[发明专利]环形缩距天线测试装置

说明书

一种环形缩距天线测试装置，包含一组环形主反射面，单组或多组辅反射面，及单组或多组讯号馈入器。主反射面为一环形反射面，其凹陷朝向环形中心轴线上。辅反射面几何形状依费马原理之波特性原理求得。如要产生多组分别由不同方向朝向环形中心轴线之平面波，可利用环形反射面上朝向环形中心轴线之不同区块，及其相对应不同讯号馈入器之位置，则其相对应之多组辅反射面几何形状可算出。本发明可在天线测试静区产生多组不同方向之入射平面波，同时供单组或多组天线在不同方向的天线辐射场型量测，且可快速量测二维及三维天线辐射场型。

技术领域

本发明涉及通过环形的反射面，结合不同多组辅反射面，及多组讯号馈入器，产生多组不同方向入射平面波到测试静区内的装置，供不同位置天线同时间量测天线场型(Radiation pattern)之装置。

背景技术

目前在量测天线的辐射场型时，需将天线置于可接收到类似理想之入射平面波(Plane wave)区域，理想平面波为波前(Wavefront)之电场(Electric field)振幅(Amplitude)大小相同，波前之电场相位(Phase)大小相同的区域，此条件下之区域称为测试静区(Quiet zone)。如要达到理想之平面波，待测天线与发射源距离需无限远及电波传播过程没有多重路径反射(Multiple reflections)，折射(Refraction)，或绕射(Diffraction)等发生，因此平面波视规格需求，波前(Wavefront)之电场(Electricfield)振幅(Amplitude)，及波前之电场相位(Phase)大小，可允许稍微放宽，例如市面上之现有远场微波暗室测试静区规格(如测试静区大小为D，λ为波长，量测距离R为2D²/λ时之波前之电场二次方相位差22.5度，加上电波多重路径反射或绕射等影响)，为电场振幅变动±1分贝(Decibel)，电场相位波纹(ripple)为±6度。如波长越短(频率越高)，为了维持同样测试静区大小D，量测距离R需增加，相对地，微波暗室之空间也需变大。

为了在有限空间下有较大之测试静区，且测试静区大小不受频率影响，现有的天线场型量测装置，主要是采缩距式天线量测场(CATR，Compact Antenna Test Range)装置执行，而现有的缩距式天线量测装置主要可分二种，单一反射面之缩距式天线量测场，及双反射面之缩距式天线量测场。单一反射面之缩距式天线量测场由偏心之部分抛物面为主要反射面，馈源置于抛物面之焦点(Focus)位置上，馈源辐射之球面波经抛物面反射后，就可得平面波，如考虑较佳之天线功率效率(Antenna power efficiency)下，此缩距式天线辐射量测场测试静区小。双反射面之缩距式天线辐射量测场，常见主反射面为偏心之部分抛物面(Paraboloid)为主要反射面，辅反射面几何形状为部分之椭圆面(Ellipsoid)或部分之双曲面(Hyperboloid)，辅反射面之内(或外)焦点(Focus)与抛物面之焦点重叠，馈源置于辅反射面之外(或内)焦点，馈源辐射之球面波经辅反射面反射后，为等效虚拟馈源置于辅反射面之内(或外)焦点辐射之球面波，这球面波经主要反射面反射后为平面波，如考虑相同天线功率效率(Antenna power efficiency)下，双反射面构成之测试静区比单一反射面构成之测试静区大。

要使以上两种缩距式天线量测场测试静区内，平面波之波前电场振幅及电场相位波纹(ripple)变化小，除了反射面表面几何形状失真小外，反射面之边缘需特别处理，反射面之边缘处理，常见为边缘增加多个锯齿型状(Serrated edge)之反射面，或边缘采用往后翻之滚边(Rolled edge)型式，愈多之反射面之边缘处理将增加成本及复杂度。另外，如要多个平面波由不同方向进入测试静区，供测试静区内待测载具上不同位置且不同指向之多个天线辐射场型测试，则须多组缩距式天线量测场之安排，由于主反射面为抛物面，因此增加架设复杂度及空间须求。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种除了低复杂度及节省空间需求外，且在量测场测试静区内有多个不同方向之入射平面波，供载具上不同位置及不同方向之多天线同时间量测各别场型之环形缩距天线测试装置。