单探头球面近场采样装置论文和设计-雒建华

全文摘要

本实用新型公开了一种汽车天线测试方法及单探头球面近场采样装置，其特征在于，它包括天线近场测试工序、天线远场测试工序。单探头球面近场采样装置，其特征在于，包括预置在地下的基座；安装在基座上的钢架；园弧形齿条；坦克链式导轨；设置在圆弧形齿条上的探头基座和控制钢架旋转、探头基座沿圆弧形齿条往返运动的伺服电机，所述钢架包括竖直支撑架和弧形钢架，所述圆弧形齿条和坦克链式导轨设置在弧形钢架上。灵活、准确地解决汽车天线整车测量系统中关键的信息采样难题，并不对共用场地的其它测量系统产生干扰；室内单探头球面近场采样装置降低建设成本、提高测试效率、采样位置可精密控制。

主设计要求

1.一种单探头球面近场采样装置，其特征在于，包括预置在地下的基座；安装在基座上的钢架；设置在钢架上的园弧形齿条和坦克链式导轨；设置在圆弧形齿条上的探头基座和控制钢架旋转、通过坦克链式导轨控制探头基座沿圆弧形齿条往返运动的伺服电机，所述钢架包括竖直支撑架和弧形钢架，所述圆弧形齿条和坦克链式导轨设置在弧形钢架上。

设计方案

2.根据权利要求1所述的单探头球面近场采样装置，其特征在于，所述坦克链式导轨中集中了控制导线、射频电缆、电源线，所述坦克链式导轨一端固定在圆弧形钢架上，一端连接探头基座随探头基座移动。

3.根据权利要求2所述的单探头球面近场采样装置，其特征在于，坦克链式导轨前半段设置有导轮固定在钢架上。

4.根据权利要求1所述的单探头球面近场采样装置，其特征在于，所述钢架上方设有伸展臂，所述伸展臂上设置牵引钢索，牵引钢索一端连接基座另一端连接弧形钢架。

5.根据权利要求1所述的单探头球面近场采样装置，其特征在于，所述圆弧形齿条的齿条弧形大于90度。

6.根据权利要求5所述的单探头球面近场采样装置，其特征在于，所述圆弧形齿条用螺钉固定在弧形钢架的边缘上。

7.根据权利要求1所述的单探头球面近场采样装置，其特征在于，所述伺服电机控制所述钢架绕基座轴心旋转，所述钢架旋转的角度为0-90度。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及车载天线测试技术领域，具体是涉及一种用于汽车天线测试的单探头球面近场采样装置。

背景技术

汽车已成为当前人们的生活的必须品，除了具有安全、方便的交通功能外，汽车亦成为综合通信终端，如：广播、电视、移动互联网、移动电话、蓝牙、自动缴费、导航、自动驾驶等均已综合到汽车中，多种通信设备高度集中，必然使汽车处于非常复杂的电磁环境中，将对汽车安全行驶的控制系统产生影响，增加汽车行驶安全隐患，在汽车研发中，必须对安装于汽车不同位置的通信天线的辐射特性进行精确设计与测量，其参数作为汽车EMC设计的重要依据。然而汽车框架是由金属材料构成的复杂结构，通过仿真计算对天线辐射的影响建模过程非常复杂，运算量很大，准确度不高，在实际工作中都是采用直接测量获得数据。国外车企都建有型式多样的整车测量场地，国内只有极个别整车测试场，主要是因建设需要的场地大，近、远场结合，系统复杂，建设成本非常高。由于汽车中安装使用的各种通信天线工作频率各不相同，覆盖很宽，必须用近场测试系统和远场测试系统相结合解决天线辐射性能测量问题。

近场测量技术代表着天线测量的发展方向。其技术的优点是：所需要的场地小，可以在微波暗室内进行高精度的测量，免去了建造大型微波暗室的困难。近场测量技术受周围环境的影响极小，保证全天候都能顺利进行三维空间全息测量，快速给出天线三维方向图的全部指标，及三维全息数据的先进技术。近场测量应用于汽车天线测量与其它测量天线的要求不同，其一是汽车中使用的天线工作频率覆盖很宽，从500KHz—6000GHz，比一般通信天线更向低频率扩展；其二是汽车本身的体积和重量，需要载重量大的测试转台和很大尺寸的扫描架才能实现精确测量，其三是只需要测量地面以上区域，不需要全方位测量。

汽车天线辐射性能指标和测量方法，目前还没有统一的国际标准，国外车企都按照自己制定的企业标准执行；国内车企基本上参考外企标准，国标还在讨论中。因此，国内很少有能够测量整车的天线测试场，国外的测试场都是早期建造，为了满足现在不断扩展的频率要求，只能不断改造升级。国外使用的场地有“室内近场单探头90°拱”、“室内近场球面多探头”和室外场，室外场因受天气和空间电磁波影响，使用效率低，准确度差，已不再考虑建设。

