综合远场及缩距场的天线量测系统

摘要

本发明涉及一种综合远场及缩距场的天线量测系统，包括暗室、转台、远场量测标准天线及缩距场量测单元。暗室呈长方体，并包括依序环绕连接的第一至第四侧面、间隔相对且都连接第一至第四侧面的顶面及底面。第二侧面及第三侧面相连接，并共同夹出垂直的第一夹角。转台用以设置待测装置，且转台邻近第一侧面设置。远场量测标准天线朝向转台并设置在邻近第一夹角的位置。缩距场量测单元包括反射镜及指向反射镜的馈源天线。反射镜设置在邻近第三侧面的几何中央的位置，馈源天线设置在邻近第二侧面的几何中央的位置。本发明改变反射波方向从而减少反射波入射静区，实现提高静区稳定性的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种系统，具体地，涉及一种综合远场及缩距场的天线量测系统。

后台技术

参阅图1及图2，第一种现有技术的天线远场量测暗室系统包括暗室11及标准天线12。暗室11包括顶板111、底板112、第一侧壁113、第二侧壁114、第三侧壁115、第四侧壁116，及设置在第四侧壁116的门1161，且暗室11的内部贴满用以消除反射波的吸波角锥13。

标准天线12靠近第一侧壁113的中央处设置，待测装置14设置在靠近第三侧壁115的中央处，标准天线12与待测装置14的天线对应通信，以量得待测装置14的各项空中传输﹙Over The Air,OTA﹚的通信参数。

第一种现有技术的缺点在于：标准天线12设置在靠近第一侧壁113的中央处，且待测装置14设置在靠近第三侧壁115的中央处，由于吸波角锥实际上只能消除部分的入射波，所以待测装置14所处的区域﹙即暗室中的静区Quiet Zone,QZ﹚仍受如图1及图2所示的第一反射波15﹙被第三侧壁115反射出﹚、第二反射波16﹙被第二侧壁114反射出﹚及第三反射波17﹙被第四侧壁116反射出﹚干扰，进而使得暗室11中的静区的涟波﹙ripple﹚变大。

为了解决第一种现有技术的缺点，第二种现有技术﹙申请号：CN 201610298980.7，名称：高性能天线远场测量暗室及设计方法﹚提出了一种将暗室内吸波角锥呈波浪型渐变布设的技术，其原理是让进入静区的不同路径散射波波程为λ/2，使不同路径的散射波矢量对消，从而达到提升静区性能目的。但这第二种现有技术的缺点在于：不同频率对应的λ/2不同，因此第二种现有技术提升静区性能的方法只适用于特定的单一频率，不适用于宽带带范围的量测，因此限制了测量暗室的实用性。

为了解决第一种现有技术反射波干扰静区、以及第二种现有技术暗室静区性能提升只适用于特定单一频率的问题，本发明提出了一种改变反射波方向从而减少反射波入射静区的量测系统，更进一步地，本发明更透过配置远场标准天线与缩距场量测单元在同一暗室中的技术手段，使得本发明兼具量测5G频率范围1(FR1，sub-6GHz)和频率范围2(FR2，毫米波频率)的功能。

发明内容

本发明综合远场及缩距场的天线量测系统包含暗室、转台、远场量测标准天线及缩距场量测单元。

暗室呈长方体包括依序环绕连接的第一至第四侧面、顶面、底面、一扇设置于第二侧面的门、多个第一频带吸波材料，及多个第二频带吸波材料。

顶面及底面间隔相对且都连接第一至第四侧面。暗室的第一侧面及第三侧面两者是呈等面积的正方形，第二侧面及第四侧面两者是呈等面积的长方形，且长方形的长边与短边比是1.7至2.2倍之间，较佳比是1.8倍。

第一频带吸波材料与第二频带吸波材料的几何尺寸不同，且第一频带吸波材料贴在暗室的第一侧面的全部，第二侧面、第四侧面、顶面及底面四者邻近第一侧面的2/3到3/4的半部，另外，第二频带吸波材料贴在暗室的第三侧面的全部，以及贴在第二侧面、第四侧面、顶面及底面四者邻近第三侧面的其余半部。

较佳地，第一频带吸波材料的高度是h1，第二频带吸波材料的高度是h2，参数h2/h1约为3/4。

转台是一柱状体，邻近第一侧面设置，并用以设置待测装置。

第二侧面及第三侧面相连接并共同夹出垂直的第一夹角，远场量测标准天线朝向转台并设置在邻近第一夹角的位置。远场量测标准天线的主辐射波束沿着第一延伸直线方向传播，且第一延伸直线与暗室的底面平行，第一延伸直线与第一侧面的法线的夹角介于10度到45度之间，较佳是20度。此外，第一延伸直线还与通过柱状体中心且垂直暗室的底面的一条延伸轴线垂直相交。

缩距场量测单元包括反射镜及指向反射镜的馈源天线，反射镜设置在邻近第三侧面的几何中央的位置，馈源天线设置在邻近第二侧面的几何中央的位置，且暗室的门相对馈源天线邻近暗室的第一侧面。远场量测标准天线负责第一频带的量测，缩距场量测单元负责第二频带的量测，且第二频带高于第一频带。

本发明的效果在于：本发明透过将远场量测标准天线配置在暗室的第一夹角以改变反射波方向，从而减少反射波入射静区，更进一步地，本发明更透过配置远场量测标准天线与缩距场量测单元在同一暗室、远场量测标准天线与缩距场量测单元之间的相对位置、暗室的几何尺寸，以及第一频带吸波材料与第二频带吸波材料，使得本发明兼具量测5G频率范围1(FR1，sub-6GHz)和频率范围2(FR2，毫米波频率)的综合功能。

