Olika typer av antenner, som kärnkomponenter i trådlösa kommunikationssystem, har prestanda som direkt påverkar signaltäckningen, kommunikationskapaciteten och nätverkets tillförlitlighet. Med den snabba utvecklingen av teknologier som 5G, 6G, Internet of Everything, intelligenta uppkopplade fordon och flyg-/satellitnätverk, har antennsystem utvecklats från enkla enheter med en enda-funktion till komplexa system som omfattar allmänna-kommunikationsantenner, basstationsantenner, antenner för inomhussignaldistributionssystem, applikationsspecifika antenner, -.}.
Antennprestandatestning är ett kritiskt steg för att säkerställa kommunikationslänkens kvalitet, undertrycka elektromagnetiska störningar och uppfylla radiofrekvenskraven; dess testnoggrannhet påverkar direkt den operativa effektiviteten hos system som mobilkommunikation, satellitnavigering, radarutrustning och nödkommunikationssystem – och den spelar en avgörande roll för att bestämma både användarupplevelsen av utrustningen och säkerheten för själva utrustningen, såväl som för personal och egendom.
Nuvarande antenntesttjänster står ofta inför utmaningar som smal testfrekvensbandtäckning, fragmenterad resursallokering och brist på integrerade bredbandstestningsmöjligheter; Dessutom lider befintliga interna företagstestplattformar av otillräcklig frekvensbandstäckning, medan kostnaden för att uppgradera dessa plattformar är fortfarande oöverkomligt höga. Genom att utnyttja sitt specialiserade tekniska team för mikrovågsugn och RF och integrera både interna och externa mjukvaru- och hårdvaruresurser, har GRGTEST etablerat två standardiserade antenntestande ekofria kammarplattformar. Dessa plattformar tillhandahåller omfattande testtjänster från tredje-part som täcker både när--- och fjärrfältsmätningar- för antenner över hela frekvensområdet 50 MHz till 110 GHz, vilket helt uppfyller de olika testkraven för antenn-FoU, slutförande och massproduktionsvalidering.
Antenntestningsprinciper och testobjekt
En antenn är i grunden en anordning för energiomvandling mellan styrda vågor och elektromagnetiska vågor i fritt utrymme; dess sändnings-mottagningsegenskaper överensstämmer med teoremet för elektromagnetisk reciprocitet. Testning involverar dubbelriktad insamling av strålningssignalens amplitud och fas vid både sändnings- och mottagningsänden, följt av beräkning av olika antennprestandaparametrar. Branschen använder huvudsakligen två typer av testmetoder: nära-fälttester och fjärr-fälttester.
(1) Nära-fälttester
I närområdet-(som inkluderar både det inducerade närområdet-och det utstrålade närfältet-; avståndet är vanligtvis<(2D²)/λ, where D denotes the maximum antenna size and λ represents the wavelength), a high-precision probe is used to scan the surface of the antenna under test (AUT-Antenna Under Test) – whether it is planar, cylindrical, or spherical – to acquire its amplitude and phase measurements; subsequently, the far-field radiation characteristics are calculated using a near–far-field transformation algorithm (based on Fourier transform or mode expansion theory, derived from the Huygens–Kirchhoff diffraction principle). The probe position must be strictly controlled (sampling interval ≤ λ/2), and the probe response must be calibrated. The schematic diagram of the antenna near-field testing procedure is shown in Figure 1 below.
Figur 1. Schematiskt diagram för mätning av antennnära-fält
(2) Fjärr-tester
In regions satisfying the far-field condition (typically when R>(2D²)/λ, där D är den maximala antennstorleken och λ är våglängden), används en referensantenn med känd förstärkning för att sända en ungefärlig plan våg; under-testantennen (AUT) tar sedan emot eller utstrålar denna våg. Genom att mäta transmissionskoefficienten (t.ex. S21) och rotera AUT erhålls strålningsmönstret, förstärkningen och andra parametrar. Kraven är att de elektriska och magnetiska fälten är ortogonala, vågimpedansen är lika med impedansen i det fria-utrymmet (377 Ω), och fasen varierar likformigt med avståndet. Det schematiska diagrammet över antennens fjärr-fälttest visas i figur 2.
Figur 2. Schematiskt diagram för mätning av fjärr-antennfält
(3) Huvudskillnaden mellan när-fälttestning och fjärr-fälttestning
Fjärr-tester återspeglar direkt de faktiska driftsförhållandena men kräver en stor arbetsyta (t.ex. en stor ekofri kammare för mikrovågor); Nära-fälttester kan utföras i en kompakt ekofri kammare och är lämplig för stora eller komplexa antenner, även om den förlitar sig på hög-fasmätning och sofistikerad databehandling. Båda metoderna är baserade på antennens reciprocitetssats och möjliggör mätning av både sändnings- och mottagningsegenskaper. Ett nära-testsystem består av en skanningsram, en vektornätverksanalysator (VNA), en absorberande ekofri kammare och specialiserad programvara; testsystemet för långt-fält kräver tillräckligt avstånd (eller en kompakt fältreflektor för att simulera en plan våg) tillsammans med en skivspelare. Det lämpliga valet beror på faktorer som frekvens, antennstorlek, erforderlig noggrannhet och platsbegränsningar.
Särskiljande baserat på praktisk tillämpning:
Nära-antenntestning är lämplig för applikationer som NFC-kortsvepning, RFID-system och trådlös laddning – scenarier som involverar korta avstånd med stark koppling men kräver hög säkerhet.
