高精密天線室內場測試系統及其測試平臺的制作方法

本發明涉及通信測試設備技術領域，尤其涉及一種高精密天線室內場測試系統及其測試平臺。

背景技術：

現有天線室內場測試系統，主要包括發射裝置和接收裝置，兩者之間進行遠場測試時，從測量較小波長的天線時切換到測量較大波長的天線時，需要移動發射裝置或接收裝置中任一者或同時移動兩者，這樣造成需要頻繁移動，且移動距離較大，導致測試效率低。

技術實現要素：

本發明為解決上述技術問題提供一種高精密天線室內場測試系統及其測試平臺，能夠快速切換信號測試路徑以對不同波長的天線進行遠場進試，其結構簡單、操作方便高效。

為解決上述技術問題，本發明提供一種測試平臺，包括：基臺、第一轉臺以及第二轉臺；所述基臺上裝設有可在x-y軸平面水平轉動的轉動機構，所述第一轉臺裝設于所述轉動機構上，所述第二轉臺固設于所述基臺上；所述第一轉臺可借助所述轉動機構在x-y軸平面水平轉動，當所述第一轉臺轉動至第一位置時，所述第一轉臺對準所述第二轉臺構成一路具有第一測試距離的信號測試路徑，所述第一轉臺轉動至第二位置時，所述第一轉臺對準外部的第三轉臺構成一路具有第二測試距離的信號測試路徑；其中，所述第一轉臺可選擇性地作為發射端或者接收端，與之相應地，所述第二轉臺可選擇性地作為接收端或發射端。

進一步地，所述轉動機構與所述第一轉臺之間設置有可在x軸方向移動的第一直線移動機構，所述第一直線移動機構支撐固定于所述轉動機構上，所述第一轉臺支撐固定于所述第一直線移動機構上，借助所述轉動機構在x-y軸平面內的轉動，所述第一直線移動機構可以移動至x-y軸平面的任意位置，進而帶動所述第一轉臺移動至x-y軸平面的任意位置。

進一步地，所述第一直線移動機構上支撐固定有可在z軸方向移動的第二直線移動機構，所述第一轉臺支撐固定于所述第二直線移動機構上，進而所述第一轉臺可以在所述第二直線移動機構的帶動下在z軸方向移動。

進一步地，所述第一直線移動機構包括第一支撐板、轉動連接于所述第一支撐板上的第一滾珠絲杠、套設于所述第一滾珠絲杠的第一螺母滑塊以及與所述第一滾珠絲杠聯動的第一伺服電機；所述第二直線移動機構包括第二支撐板、轉動連接于所述第二支撐板上的第二滾珠絲杠、套設于所述第二滾珠絲杠的第二螺母滑塊以及與所述第二滾珠絲杠聯動的第二伺服電機；所述轉動機構包括設置于所述基臺上的支撐座、設置于所述支撐座內的第三伺服電機和輸入軸與所述第三伺服電機輸出軸連接的第一減速機；所述第一減速機的輸出軸支撐固定所述第一支撐板，所述第一螺母滑塊支撐固定所述第二支撐板，所述第二螺母滑塊連接固定所述第一轉臺。

進一步地，所述第一轉臺包括第一安裝座、第一轉動單元以及第一安裝盤；所述第一安裝座支撐固定于所述第二直線移動機構上，所述第一轉動單元支撐固定于所述第一安裝座上且可在垂直于x-y軸平面的平面上轉動，所述第一轉動單元與所述第一安裝盤固定連接進而帶動所述第一安裝盤在垂直于x-y軸平面的平面上轉動；所述第二轉臺包括第二安裝座、第二轉動單元以及第二安裝盤；所述第二安裝座支撐固定于與所述基臺連接的支架上，所述第二轉動單元支撐固定于所述第二安裝座上且可在垂直于x-y軸平面的平面上轉動，所述第二轉動單元與所述第二安裝盤固定連接進而帶動所述第二安裝盤在垂直于x-y軸平面的平面上轉動。

進一步地，所述第一轉動單元包括第四伺服電機和輸入軸與所述第四伺服電機的輸出軸連接的第二減速機，所述第四伺服電機安裝固定于所述第一安裝座上，所述第二減速機的輸出軸與所述第一安裝盤連接；所述第二轉動單元包括第五伺服電機和輸入軸與所述第五伺服電機的輸出軸連接的第三減速機，所述第五伺服電機安裝固定于所述第二安裝座上，所述第三減速機的輸出軸與所述第二安裝盤連接。

