CN110460400B 一种阵列天线总辐射功率的测量方法、装置和系统 （中兴通讯股份有限公司）

术产业园科技南路中兴通讯大厦法务部,JonasFriden,AidinRazavi,AndersStjernman.Angularsampling,TestSignal,andNearFieldAspectsforOver-页.,JonasFriden,AidinRazavi,AndersStjernman.Angularsampling,TestSignal,andNearFieldAspectsforOver-页.本发明实施例公开了一种阵列天线总辐射点位置测量等效全向辐射功率EIRP，根据所述EIRP确定TRP。本发明实施例相对于传统的角度2根据所述归一化波矢空间内的均匀采样点确定角度空间内对应的确定所述阵列天线在波矢空间的瑞利分辨率，根据所述3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述阵列天线在波矢空间的瑞利分辨根据所述阵列天线的阵列尺寸和信号波长确定所述阵列天线在波矢空间的瑞利分辨确定所述阵列天线在角度空间的瑞利分辨率，将角度空间的瑞Kyr=λDy,Kzr=λDz其中Kyr、Kzr为阵列天线在波矢空间的瑞利分辨率，Dy和Dz分确定第一零点波束宽度FNBW，根据所述FNBW确定所述阵列天在包含最大辐射功率点的球形坐标系的俯仰面上和方位面上测量其中θr和分别为阵列天线在球形坐标系θ和P方向的瑞利分辨率，FNBWθ和FNBW,设置所述阵列天线在归一化波矢空间内采样点的栅格间距小于等于所3度空间(0,p)的变换关系为：其中Kgrid,y和Kgrid,z分别为归一化波矢空间内采样点在y方向和z方为采样点的归一化波矢，俯仰角θn和方位角pm,n为归一化波矢离散采样点(A,,pmn)上的EIRP。非均匀采样点确定模块，用于根据所述归一化波矢空间内的均所述测试机用于：确定阵列天线在归一化波矢空间内采样点的栅格间4[0001]本申请涉及无线通信技术领域，尤指一种阵列天线总辐射功率(TotalRadiatedGeneration，5G)移动通信技术应运而生，它包含了多项新技术，包括大规模阵列天线指的是利用波长在毫米量级的电磁波(频率为30GHz～300GHz)作为基站接入网络载体的通[0004]在传统低频段(Sub6GHz)TRP测量中，美国无线通信和互联网协会(CTIA)规范以[0005]本发明实施例提供了一种阵列天线TRP的测量方法、装置和系统，以降低测量误[0008]按照所述步进栅格间距确定采样点，在所述采样点位置测量等效全向辐射功率56[0040]图11是本发明应用实例的采用均匀采样方案的阵列天线TRP的测量方法的流程[0041]图12是本发明应用实例的采用非均匀采样方案的阵列天线TRP的测量方法的流程[0044]在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中[0049]在传统低频段(Sub6GHz)TRP测量中，美国CTIA规范以及中国通信行业标准YD/T7[0051]既然传统的15。扫描间隔TRP测试方案不能有效应用于毫米波阵列天线TRP的测国KeySight公司、法国MVG公司等)采用的常规方案是以θgrid、pgrid不大于1。的步进测量[0054]本发明实施例提出一种阵列天线TRP的测量方法、装置和系统，可以降低测量误[0056]通常，根据代表性实施例，可以使用微波暗室来进行具有毫米波阵列天线的EUT[0057]图2是根据代表性实施例的用于测量毫米波AAS设备的TRP的暗室OTA测试系统示[0058]参考图2，系统200配置为测量EUT210的TRP，该EUT210包括远端射频单元RRU测试。这也就是说不能简单地测试阵列天线212的辐射性能和RRU211的发射和接收链路性8[0064]图3是根据代表性实施例的以EUT210上阵列天线212为参考点的坐标系示意图。z)来表示，其中Ky和Kz分别表示的是归一化波矢投影在y轴和z轴上的大z)存在一个空间变换关系。y采样定律，只要在θ方向和方向上采样间隔小于瑞利分辨率，即sin-1(λ/D)和sin-1(y的采样间隔小于Dy和Dz对应的瑞利分辨率时，离散采样几乎不会丢失该等效矩形阵列的信方向图上的采样间隔小于Dy和Dz对应的瑞利分辨率时，离散采样几乎不会丢失该等效矩形矩形阵列在y方向和z方向上的边长为该非规则形状的阵列在y方向上和z方向上最大尺寸。只要采样间隔不丢失该矩形阵列信息，积分所得的TRP数值可以反映真实的TRP的真实值。9[0077]根据所述阵列天线的阵列尺寸和信号波长确定所述阵列天线在角度空间的瑞利pr取值较小时，也可以按照如下方式根据所述阵列天线的阵列尺寸和信号[0085]其中，对于无法准确获知天线阵列尺寸情况(比如不易打可以在包含最大辐射功率点的球形坐标系的俯仰面上和方位面上测量主[0088]其中θr和pr分别为阵列天线在球形坐标系θ和方向的瑞利分辨率，FNBWθ和FNBW,分别为球形坐标系的俯仰面上和方位面上方向图的FNBW。[0091]也就是说，采样步进间距应不大于阵列天线在球形坐标系θ和方向的瑞利分辨电波暗室转台初始角度变化时，TRP计算结果出现了超过14dB的误差波动；若阵列规模更[0105]根据所述阵列天线的阵列尺寸和信号波长确定所述阵列天线在角度空间的瑞利天线的阵列尺寸和信号波长确定所述阵列天线在角度球形坐标系的俯仰面上和方位面上测量主波[0114]其中θr和pr分别为阵列天线在球形坐标系θ和方向的瑞利分辨率，FNBWθ和FNBW,分别为球形坐标系的俯仰面上和方位面上方向图的FNBW。