识别天线阵列中的故障元件

您的任务

天线阵列被广泛用于卫星和雷达等不同应用中。波束成形是天线阵列的一个主要优势， 有助于灵活控制天线辐射方向图，进而更加有效地确保波束指向更为精确。正因如此，大规模 MIMO 天线在 5G 基础设施中发挥重要作用，此类设施包括移动回程网络、点到点天线和基站。这些阵列可在 5G 网络中通过超可靠低延迟通信发射大量数据。

天线阵列的设计和生产复杂性应得到正视。特别需要注意的是，如果不同生产单元的射频基片参数各不相同，那么微带贴片天线阵列等平面设计容易出现相位误差。尽管天线阵列的射频性能和 3D 天线方向图可通过空口测试进行测量，但如果测量结果与预期情况不符，会发生什么？每个天线元件都可能出现故障，但是如果通过反复试验的方式来检测 64 × 64 天线阵列的故障则非常耗时，且成本高昂。因此，寻找更加有效的替代解决方案可以节省大量的时间和成本。

罗德与施瓦茨解决方案

为了解决这个问题，罗德与施瓦茨开发出理想解决方案，用以有效识别天线阵列中出现幅度和相位问题的故障元件。此解决方案需要结合天线暗箱和优质矢量网络分析仪，例如使用配备 R&S®AMS32 OTA 性能测量软件的 R&S®ZVA 矢量网络分析仪。此装置根据 R&S®AMS32 中使用的快速不规则天线场变换算法 (FIAFTA) 进行近远场变换。

检测天线阵列中的故障元件时，首先需进行天线场测量并至少涵盖天线阵列的主波束区域。借助 3D 定位器，探头天线在方位角和仰角方向移动，以在采样网格中执行测量。测量完成后，在后处理过程中应用 FIAFTA 算法，以便在任意形状的物体上绘制电场等效面电流和磁场等效面电流。两种等效面电流被绘制成图，能够轻松显示和区分天线阵列的功能性元件和故障元件。

天线测试暗箱

根据空间和频率要求，您可以选择使用 R&S®ATS1000 天线测试暗箱或 R&S®WPTC 无线性能测试暗箱。R&S®ATS1000 是一款移动式、紧凑型暗箱，工作频率范围为 18 GHz 至 87 GHz，适用于直径最大为 40 cm 的被测设备。R&S®WPTC 更加灵活，涵盖 400 MHz 至 90 GHz 的频率范围，适用于直径最大为 1.2 m 的被测设备。

R&S®AMS32 和 FIAFTA 算法

R&S®AMS32 是罗德与施瓦茨开发的基线测量软件，可支持所有相关的 OTA 和天线测量。R&S®AMS32-K50 近远场变换选件可以根据 FIAFTA 算法进行准确的近远场变换。此算法由德国慕尼黑工业大学开发，并已被证明与远场测量结果高度相关。为直观显示所有形状的等效电流，需要使用 R&S®AMS32-K52 和 R&S®AMS32-K52U 选件。这些选件有助于轻松识别天线阵列中的故障元件。

主要特性和优点

• 高效识别故障，优化产品上市时间
• 在研发阶段识别故障
• 在生产阶段的采样测试中识别故障
• 验证模拟和数字移相器
• 验证相位分布的均匀性
• 重复检验多个天线阵列
• 快速进行目视检查