成渝信息通信研究院(簡稱“成渝信通院”)是中國信息通信研究院設立在四川成都的全資子公司和綜合平臺型研究院,于2021年2月正式成立,遵循“國家高端專業智庫 產業創新發展平臺”定位開展工作,全面延申中國信息通信研究院的科研、檢測、規劃、政策等全方面能力,致力于服務“成渝地區雙城經濟圈”數字經濟高質量發展和信息通信產業技術全面升級。
成渝信通院總部基地位于成都芯谷研創城11區信創園,在川主要開展包括信息咨詢、技術咨詢、規劃咨詢和管理咨詢等技術咨詢服務;5G基站及終端、通信芯片模組及通信設備、無線電監管設備的研究、研發、生產和認證等全生命周期實驗測試等檢測及測試服務;北斗平臺等信息通信技術公共服務;工業互聯網及智慧城市相關業務等。
隨著對天線與雷達目標特性研究的不斷深入,尤其是電大尺寸目標與天線、超低副瓣天線以及目標探測與識別的研究發展,人們對測量的要求也在不斷提高,主要表現在測量距離、電磁環境、測量設備三個方面。
首先,為保證天線與目標特性測量的客觀、準確,測量必須在一個滿足遠區條件的場地中進行。在通信和雷達系統的實際工作條件下,接收天線或者雷達需要探測的目標與發射天線的距離往往遠大于天線口徑和天線的電尺寸,即接收天線或目標處于發射天線遠區場的一個很小的局部區域,此時發射天線輻射至接收機或者目標處的電磁波非常接近于均勻平面波。為保證測量條件與實際工作條件接近,理想測量場地應能保證均勻平面波照射待測天線或目標。
第二,為保證足夠的測量精度,應使測量場地反射波和外界輻射源的影響降低到最低限度,測量對電磁環境的要求較高。如果可能,都應使測量在電波無回波屏蔽室內完成,這將非??赡軐е逻h區距離需求與室內有限空間之間的矛盾。
第三,測量設備應該能夠提供不同極化狀態、寬頻帶的幅度和相位信息,并且具有足夠的精度和較高的測量效率。
緊縮場測量系統能滿足天線與目標特性測量的測量距離、電磁環境、測量設備三方面要求。
成渝信通院的毫米波(mmw)緊縮場測試實驗室是目前我國西部地區最大的、最先進的民用通信行業毫米波檢測實驗室,也是目前國內移動通信行業中自動化程度最高、運動軸系最多、檢測設備精度最高的檢測實驗室,可滿足5G、6G通信同時兼容軍用相控陣雷達產品的有/無源OTA測量的需求。實驗室建設采用了多個國內外領先技術,其中反射面采用國際最先進的卷邊技術方案,反射面表面精度可達20um,紋波小于0.45dB。轉臺采用定制開發設計的具有六軸電動、七自由度測量功能的大型U型轉臺,整體系統檢測精度高達0.01°。饋源采用中心饋源設計,靜區尺寸可達2.0mx2.0mx2.0。
測試系統同時配備了由我院自主研發,具有獨立知識產權的OTA自動化測試系統,該系統是當前業界測試能力最全面、通用性最強、兼容性和擴展性最好的OTA測試系統主控軟件,可實現七自由度設備一鍵自動完成產品有/無源OTA測量。
支持的測試項目包括無源測試:支持所有方向性指標測試,總發射功率(TRP),2D/3D輻射方向圖,接收靈敏度(TIS),極化方向圖(線極化/圓極化/交叉極化),天線增益和方向性,波束寬度和指向,旁瓣電平,頻率誤差,軸比,功率比等;有源測試:總發射功率(TRP),接收靈敏度(TIS),等效全向輻射功率(EIRP/ERP),等效全向接收靈敏度(EIS),誤差向量(EVM),占用帶寬,波束賦形方向圖等
緊縮場基本原理及構成介紹
緊縮場測試系統構成:
屏蔽殼體:對空口測量環境與外界環境電磁隔離。
反射面與饋源系統:一般地,反射面為鋸齒邊或卷邊。饋源可為單極化或雙極化,饋源排布可為焦點單饋源或偏焦多饋源,反射面與饋源組成反射面與饋源系統,其性能以支持頻率范圍、形成靜區尺寸和幅度和相位分布狀態體現。不同緊縮場其由于焦距不同所產生空口損耗差異,對測量動態范圍的影響,可通過有源放大設備以與補償。發射機測試,反射面實現將基站輻射的電磁波反射匯聚后由饋源接收,輸出至測量儀表。接收機測試,饋源輻射電磁波由反射面反射至被測基站,由基站設備接收后計算吞吐量。
載物轉臺系統:實現被測設備測量方向調整。
測量儀器儀表:矢量信號分析儀,基站發射機測量儀表;信號源,基站接收機測量儀表;矢量網絡分析儀、功率計,場地校準儀表。
射頻鏈路系統:波導連接器、同軸電纜等,以實現饋源系統與測量儀表的連接;濾波器和放大器等,以滿足測量動態范圍需要。
控制系統:控制載物轉臺、測量儀表、饋源系統等實現測量控制與數據采集處理。
緊縮場測試系統示意圖
緊縮場測試原理:
遠場天線測量的條件是要使天線表面的最大相位差≤π/8,才能得到一個穩定的測量結果,但是遠場距離隨著天線頻率的上升而不斷增大。
緊縮場通過饋源發射球面波,經過一個或多個反射面鏡的反射和轉換后,將形成符合天線遠場測量的準平面波,緊縮場可以實現較低的相位偏差,同時相比遠場能夠顯著減小測量距離。
反射面的工作原理可以用拋物面原理解釋。根據拋物面光學原理,饋源的信號經過拋物面反射,會形成平行電磁波波束,且到傳播方向的截面上任一位置上的傳播路徑相等,因此可形成等相位面。緊縮場在主流的5G天線頻段具有優質的靜區性能,2-40GHz頻段相位可實現±5°甚至±3°以內,達到準平面波條件,其相位特性較遠場22.5°的相位波動更佳。