[0122]图7(a)和(b)分别是根据代表性实施例的一个8×16矩形阵列410的模拟方向图和看到由颜色最倾向于深色的线条组成的网格，这些网格点和组成网格的深色曲线条正是pgrid的取值分别与对应的瑞利分辨率相同，因此取值点包含了p-0俯仰面和θ=90°方位度减少。非均匀采样方案测试效率相对于均匀采样方案有明显提升(前者测试效率是后者率确定所述阵列天线在归一化波矢空间内采样点的[0134]根据所述阵列天线的阵列尺寸和信号波长确定所述阵列天线在波矢空间的瑞利[0141]其中，对于无法准确获知天线阵列尺寸情况(比如不易打可以在包含最大辐射功率点的球形坐标系的俯仰面上和方位面上测量主[0144]其中θr和分别为阵列天线在球形坐标系θ和方向的瑞利分辨率，FNBWθ和FNBW,分别为球形坐标系的俯仰面上和方位面上方向图的FNBW。[0151]步骤803，根据所述归一化波矢空间内的均匀采样点确定角度空间内对应的非均(0,pmn)。其中θn和[0154]步骤804，在角度空间按照球形坐标系中的非均匀采样点(0,pnn)位置测量[0157]其中Kgrid,y和Kgrid,z分别为归一化波矢空间内采样点在y方向和z方向上的栅格间[0158]为采样点的归一化波矢，关系式指代的是在中只取其模值小于1[0159]俯仰角θn和方位角pmn为归一化波矢离散采样点对应的角度空间的离散取值，也即完成了模值小于1筛选的归一化波矢离散采样点对应[0160]EIRP(Q,pnn)为在角度空间离[0161]公式(7)也可以在波矢空间进行表述，此时参数θn和pmn可通过空间变换公式K,=sinosinp,Kz＝cosθ,用归一化波矢在y和z方向上的电波暗室转台初始角度变化时，TRP计算结果出现了超过14dB的误差波动；若阵列规模更[0165]栅格间距确定模块901，用于确定阵列天线在归一化波矢空间内采样点的栅格间[0166]均匀采样点确定模块902，用于根据所述栅格间距确定归一化波矢空间内的均匀[0167]非均匀采样点确定模块903，用于根据所述归一化波矢空间内的均匀采样点确定[0168]TRP确定模块904，用于在角度空间按照球形坐标系中的非均匀采样点位置测量[0172]根据所述阵列天线的阵列尺寸和信号波长确定所述阵列天线在波矢空间的瑞利[0182]其中θr和pr分别为阵列天线在球形坐标系θ和方向的瑞利分辨率，FNBWθ和FNBW,分别为球形坐标系的俯仰面上和方位面上方向图的FNBW。[0184]设置所述阵列天线在归一化波矢空间内采样点的栅格间距小于等于所述瑞利分K,=sinosino,k。=cos0o[0194]其中Kgrid,y和Kgrid,z分别为归一化波矢空间内采样点在y方向和z方向上的栅格间[0195]为采样点的归一化波矢，俯仰角θn和方位角pmn为归一化波矢离散采样点(0,pmn)上的EIRP。[0196]上述公式也可以在波矢空间进行表述，此时参数θn和pmn可通过空间变换公式[0199]所述测试机250用于：确定阵列天线212在归一化波矢空间内[0200]图10(a)和(b)是根据代表性实施例的一个8×16矩形阵列的模拟方向图和非均匀该相等的间距可由角度空间中的第一零功率波束宽度表示，即sin(FNBW,2)和sin(FNBWθ/2)，分别对应于归一化波矢空间在y方向和z方向的瑞利分辨率Kyr=λ/Dy和Kzr=λ/[0203]图11和图12是与前述系统有关的包括均匀和非均采样方案的几种应用实例的流[0210]步骤1141，确定均匀采样的间隔θgrid和pgrido正如描述图7(b)采样图时所提到的那样，采样的间隔θgrid和pgrid分别小于且尽量趋近于瑞利分辨率θr和pro其中最经济有效[0211]步骤1142，测试机250通过确定好的采样间隔计算出主波束所在前半球面处各个220和测量天线支架232转向制定的采样点方位(实际的采样过程可以是大圆切法，也可以是圆锥切法)。接着测量天线系统230和功率接收仪表240对这些采样点方位处EIRP值进行[0220]步骤1141，确定均匀采样的间隔θgrid和pgrido正如描述图7(b)采样图时所提到的那样，采样的间隔θgrid和pgrid分别小于且尽量趋近于瑞利分辨率θr和pre其中最经济有效[0221]步骤1142，测试机250通过确定好的采样间隔计算出主波束所在前半球面处各个采样点方位(o,pmn),确定采样点数，估算采样时间，并控制转台220和测量天线支架[0223]下面的应用实例是在归一化波矢空间进行均匀采样，即角度空间非均匀采样方[0225]此应用实例中天线尺寸已知，在y方向和z方向分别是Dy和Dz，图10(b)采样图时所提到的那样，采样点的栅格间隔Kgrid,[0231]步骤1242，测试机250通过确定好的采样间隔计算出归一化波矢空间各个离散采在空口能进行长距离传输的电磁模都是辐射模式。在归一化波矢空间筛选完采样点以后，(0,,pmn)。然后进入步骤1244。和P,-FNBW,l2计算瑞利分辨率。[0243]步骤1232，利用变换公式(5)将角度空间瑞利分辨率θr和pr变换到归一化波矢空[0245]步骤1242，测试机250通过确定好的采样间隔计算出归一化波矢空间各个离散采在空口能进行长距离传输的电磁模都是辐射模式。在归一化波矢空间筛选完采样点以后，(0,qn)。然后进入步骤1244。介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时