Antennfjärr-fälttester används främst i scenarier där utstrålade vågor krävs för lång-täckning, bred-område-som mobiltelefonkommunikation, basstationer, Wi-Fi, radar och satellitsystem.
(4) Testinstrument och utrustning som används för antenntestning
Antenntestning kräver användning av ett professionellt mätutrustningssystem (inklusive motsvarande mjukvara och hårdvara); kärninstrumenten inkluderar vektornätverksanalysatorer (VNA), ekofria antenntestkammare, spektrumanalysatorer och trådlös omfattande testutrustning.
GRGTEST antenntestteknikplattform och servicekapacitet
(1) 650 MHz–18 GHz bredbandsantenntestplattform-
Denna testplattform är en medelstor-till-stor- mikrovågsfri kammare; dess testutrustningssystem och tillhörande instrumentering stödjer både fjärr--fält- och{4}närfältstestning. Tjänstemöjligheterna är följande:
1. Frekvensbandsområde: 650 MHz–18 GHz,
2. AUT-mått: 300 cm × 300 cm × 250 cm;
3. Prestandaspecifikationer:
⑴ vinst,
⑵riktningsdiagram;
(3) Sidoloben och kraftstrålens bredd;
⑷ingångsimpedans;
⑸reflektionskoefficient;
⑹ avkastningsförlust;
⑺ spänning stående-vågförhållande ;
(8) Effektiv elektrisk längd och effektiv area;
⑼ Polariseringsläge;
⑽antennbandbredd;
⑾ Portisolering;
⑿isolationsmotstånd;
⒀……
4. Målmottagare:
Tillverkare och forskningsinstitutioner som kräver outsourcing av antenntestning till tredje{0}parts testbyråer; forskningsinstitutioner och tillverkare som är engagerade i FoU och produktion av system- och utrustningsintegrationslösningar; samt antennhandlare.
(2) 50 MHz–110 GHz bredbandsantenntestplattform-
Denna testplattform är en storskalig-mikrovågsfri kammare; dess testutrustningssystem och tillhörande instrument och mätare stödjer både fjärr--fält- och nära-fälttester. Tjänstemöjligheterna är följande:
1. Frekvensområde: 50 MHz–110 GHz,
2. AUT-mått: 300 cm × 300 cm × 250 cm;
3. Prestandaspecifikationer:
⑴ vinst,
⑵riktningsdiagram;
(3) Sidoloben och kraftstrålens bredd;
⑷ingångsimpedans;
⑸reflektionskoefficient;
⑹ avkastningsförlust;
⑺ spänning stående-vågförhållande ;
(8) Effektiv elektrisk längd och effektiv area;
⑼ Polariseringsläge;
⑽antennbandbredd;
⑾ Portisolering;
⑿isolationsmotstånd;
⒀……
4. Målmottagare:
Tillverkare och forskningsinstitutioner som kräver outsourcing av antenntestning till tredje{0}parts testbyråer; forskningsinstitutioner och tillverkare som är engagerade i FoU och produktion av system- och utrustningsintegrationslösningar; samt antennhandlare.
Relevanta tekniska standarder och specifikationer
Hela GRGTEST-testprocessen följer strikt internationella, inhemska, industri- och militära standarder; kundspecifika-testspecifikationer eller anpassade testkonturer prioriteras. De vanliga tillämpliga standarderna är följande:
- Internationella standarder: ITU-R SM.329, ITU-R F.1336, ETSI EN 302502, ISO 9227;
- Telekommunikationsindustristandarder: 3GPP TS 37.145 (MIMO OTA-testning), YD/T 1059, YD/T 2925;
- Nationell standard: GB/T 9410 "Mätmetoder för radiosändarutrustning";
- JG Standard: GJB 7869 (Specifikation för allvarlighetsnivåer för miljötestförhållanden för antenner).
- De relevanta standarderna eller testkonturerna som specificeras av kunden fungerar också som de föredragna referensstandarderna som vårt företag förlitar sig på.
Kriterier och specifikationer för utvärdering av testresultat
GRGTEST använder ett utvärderingsramverk (Utmärkt, Bra, uppfyller kraven, uppfyller inte kraven) för att bedöma antennprestanda; ett exempel med individuella prestationsindikatorer förklaras kort nedan:
- För produkter av premium-kvalitet ska VSWR vara mindre än eller lika med 1,5, förstärkningsavvikelsen ska vara mindre än ±0,5 dB och riktverkans icke-cirkuläritet ska vara mindre än eller lika med 2 dB.
- För kvalificerade produkter ska VSWR vara mindre än eller lika med 2,0, med förstärkningsavvikelse inom ±1,0 dB.
- Den intelligenta antennen måste säkerställa att strålomkopplingsfördröjningen är<5 ms and the beam pointing error is ≤3°.
- Den mekaniska noggrannheten för justering av lutningsvinkeln för basstationsantenner ska vara ±0,5 grader, och vindlastmotståndskapaciteten ska inte vara mindre än 150 km/h.
- Efter miljötestning ska alla elektriska parametervariationer hållas inom ±10 % av det initiala värdet, och isolationsresistansen ska förbli större än eller lika med 100 MΩ.
- Provningsrapporten ska tydligt ange nyckelparametrar såsom kurvan för stående vågförhållande och sidolobsnivån för den kritiska frekvenspunktens strålningsmönster. för eventuella avvikelser ska den innehålla rekommendationer för korrigerande åtgärder, som "begränsat frekvensband" eller "strukturell förstärkning".
speciell förklaring:
GRGTEST:s utvärderingskriterier för testresultat ska i första hand baseras på de kriterier som specificeras i relevanta standarder eller testscheman som tillhandahålls av kunden.