一種天線傳輸性能調試方法
【專利摘要】本發明涉及天線技術，提出了一種天線傳輸性能調試方法，通過有性能保障的天線A2和其與待調試天線A1間的空間傳輸系數S21，來獲得待調試天線A1的最佳調整方式，通過最佳調整方式對待調試天線A1進行調整，從而改善天線的傳輸性能。這種調試方法不僅簡單易行，而且具備較好的操作精度，便于調試天線的傳輸特性。
【專利說明】一種天線傳輸性能調試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及天線技術，特別是天線傳輸性能調試方法。
【背景技術】
[0002]天線是無線電子設備的必要構成之一，典型結構單元如圖1所示，包括:饋電點，阻抗匹配網絡，輻射單元，電介質基材等。
[0003]通過仿真工具設計的天線，理論上的性能一般滿足或高于工程上的要求，但其在實際的無線系統中的性能因受到諸多因素的影響，而需要調試天線的前端阻抗、饋電點位置、及輻射單元尺寸等才能保證天線的最佳傳輸性能。所述諸多因素包括:電介質基材的損耗；金屬導體有限的電導率及趨膚效應、阻抗損耗等；空間輻射損耗；周圍金屬物體存在
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[0004]天線的傳輸性能指標參數一般包括但不限于:
[0005]1.諧振頻率(fd):也即天線的中心頻率，一般該頻點位于天線通頻帶的中心位置。
[0006]2.通頻帶(BW3tffi):通頻帶表示天線的應用頻帶寬度,理論上天線均可以接收或者可以發射任何位于通頻帶內的信號。
[0007]3.回波損耗(Sll):回波損耗衡量的就是電子裝置射頻前端電路和天線之間的匹配情況，匹配狀況越好回波損耗的值也就越小。
[0008]4.駐波系數(VSWR):常用電壓駐波系數衡量，表征傳輸路徑上最大電壓的幅值與最小電壓的幅值之比，該參數可以在矢量網絡信號分析儀上直接按下Format測試SWR得到。
[0009]5.天線隔離度:適用于多天線的情形，用于衡量天線之間的隔離情況。
[0010]本發明提出了一種天線傳輸性能調試方法，通過有性能保障的天線A2和其與待調試天線Al間的空間傳輸系數S21，來獲得待調試天線Al的最佳調整方式，通過最佳調整方式對待調試天線Al進行調整，從而改善天線的傳輸性能。這種調試方法不僅簡單易行，而且具備較好的操作精度，便于調試天線的傳輸特性。
【發明內容】
[0011]本發明給出了一種天線傳輸性能調試方法，具體步驟包括:
[0012](I)選擇合適的調試場地后，放置天線Al、A2，其中天線Al為經過諧振頻率、通頻帶、回波損耗、駐波系數四項指標測試且均合格的待調試全向天線，天線A2為經過全面應用驗證滿足實際使用要求的全向天線；
[0013](2)將連接有射頻同軸線的矢量網絡信號分析儀進行傳輸校準；
[0014](3)通過所述射頻同軸線將天線A1、A2分別連接到矢量網絡信號分析儀的兩個端Π ；
[0015](4)將矢量網絡信號分析儀的顯示模式設置為觀察空間傳輸系數S21的模式，將Al作為發射天線，將A2作為接收天線；[0016](5)在天線測試頻段內設定天線通頻帶中心頻點f用于觀察S21的值；通過上、下、左、右、前、后移動A2，確保A2不處于信號接收的盲區，固定A2，標記A2的固定位置為P2 ；移動Al，找到使頻點f上的S21最大的位置，標記該位置并記為Pl ;記錄Pl位置對應的頻點f的S21參數值大小為Sinitial,以及Al的饋電點位置、輻射單元尺寸和形狀、和阻抗匹配網絡的部件狀態；
[0017](6)調整Al的饋電點位置、輻射單元尺寸和/或形狀、和/或阻抗匹配網絡的部件中的一個或多個，查看S21的值是否變大，如果變大則記下對Al所做的調整方式和此時頻點f對應的S21值，如果沒有變大則不記錄；
[0018](7)再執行步驟(6) N次；其中N為正整數；
[0019](8)記錄N+1次調整中S21值最大值S大所對應的天線Al的調整方式D ；
[0020](9)如果S大大于Sinitial，則使用調整方式D，對天線Al進行調整，獲得調整后的天性All ;否則，將Al作為調整后的天線AU。