進一步地，所述基臺上設置有可在x軸方向移動的第三直線移動機構，所述轉動機構支撐固定于所述第三直線移動機構上；其中，所述第三直線移動機構包括直線導軌和裝設于所述直線導軌上且在所述直線導軌上移動的滑塊，所述轉動機構裝設于所述滑塊上。

進一步地，所述第一測試距離小于等于600mm，所述第二測試距離大于600mm。

進一步地，所述基臺底部設置有多個高度可調的以用于調節所述基臺平衡的支撐部。

為解決上述技術問題，本發明還提供一種高精密天線室內場測試系統，包括如上述任一項實施例所述的具備基臺、第一轉臺及第二轉臺的測試平臺，還包括第三轉臺；所述基臺上裝設有可在x-y軸平面水平轉動的轉動機構，所述第一轉臺裝設于所述轉動機構上，所述第二轉臺固設于所述基臺上；所述第一轉臺可借助所述轉動機構在x-y軸平面水平轉動，當所述第一轉臺轉動至第一位置時，所述第一轉臺對準所述第二轉臺構成一路具有第一測試距離的信號測試路徑，所述第一轉臺轉動至第二位置時，所述第一轉臺對準所述第三轉臺構成一路具有第二測試距離的信號測試路徑；其中，所述第一轉臺可選擇性地作為發射端或者接收端，與之相應地，所述第二轉臺可選擇性地作為接收端或發射端，所述第三轉臺可選擇性地作為接收端或發射端。

本發明的高精密天線室內場測試系統及其測試平臺，具有如下有益效果：

通過在同一基臺上設置第一轉臺和第二轉臺，且第一轉臺可以轉動至第一位置對準第二轉臺構成一路具有第一測試距離的信號測試路徑，或者轉動至第二位置對準外部的第三轉臺構成另一路具有第二測試距離的信號測試路徑，能夠快速切換信號測試路徑以對不同波長的天線進行遠場進試，其結構簡單、操作方便高效。

附圖說明

圖1是本發明實施方式高精密天線室內場測試系統的結構示意圖。

圖2是圖1所示高精密天線室內場測試系統中測試平臺的側剖圖。

圖3是圖1所示高精密天線室內場測試系統中測試平臺的俯視圖。

圖4是圖1所示高精密天線室內場測試系統中第三轉臺的結構示意圖。

圖5是沿圖4所示b-b的剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施方式對本發明進行詳細說明。

結合圖1至圖3進行參閱，本發明提供一種高精密天線室內場測試系統，測試時，該高精密天線室內場測試系統常放置于暗室2內。其中該高精密天線室內場測試系統包括一具有基臺11、第一轉臺12以及第二轉臺13的測試平臺1，還包括一第三轉臺3。

具體而言，測試平臺1中：基臺11上裝設有可在x-y軸平面水平轉動的轉動機構14，第一轉臺12裝設于轉動機構14上，第二轉臺13固設于基臺11上。測試時，第一轉臺12可借助轉動機構14在x-y軸平面水平轉動，如當第一轉臺12轉動至第一位置時，第一轉臺12對準第二轉臺13構成一路具有第一測試距離的信號測試路徑；如當第一轉臺12轉動至第二位置時，第一轉臺12對準外部的第三轉臺3構成一路具有第二測試距離的信號測試路徑。

該第一測試距離通常可以較于第二測試距離小，比如在一實施例中，該第一測試距離小于等于600mm，第二測試距離大于600mm，當然，第一測試距離和第二測試距離也可以根據需求設置為其他。相較于傳統高精密天線室內場測試系統只有一套發射端和一套接收端，采用傳統架構不適合毫米波各類天線的測試，而本發明采用具備第一轉臺12和第二轉臺13的測試平臺1和位于測試平臺1外部的第三轉臺3，因而相當于兩個子系統溝通的遠場，可以滿足高增益和低增益微波和毫米波天線的測試，相對靈活彌補了傳統方案的一些不足。

在一較佳實施例中，轉動機構14與第一轉臺12之間設置有可在x軸方向移動的第一直線移動機構15，第一直線移動機構15支撐固定于轉動機構14上，第一轉臺12支撐固定于第一直線移動機構15上，借助轉動機構14在x-y軸平面內的轉動，第一直線移動機構15可以移動至x-y軸平面的任意位置，即在轉動機構14的配合下，第一直線移動機構15可以向x軸方向和y軸方向任意移動，進而帶動第一轉臺12移動至x-y軸平面的任意位置。通過在x-y軸平面內的轉動，第一轉臺12可以選擇性地對準第二轉臺13或第三轉臺3。并且，可以將第一直線移動機構15的移動精度設置為0.02mm，分辨率≤0.01mm，以保證其移動的精確性，其調節速度可以設置為0.05mm～10mm/s。

