OTA近场测量是什么？资深工程师这样说

安信可科技 · 公众号 · · 2024-04-30 23:08

正文

近年来，随着物联网产品的无线化、智能化的发展，产品无线性能的重要性也日趋凸显，而天线作为产品实现无线传输的重要媒介，其测量技术也不断地向着更全、更快、更准的方向演进，天线性能的好坏也越来越受工程师们的重视，天线相关的测量也逐步成为一门不可小视的测试技术，今天给大家介绍下OTA近场测量的相关内容。

闲言少叙，今日份重点：

1.近场测量技术及场地的发展

2.近场测量的分类

3.现今主流近场多探头OTA系统简介

1.近场测量技术及场地的发展

近场测量的理论基础于20世纪50年代末产生的，它的发展主要分为四个阶段：

第一个阶段为无探头修正探索阶段

（1950~1961年）

第二阶段为探头修正理论研究阶段

（1961~1975年）

第三阶段为实验验证探头修正理论阶段

（1965~1975年）

第四阶段为探头修正理论实践阶段

（1975~至今）

天线测量领域最早出现的测量场地是室外远场 ，由于室外场地没有屏蔽效果，容易受到外界电磁信号的干扰，而且还有外界不可控因素的影响，不仅使得测试的精度较低，还会出现测试数据不可复现的结果。

20世纪50年代初，微波暗室技术出现 ，早期的暗室无屏蔽壳体，暗室反射性能不高，随着新兴技术的不断提升，目前的暗室屏蔽效能和静区反射性能都能达到较高水准。

对于 微波暗室技术的发展，天线测量从室外转移到室内进行 ，解决了室外远场背景电平高、保密性差、不支持全天候测试等问题。

天线场区可分为感应场区、辐射近场区和辐射远场区，天线测量场地可分为远场、近场、紧缩场、混响法等。

2.近场测量的分类

根据采样面的不同，近场测量场地可分为 平面近场 、 柱面近场 、 球面近场 三种类型；

平面采样 主要适用于高增益、笔形波束天线的测量。常见的是垂直面采样，测量时天线放置在固定位置，探头在离被测天线3-5个波长的平面进行采样。如图1

图1

柱面采样 主要适用于中等增益、扇形波束天线的测量。测量时天线在转台的带动下做360°转动，探头进行上下移动进行采样。如图2

图2

球面采样 主要适用于低增益、宽波束天线的测量。球面采样的方式有多种，以我们16探头暗室为例，被测天线放置在转台上做180°转动，每转一个角度，15个探头依次进行采样，以达到球面的采样效果。

图3

根据采用探头数量的不同，近场可分为 单探头近场 和 多探头近场 两种类型。

传统的 单探头球面测试 系统，被测天线必须在一个单探头前二维旋转，其旋转范围为方位角从0到360°和俯仰角从0°到180°，以便确定在包围该天线的一个球面的上的场，由于单探头的采样点很多，测量时间长，信号的漂移，仪器的稳定性，温度的变化都将会对测量精度产生影响。

多探头球面近场测试 系统实在俯仰方向上布置多个宽带低反射的探头进行电子扫描，这样被测天线只需要在方位方向旋转180°就够了，由于电子扫描时瞬时完成的，这使天线测量速度提高了数十倍到上百倍。

3. 现今主流近场多探头OTA系统简介

图4

1.近场天线测试系统主要由以下几部分组成：

a. 多轴扫描架子系统（包括控制驱动器及电缆组件）。

b. 被测天线定位子系统，通常由一个单轴或多轴转台，控制驱动器及电缆组件组成。

c. 射频子系统，包括发射源，接收机及射频电缆组件。

d. 系统主控器及一个负责给扫描架及转台子系统发定位指令，采集测试数据，近远场变

换计算和分析测试结果的系统软件。

2.工作原理：

以16探头暗室为例：

该暗室是在一个环上均匀放置16根天线（有的还有24、32、64、128个等）作为接收天线，环上的天线是交叉极化的。

该环称为星门（Stargate)。它采用多个探头垂直面全方位实时采集待测物在垂直面的数据。当一个探头工作时，其它探头50欧匹配，从而不对其工作造成影响。因各要求不同，待测物也放置在一个转台上，转台每转过一个角度，15个探头会快速扫描一次成一个圆面，这样很快就能获得数据，此时测试出的数据是近场的数据，系统软件会根据近场-远场转换算法对数据进行变换进而得到远场（直接法）的数据。

这种测试速度很快，虽然相对精度稍有降低，却极大的满足了研发阶段对测试效率的追求。

好了，今天的干货就分享到这里。祝大家假期快乐。如果有天线购买或测试需求，可以找我哦~

OTA近场测量是什么？资深工程师这样说

正文

请到「今天看啥」查看全文