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基于無人機平臺的外場天線測量Ka波段天線方向圖測試

jf_7gCANlzB ? 來源:無線通信標準解讀 ? 2023-08-14 13:01 ? 次閱讀

1回顧

前兩年(2021-2022),北京中測國宇科技有限公司為響應5G基站天線的外場測量需求,提出了外場無人機基站巡檢系統,并且在S波段上驗證了測量系統的測試重復性。詳見

5G基站外場無人機測試方案-外場無人機基站巡檢系統

近期,公司技術團隊為拓展本系統在毫米波波段的測試能力,以Ka波段標準增益喇叭天線為待測天線(AUT),在外場部署測試環境開展了外場試驗。

本文以待測天線方向圖的外場測量為例,向大家匯報我們做的一些工作!

2實驗環境

外場實驗在北京平谷區金海湖機場完成,現場照片如下圖2-1。

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圖2-1外場實驗現場照片

AUT被固定于吊籃邊緣,吊籃內有一臺R&SSMW200A矢量信號發生器和一只功率放大器,R&SSMW200A用于生成5GNR測試信號,5GNR測試信號被功率放大器放大后經AUT發出。吊籃高度升高至距離地面25米。

R&SFPH手持式頻譜儀作為機載測量儀表,通過USB數據線與機載PC通信,機載PC是一種輕質工控機,用于抓取手持式頻譜儀的掃頻數據。

全站儀是一種測繪設備,配合RTK定位工具,可解算出AUT的GPS坐標。

測量探頭是一種輕質、雙極化、超寬帶四脊喇叭天線,剛性掛載于云臺正下方,其工作頻帶為22-44GHz。為降低測量探頭與無人機機身的耦合,將測量探頭與云臺安裝在延長支架上,使其向飛機機頭外側方向探出。

3測量鏈路

發射端:SMW200A → 電纜→ PA → 電纜→ Ka波段標準增益喇叭天線。

接收端:毫米波探頭 → 電纜→ R&SFPH手持式頻譜儀。

R&S SMW200A矢量信號發生器、R&SFPH手持式頻譜儀配置如下表3-1、表3-2所示。

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4航線規劃

在地面站軟件中按照如下表4-1所示航線參數進行航線規劃,航線規劃效果如下圖4-1所示。

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圖4-1航線規劃效果

涉及的坐標系如下圖4-2所示。其中,Phi或Azimuth表示方位角,正北方向為0°,正東方向為90°;Theta或Elevation表示俯仰角,范圍是0~180°。

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圖4-2坐標系

5實驗結果

27GHz,AUT的E面接收功率方向圖(3D)如下圖5-1所示。

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圖5-1接收功率方向圖(3D)

從圖5-1中抽取Theta=90°方向圖,并與仿真結果對比,如下圖5-2所示??芍?,實測結果與仿真結果在主瓣±10°范圍內比較吻合,在副瓣方向上存在約2dB電平差異。

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圖5-2Theta=90°方向圖

6總結

本文以Ka波段標準增益喇叭天線方向圖的外場測量為例,介紹外場試驗中涉及的測試環境搭建、實驗設備及其配置、測量鏈路、航線規劃等內容,最后展示Ka波段標準增益喇叭天線的3D方向圖測量結果,對比Theta=90°方向圖的實測與仿真數據,發現在主瓣±10°范圍內二者比較吻合,而在副瓣方向上存在約2dB電平差異。

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原文標題:基于無人機平臺的外場天線測量Ka波段天線方向圖測試

文章出處:【微信號:無線通信標準解讀,微信公眾號:無線通信標準解讀】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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