心点的带中，从中心点或中心线来看，单个子阵列中的天线元件形成大致对称结构。

天线元件的精确对称点可能会有很小的偏差。还在别处讨论了造成精确对称性的偏差的天线元件的高度尺寸。在图1的意义上，高度是指向观看者或远离观看者的(在上面的上下文中为Z方向)。

还考虑到单个天线元件关于其它天线元件的高度方面，天线元件高度可以通过螺钉接合装置来调谐。因此，如果所有其它天线元件都位于平面上，则高度是指在正交方向上与天线元件的平面水准的偏差。任何天线元件的高度可以借助一个或多个螺钉沿该尺寸来调谐。当然，天线阵列可以沿“高度”一词可能会引起误解的任何期望方向来放置。例如，普通的测试装置包括基本上沿竖直方向的天线阵列，其中平面波将沿水平方向传播。在这种对准中，高度是指与竖直天线平面的水平偏差。

关于使用所述系统期间对不同子阵列的选择和切换(如图4中一样)，我们可以如下总结操作。所述系统的测试系统处理器30被配置成接通并控制整个天线装置当中的专用子阵列，并且断开其余子阵列，而这是按预定使用频率应用的。尽管如此，4.5G或5G基站的宽带测试是在不同频率的使用期间通过按照给定时刻重新接通或重新断开期望的子阵列来实现的。执行所有这些操作都无需使天线元件中的任何天线元件相对于它们的经高度调谐的位置物理地移动。

天线元件的类型可以从各种可能的天线设计类型中选择。这些天线类型包括蝶形偶极天线、常规偶极天线、贴片天线、八木天线、Vivaldi天线(即，渐变开槽天线(taperedslot antenna))以及宽带单极。

所需的圆天线元件环的数量取决于使用频率和DUT尺寸。使用频率越高，就需要越多的圆天线环。

在实施方式中，各个子阵列位于大致环形区域内，该大致环形区域具有围绕中心点的预定半径。

在实施方式中，子阵列是具有正方形形状的区域带。

在实施方式中，子阵列是具有椭圆形状的区域带。

本发明的重要特征是，所有天线元件被配置成在已针对天线元件进行了高度调谐之后，在宽带4.5G或5G基站测试中使用所述装置期间保持机械静止。

至少一个螺钉可以充当相应天线元件与印刷电路板之间的高度调谐装置。

在本发明的实施方式中，为了消除或至少最小化被测装置与PWG面板之间的有害反射，在天线元件之间的空的空间中可以存在使用的吸收体材料。吸收体材料选自在吸收RF信号方面具有高效特性的材料。可以将吸收体材料的尺寸做成不同块(piece)，以使其完全或部分填充天线元件间隙。在物理上可移动的天线元件的现有技术情况下，使用吸收体材料的这种实施方式更难实现；因此，天线元件的静止特性允许高效地使用吸收材料，这是这种实施方式的另外的优点。RF吸收体材料可以固定在印刷电路板上作为天线元件之间的专用矩形块，或者可以将天线元件放置在印刷电路板上的已组装好的吸收体材料垫中刻出的孔中。

根据本发明的天线阵列结构具有显著优点。在本发明中完全不需要单独的天线的机械移动。此外，不需要针对各个所应用的频率构建特定且单独的天线矩阵，这简化了概念并且显著减少了所使用的电气元件和天线元件的数量。不具有马达以及不需要机械移动意味着不需要使用昂贵的或易磨损的零件，所述零件将需要大量维护。因此，本系统不易磨损和损耗，从而节省了成本。此外，无需针对各个天线元件插入个体RF线缆，并且这有益地减少了所需硬件(因为RF线缆也会移动)、因移动而导致的磨损或变形、因现有技术的移动天线元件而使线缆弯曲和拉伸。本发明还允许将天线元件作为集成元件放置到单个电路板上，或者放置到以其它方式统一的电路结构上，或者放置到机械元件上。当作用于单个机械或电路板上时，制造公差变低(即，元件布局的准确度变高)，并且总体制造成本将更低。另外的优点是，天线组的电气调节比期望的天线组内的天线布局的机械调节快。这使得天线阵列的操作方面的整个调谐和可能变化更快。

本发明不限于上面呈现的实施方式，而是可以在权利要求的范围内对本发明进行改变。