[0021]優選地，本方法在步驟(9)之后還包括步驟:
[0022](10)如果S±小于或等于Sinitial，則令S±等于Sinitial ;將All作為接收天線，將A2作為發射天線，并分別固定于步驟(5)確定的位置P2、P1，記錄該情況下頻點f的S21值S ;如果S與S+的差值的絕對值小于某一閾值，則天線All的收發性能一致。
[0023]優選地，1=〈N〈=50。
[0024]優選地，合適的調試場地例如為射頻暗室或空曠環境。
[0025]優選地，天線Al、A2在整個測試過程中的距離大于或等于I米。
[0026]所述閾值優選為0.1db到3db之間的某一值，例如為2db。
[0027]優選地，天線Al、A2均為PCB (印刷電路板)天線。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為典型天線結構單元。
[0029]圖2為優選的天線調試連接拓撲示意圖。
【具體實施方式】
[0030]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。
[0031]步驟1、選擇合適的調試場地后，放置天線A1、A2，其中天線Al為經過諧振頻率、通頻帶、回波損耗、駐波系數四項指標測試且均合格的待調試全向天線，天線A2為經過全面應用驗證滿足實際使用要求的全向天線。
[0032]合適的調試場地優選為射頻暗室或者無線干擾小的空曠環境。調試場地優選地關閉了周邊的無線電子設備。合適的調試場地優選地在天線附件區域無具有金屬表面的物體。A1、A2在整個測試過程中，優選地放置有足夠的直線距離，例如大于或等于I米。
[0033]步驟2、將連接有射頻同軸線的矢量網絡信號分析儀進行傳輸校準。校準時需要包含分別連接兩個天線的兩段射頻同軸線纜。射頻同軸線的長度在該步驟之前可以隨意調節，但在該步驟之后，優選地不再增加或者減小。
[0034]步驟3、通過所述射頻同軸線將天線Al、A2分別連接到矢量網絡信號分析儀的兩個端口，如圖2所示。
[0035]步驟4、將矢量網絡信號分析儀的顯示模式設置為觀察空間傳輸系數S21的模式，將Al作為發射天線，將A2作為接收天線。將矢量網絡信號分析儀的顯示模式設置為觀察空間傳輸系數S21的模式，例如是:切換矢量網絡信號分析儀的功能菜單，使矢量網絡信號分析儀的顯示屏切換為可以觀察S21傳輸曲線參數的模式。
[0036]步驟5、在天線測試頻段內設定天線通頻帶中心頻點f用于觀察S21的值；SPf=fmin+(fmax-fmin)/2,這里fmin代表待調試天線通頻帶的最小頻點，fmax代表待調試天線通頻帶的最大頻點；通過上、下、左、右、前、后移動A2，確保A2不處于信號接收的盲區，固定A2，標記A2的固定位置為P2 ;其中，S21的值一直處于極小值且移動天線A2沒有明顯改觀就意味著天線A2落在接收盲區內。移動Al，找到使頻點f上的S21最大的位置，標記該位置并記為Pl ;記錄Pl位置對應的頻點f的S21參數值大小為Sinitial,以及Al的饋電點位置、輻射單元尺寸和形狀、和阻抗匹配網絡的部件狀態。
[0037]Sinitial的值緊密相關于Al的饋電點位置、輻射單元尺寸和形狀、和阻抗匹配網絡的部件狀態，例如:在其他條件都相同的情況下，Al的輻射單元尺寸不同，一般會出現不同值的Sinitial。再例如，在其他條件都相同的情況下，Al的阻抗匹配網絡內任一部件的狀態值例如電阻值不同，一般會出現不同值的Sinitial。調整Al的饋電點位置、輻射單元尺寸、輻射單元形狀、阻抗匹配網絡的部件中的任意一個部件，一般都可能改變S21參數值大小。
[0038]步驟6、調整Al的饋電點位置、輻射單元尺寸和/或形狀、和/或阻抗匹配網絡的部件中的一個或多個，查看S21的值是否變大，如果變大則記下對Al所做的調整方式和此時頻點f對應的S21值，如果沒有變大則不記錄；
[0039]步驟7、將步驟6再執行N次；其中N為正整數；
[0040]步驟8、記錄N+1次調整中S21值最大值S±所對應的天線Al的調整方式D ；