附图说明

图1是第一种现有技术的天线远场量测暗室系统的顶部透视示意图。

图2是第一种现有技术的立体示意图。

图3是本发明综合远场及缩距场的天线量测系统的较佳实施例从顶面透视的示意图。

图4是本发明较佳实施例的另一个透视的局部示意图。

具体实施方式

参阅图3及图4，本发明综合远场及缩距场的天线量测系统的较佳实施例包含暗室2、转台3、远场量测标准天线4及缩距场量测单元5。

暗室2呈长方体包括依序环绕连接的第一侧面21、第二侧面22、第三侧面23、第四侧面24、顶面25、底面26、一扇设置于第二侧面22的门27、多个第一频带吸波材料28，及多个第二频带吸波材料29。

顶面25及底面26间隔相对，且都连接第一至第四侧面21、22、23、24。暗室2的第一侧面21及第三侧面23两者是呈等面积的正方形，第二侧面22及第四侧面24两者是呈等面积的长方形，且长方形的长边与短边比是1.7至2.2倍之间，较佳比是1.8倍。

这些第一频带吸波材料28与这些第二频带吸波材料29的几何尺寸不同，且这些第一频带吸波材料28贴在该暗室2的第一侧面21的全部、第二侧面22、第四侧面24、顶面25及底面26四者邻近第一侧面21的2/3到3/4的半部﹙见图3所示的左半部﹚，另外，这些第二频带吸波材料29是贴在暗室2的第三侧面23的全部、第二侧面22、第四侧面24、顶面25及底面26四者邻近第三侧面23的其余半部﹙见图3所示的右半部﹚。

这些第一频带吸波材料28的高度是h1，这些第二频带吸波材料29的高度是h2，参数h2/h1约为3/4。

转台3是柱状体，邻近第一侧面21设置，并用以设置待测装置6。

第二侧面22及第三侧面23相连接并共同夹出垂直的第一夹角7，远场量测标准天线4朝向转台3并设置在邻近第一夹角7的位置。远场量测标准天线4的主辐射波束沿着第一延伸直线8方向传播，且第一延伸直线8与暗室3的底面26平行，第一延伸直线8与第一侧面21的法线的夹角θ介于10度到45度之间，较佳是20度。此外，第一延伸直线8还与通过转台3的柱状体中心且垂直暗室2的底面26的一条延伸轴线31垂直相交﹙见图4﹚。将远场量测标准天线4的位置如此配置的效益可以从图3中反射波的行进路线80、810、820明白当波束41经过第一次反射后都转向到第四侧壁24，而不是如图1的现有技术一次反射后就进入用以放置待测装置14的静区，再者，从邻近第一夹角7的位置到待测装置6的第一直线距离也会比从第三侧面23的几何中心到待测装置6的第二直线距离长，所以本发明更充分地利用暗室2的空间，使到达待测装置6处的波更趋近理想的均匀平面波，并且，波在空气中传播是随着距离的平方衰减，所以波束41经过越长的传播距离再被反射时能量都已经大幅降低，几乎可以被贴在第一侧面21上的第一频带吸波材料28完全吸收，而不会再经由多重反射入射静区造成涟波。

缩距场量测单元5包括反射镜51及指向该反射镜51的馈源天线52，反射镜51设置在邻近第三侧面23的几何中央的位置，馈源天线52设置在邻近第二侧面22的几何中央的位置，且暗室2的门27相对馈源天线52邻近暗室2的第一侧面21。在本发明中，缩距场量测单元5相对远场量测标准天线4是负责更高频段范围的量测，例如毫米波频段，所以反射镜51所反射出的电磁波虽然也可能有部分到达第一侧面21但强度都很微弱了，因为越高频的电磁波随距离的增加衰减越快，所以这些第一频带吸波材料28几乎都能吸收掉来自反射镜51所反射出的电磁波。此外，由于反射镜51是凹面镜，其光学特性使得来自馈源天线52的球面波会被反射为均匀平面波，以缩距场达到近似理论远场的功效，进而使得涵盖待测装置6处的静区也能达到符合CTIA的法规的标准。

此外，本发明的远场量测标准天线4与缩距场量测单元5的馈源天线52分别工作在不同频带范围，所以远场量测标准天线4与馈源天线52可以同时进行量测的工作。

本发明的效果在于：将远场量测标准天线4配置在暗室2的第一夹角7以改变反射波方向，从而减少反射波入射静区﹙转台3用以放置待测装置6的区域﹚，更进一步地，更透过配置远场量测标准天线4与缩距场量测单元5在同一间暗室2、远场量测标准天线4与缩距场量测单元5之间的相对位置、暗室2长宽高的几何尺寸设计，以及不同高度的第一频带吸波材料28与第二频带吸波材料29，使得本发明更兼具以远场量测标准天线4量测5G频率范围1(FR1，sub-6GHz)和以缩距场量测单元5量测频率范围2(FR2，毫米波频率)的综合功效。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

附图标记

11：暗室

111：顶板

112：底板

113：第一侧壁

114：第二侧壁

115：第三侧壁

116：第四侧壁

1161：门

12：标准天线

13：吸波角锥

14：待测装置

2：暗室

21：第一侧面

22：第二侧面

23：第三侧面

24：第四侧面

25：顶面

26：底面

27：门

28：第一频带吸波材料

29：第二频带吸波材料

3：转台

4：远场量测标准天线

41：波束

5：缩距场量测单元

51：反射镜

52：馈源天线

6：待测装置

7：第一夹角

8：第一延伸直线

h1、h2：高度

80、810、820：行进路线