在一較佳實施例中，第一直線移動機構15上支撐固定有可在z軸方向移動的第二直線移動機構16，第一轉臺12支撐固定于第二直線移動機構16上，進而第一轉臺12可以在第二直線移動機構16的帶動下在z軸方向移動。通過設置第二直線移動機構16在z軸方向移動，是為了更好地在高度方向上對準第二轉臺13或第三轉臺3。可以將第二直線移動機構16的移動精度設置為0.02mm，分辨率≤0.01mm，以保證其移動的精確性，其調節速度可以設置為0.05mm～10mm/s。

在一具體實施例中，第一直線移動機構15包括第一支撐板151、轉動連接于第一支撐板151上的第一滾珠絲杠152、套設于第一滾珠絲杠152的第一螺母滑塊153以及與第一滾珠絲杠152聯動的第一伺服電機154，其中，第一伺服電機154與第一滾珠絲杠152之間可以通過齒輪或者帶輪結合皮帶的方式實現聯動。第二直線移動機構16包括第二支撐板161、轉動連接于第二支撐板161上的第二滾珠絲杠162、套設于第二滾珠絲杠162的第二螺母滑塊163以及與第二滾珠絲杠162聯動的第二伺服電機164，其中，第二伺服電機164與第二滾珠絲杠162之間也可以通過齒輪或者帶輪結合皮帶的方式實現聯動。轉動機構14包括設置于基臺11上的支撐座140、設置于支撐座140內的第三伺服電機141和輸入軸與第三伺服電機141輸出軸連接的第一減速機142。其中，第一減速機142的輸出軸支撐固定第一支撐板151，第一螺母滑塊153支撐固定第二支撐板161，第二螺母滑塊163連接固定第一轉臺12。其中，轉動機構14可以在0°～360°范圍內轉動，轉動機構14的調節精度≤+/-0.005deg，分辨率≤+/-0.002deg以確保精度，轉動機構14的轉動速度為0.05deg/s～3.0deg/s。

在一具體實施例中，第一轉臺12包括第一安裝座121、第一轉動單元122以及第一安裝盤123。第一安裝座121支撐固定于第二直線移動機構16上，第一轉動單元122支撐固定于第一安裝座121上且可在垂直于x-y軸平面的平面上轉動，第一轉動單元122與第一安裝盤123固定連接進而帶動第一安裝盤123在垂直于x-y軸平面的平面上轉動。

第二轉臺13包括第二安裝座131、第二轉動單元132以及第二安裝盤133。第二安裝座131支撐固定于與基臺11連接的支架130上，第二轉動單元132支撐固定于第二安裝座131上且可在垂直于x-y軸平面的平面上轉動，第二轉動單元132與第二安裝盤133固定連接進而帶動第二安裝盤133在垂直于x-y軸平面的平面上轉動。

其中，第一轉動單元122包括第四伺服電機1221和輸入軸與第四伺服電機1221的輸出軸連接的第二減速機（圖未示），第四伺服電機1221安裝固定于第一安裝座121上，第二減速機的輸出軸與第一安裝盤123連接；第二轉動單元132包括第五伺服電機1321和輸入軸與第五伺服電機1321的輸出軸連接的第三減速機（圖未示），第五伺服電機1321安裝固定于第二安裝座131上，第三減速機的輸出軸與第二安裝盤133連接。

在第一轉動單元122和第二轉動單元132的配合下，可以實現對待測對象物如天線的極化調節。其中，第一轉動單元122和/或第二轉動單元132均可以在0°～360°范圍內轉動，其調節精度≤+/-0.005deg，分辨率≤+/-0.002deg以確保精度，轉動速度為0.05deg/s～3.0deg/s。