室内近场测试系统性能比较

我们提出了一种新型“室内单探头球面近场采样装置”，本装置有别于其它测量系统，在降低建设成本、提高测试效率、采样位置可控等方面均有创新。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种灵活、准确地解决汽车天线整车测量系统中关键的信息采样难题，并不对共用场地的其它测量系统产生干扰的汽车天线测试方法。

本实用新型的另一目的是提供一种结构简单，设计合理的单探头球面近场采样装置。

本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种单探头球面近场采样装置，其特征在于，包括预置在地下的基座；安装在基座上的钢架；设置在钢架上的园弧形齿条和坦克链式导轨；设置在圆弧形齿条上的探头基座和控制钢架旋转、通过坦克链式导轨控制探头基座沿圆弧形齿条往返运动的伺服电机，所述钢架包括竖直支撑架和弧形钢架，所述圆弧形齿条和坦克链式导轨设置在弧形钢架上。

作为上述方案的进一步说明，所述坦克链式导轨中集中了所有的控制导线、射频电缆、电源线，所述坦克链式导轨一端固定在圆弧形钢架上，一端连接探头基座随探头基座移动，所述坦克链式导轨前半段设置有导轮固定在钢架上。

作为上述方案的进一步说明，所述钢架上方设有伸展臂，所述伸展臂上设置了两条牵引钢索，所述牵引钢索一端连接基座另一端连接弧形钢架。

作为上述方案的进一步说明，所述圆弧形齿条的齿条弧形大于90度，所述圆弧形齿条用螺钉固定在弧形钢架的边缘上。

作为上述方案的进一步说明，所述伺服电机控制所述钢架绕基座轴心旋转，所述钢架旋转的角度为0-90度。

本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

本实用新型提供的一种灵活、准确地解决汽车天线整车测量系统中关键的信息采样难题，并不对共用场地的其它测量系统产生干扰的汽车天线测试方法。本实用新型提供的室内单探头球面近场采样装置降低建设成本、提高测试效率、采样位置可精密控制。

附图说明

图1所示为本实用新型的汽车天线测试方法的近场测试示意图；

图2所示为本实用新型的汽车天线测试方法的远场测试示意图；

图3所示为本实用新型的单探头球面近场采样装置的结构示意图。

附图标记说明：

1：钢架，2：圆弧形齿条，3：基座，4：牵引钢索，5：坦克链式导轨，6：探头基座，7：探头，8：转台。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本技术方案作详细的描述。

如图1-图2所示，一种汽车天线测试方法，包括汽车天线近场测试工序和汽车天线远场测试工序，所述汽车天线近场测试工序主要采用网络分析仪的第一端口发射频段信号，由发射天线发出，网络分析仪的第二端口对被测试天线接收到的信号进行分析，计算出近场接收电平。发射天线在铅垂面围绕转台8中轴旋转，即可得到被测天线在E面的方向图。

天线远场测试工序主要采用网络分析仪的第一端口发射频段信号，由发射天线发出，网络分析仪的第二端口对被测试天线接收到的信号进行分析，计算出远场接收电平。被测天线在水平面原地旋转，即可得到被测天线在H面的方向图。

如图3所示，一种单探头球面近场采样装置，其特征在于，包括预置在地下的基座3；安装在基座上的钢架1；园弧形齿条2；坦克链式导轨5；设置在圆弧形齿条上的探头基座6和控制钢架旋转、探头基座沿圆弧形齿条运动的伺服电机，所述钢架包括竖直支撑架和弧形钢架，所述圆弧形齿条2和坦克链式导轨5设置在弧形钢架上。

优选地，坦克链式导轨5中集中了所有的控制导线、射频电缆、电源线，所述坦克链式导轨5一端固定在弧形钢架上，一端连接探头基座6随探头基座移动，所述坦克链式导轨5上半段设置有导轮固定在弧形钢架中。伺服电机控制钢架1绕基座3轴心旋转，所述钢架1旋转的角度为0-90度。探头基座6在伺服电机控制下沿圆弧齿条往返运动，可以连续运动，也可以步进，可以运行到轨道上任何指定位置。探头7是一对相互正交的双极化结构，可以是一对阵子，也可以是印刷线路构成，根据实际需要选择合适的探头安装在探头基座上。

进一步优选地，圆弧形齿条2的齿条弧形大于90度，所述圆弧形齿条2用螺钉固定在钢架上。钢架1是由不同规格的钢管、工字钢、槽钢等焊接成型，钢架1和圆弧形齿条2可以分体加工，现场组装，外表面无缝隙粘贴微波吸收材料。钢架上方设有伸展臂，所述伸展臂上设置了两条牵引钢索，所述牵引钢索4一端连接基座另一端连接圆弧形齿条，为了防止钢架在竖直状态下因重力引起变形，在钢架伸展臂上端不同位置设计了两条牵引钢索，用来校准圆弧形齿条的精度。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型提供一种灵活、准确地解决汽车天线整车测量系统中关键的信息采样难题，并不对共用场地的其它测量系统产生干扰的汽车天线测试方法；单探头球面近场采样装置结构简单，设计合理。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

设计图

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