[0041]步驟9、如果S±大于Sinitial,則使用調整方式D，對天線Al進行調整，獲得調整后的天性All ;否則，將Al作為調整后的天線AU。
[0042]優選地，本方法在步驟9之后還包括:
[0043]步驟10、如果S±小于或等于Sinitial，則令S±等于Sinitial JfAll作為接收天線，將A2作為發射天線，并分別固定于步驟5確定的位置P2、P1，記錄該情況下頻點f的S21值S ;如果S與S+的差值的絕對值小于某一閾值，則天線All的收發性能一致。
[0044]所述閾值優選為0.1db到3db之間的某一值，例如為2db。
[0045]本發明的優點包括但不限于:只需要一臺矢量網絡分析儀和一個測試人員就可以完成天線的一系列調試，實際操作時流程簡潔、方便，而且具備較好的操作精度，便于調試天線的傳輸特性，測試天線用作收、發不同角色時的傳輸性能差異，有效保證天線設計的可靠性和準確性。
[0046]以上是對本發明具體實施例的說明，在具體的實施過程中可對本發明的方法進行適當的改進，以適應具體情況的具體需要。因此可以理解，根據本發明的【具體實施方式】只是起示范作用，并不用以限制本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種天線傳輸性能調試方法，包括以下步驟: (1)選擇合適的調試場地后，放置天線Al、A2，其中天線Al為經過諧振頻率、通頻帶、回波損耗、駐波系數四項指標測試且均合格的待調試全向天線，天線A2為經過全面應用驗證滿足實際使用要求的全向天線； (2)將連接有射頻同軸線的矢量網絡信號分析儀進行傳輸校準； (3)通過所述射頻同軸線將天線Al、A2分別連接到矢量網絡信號分析儀的兩個端口； (4)將矢量網絡信號分析儀的顯示模式設置為觀察空間傳輸系數S21的模式，將Al作為發射天線，將A2作為接收天線； (5)在天線測試頻段內設定天線通頻帶中心頻點f用于觀察S21的值；通過上、下、左、右、前、后移動A2，確保A2不處于信號接收的盲區，固定A2，標記A2的固定位置為P2 ;移動Al，找到使頻點f上的S21最大的位置，標記該位置并記為Pl ;記錄Pl位置對應的頻點f的S21參數值大小為Sinitial,以及Al的饋電點位置、輻射單元尺寸和形狀、和阻抗匹配網絡的部件狀態； (6)調整Al的饋電點位置、輻射單元尺寸和/或形狀、和/或阻抗匹配網絡的部件中的一個或多個，查看S21的值是否變大，如果變大則記下對Al所做的調整方式和此時頻點f對應的S21值，如果沒有變大則不記錄； (7)再執行步驟(6)N次；其中N為正整數； (8)記錄N+1次調整中S21值最大值S±所對應的天線Al的調整方式D； (9)如果S大大于Sinitial,則使用調整方式D，對天線Al進行調整，獲得調整后的天性All ;否則，將Al作為調整后的天線AU。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(9)之后還包括: (10)如果S±小于或等于Sinitial，則令S±等于Sinitial;將All作為接收天線，將A2作為發射天線，并分別固定于步驟(5)確定的位置P2、P1，記錄該情況下頻點f的S21值S ;如果S與S+的差值的絕對值小于某一閾值，則天線All的收發性能一致。
3.如權利要求1-2任一權利要求所述的方法，其特征在于:1=〈N〈=50。
4.如權利要求1-2任一權利要求所述的方法，合適的調試場地為射頻暗室或空曠環境。
5.如權利要求1-2任一權利要求所述的方法，天線A1、A2在整個測試過程中的距離大于或等于I米。
6.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述閾值的范圍在0.1db到3db之間。
7.如權利要求1-2任一權利要求所述的方法，所述天線為PCB天線。
【文檔編號】H04B17/00GK103795482SQ201410043489
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月29日 優先權日:2014年1月29日
【發明者】白劍, 劉建元, 金巍 申請人:浙江網新技術有限公司