在一較佳實施例中，基臺11上還可以設置有可在x軸方向移動的第三直線移動機構17，轉動機構14支撐固定于第三直線移動機構17上。其中，第三直線移動機構17包括直線導軌171和裝設于直線導軌171上且在直線導軌171上移動的滑塊172，轉動機構14裝設于滑塊172上，其中具體為轉動機構14中支撐座140裝設于滑塊172上，第三伺服電機141和第一減速機142穿過滑塊172、支撐座140并連接至第一直線移動機構15中的第一支撐板151。舉例而言，該第三直線移動機構17的移動行程可以設置為1000mm，第一直線移動機構15和/或第二直線移動機構16的移動行程可以設置為400mm。對于第一直線移動機構15和第三直線移動機構17同方向設置時，可以手動調節第三直線移動機構17，實現快速粗調，再結合第一直線移動機構15進行精調，從而達到需要的第一測試距離。

在一具體實施例中，可以在基臺11底部設置多個高度可調的以用于調節基臺11平衡的支撐部18。

請結合圖4和圖5進行參閱，其中，該第三轉臺3可以具備三軸運動能力，對應可實現極化、俯仰、下方位調節的功能，以對待測對象物如天線進行多種參數的測量。具體的，該第三轉臺3包括：基座31、轉動連接于基座31上且具有一對向設置的側壁的支座32、以及轉動連接于支座32兩側壁上的安裝座33。具體而言，基座31內設有第一伺服電機311和第一減速機312，第一減速機312的輸入軸與第一伺服電機311的輸出軸連接，第一減速機312的輸出軸與支座32連接，第一伺服電機311轉動帶動第一減速機312轉動進而使得支座32能夠跟隨第一減速機312的輸出軸轉動進而相對于基座31轉動。其中，支座32可在0°～360°之間任意角度范圍內進行轉動。實現下方位的調節。

進一步地，支座32外壁設有第二伺服電機321和第二減速機322，安裝座33轉動連接于支座32上，第二減速機322的輸入軸與第二伺服電機321的輸出軸連接，第二減速機322的輸出軸與安裝座33連接，第二伺服電機321轉動帶動第二減速機322轉動進而使得安裝座33能夠跟隨第二減速機322的輸出軸轉動進而相對于支座32轉動。其中，安裝座33可在－90°～90°之間任意范圍內進行轉動。實現俯仰角的調節。

更進一步地，安裝座33內設有第三伺服電機331和第三減速機332，第三減速機332的輸入軸與第三伺服電機331的輸出軸連接，第三減速機332的輸出軸可拆卸地連接有安裝盤34。該安裝盤34可以用于可拆卸地安裝發射源。其中，安裝盤34可在0°～360°之間任意角度范圍內進行轉動。實現極化角度的調節。

天線的對準對天線測試異常重要，因而無論是第一轉臺與第二轉臺之間的對準，或者是第一轉臺與第二轉臺之間的對準，本發明采用如上軸（xyz）和運動模式都允許接收端和發射端能夠通過電子控制完成高精密的點對點對準，這對于超高交叉極化測試有極大的好處。

上述實施例中，其中，第一轉臺12可選擇性地作為發射端或者接收端，與之相應地，第二轉臺13可選擇性地作為接收端或發射端，第三轉臺3可選擇性地作為接收端或發射端。在其它實施例中，第二轉臺13和/或第三轉臺3數量可以不僅限于一個，而視需要布設多個。本發明中，通常可以將第一轉臺12作為接收端使用，而將第二轉臺13、第三轉臺3作為發射端使用，舉例可以具備完整的在40～750ghz緊縮場源天線和高增益外場源天線的幅值和相位方向圖、交叉極化、增益及前后比等測試能力。當然，在一些其他情況或需求下，比如由于第一轉臺12因為結構較復雜存在金屬反射體較多的問題，進而將第一轉臺12作為接收端時可能在個別頻點引入干擾，因此本發明允許并建議將第一轉臺12從作為接收端變為作為發射端，相應地，將第二轉臺13、第三轉臺3從作為發射端變為接收端，這樣用戶可以不變換硬件和場地即可完成對比試驗，有效檢驗多徑反射帶來的誤差，提升天線測試精度。本發明還提供一種測試平臺，對于該測試平臺的描述請參閱前文，此處不再一一贅述。

本發明的高精密天線室內場測試系統及其測試平臺，具有如下有益效果：

通過在同一基臺11上設置第一轉臺12和第二轉臺13，且第一轉臺12可以轉動至第一位置對準第二轉臺13構成一路具有第一測試距離的信號測試路徑，或者轉動至第二位置對準外部的第三轉臺13構成另一路具有第二測試距離的信號測試路徑，能夠快速切換信號測試路徑以對不同波長的天線進行遠場測試，其結構簡單、操作方便高效。

以上僅為本發明的實施方式，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。