卫星测试科普（十一）：一文揭秘近场天线测试系统组成

本期我们围绕近场天线测试系统展开说说，之前视频介绍过天线场区和远场测试方案，如果想了解天线基础知识，可以查看本账号下的上一条内容哦！今天我们就来说说天线的平面近场测量系统。

对卫星进行近场测试，主要是为了在受控环境下精确评估其天线的辐射性能（辐射场的幅值和相位）。由于近场测量基本克服了“有限距离效应”，能够在较近的距离内模拟远场条件，有效减少测试场地需求，具有可室内测量，可全天候工作，不会引入因距离带来的误差，减小随机误差同时确保测试结果的准确性和可重复性等一系列优点，且通过合适的软件及成熟的校准理论、有效的补偿各种测量误差，其测量精度甚至可优于远场测量，也是当前高性能天线测量的主要方法之一。

常见的天线近场测量方法有三种：平面扫描法，球面扫描法和柱面扫描法。这些方法分别需要在平面、柱面、球面上采集数据。

球面扫描法通过多个转台，在ϕ和θ坐标系下采集数据，并通过近远场变换得到远区场。球面近场扫描尤其适用于那些不适合平面和柱面测量的全向或近似全向天线。该方法不存在测量面的截断，因此可用于精确测定任意类型的天线的远副瓣。但是球面扫描法需要处理大量的数据，对计算资源和算法效率要求较高。

在卫星通信、雷达探测等领域，对天线方向图的全面性和准确性有极高要求，球面扫描法往往是首选。玖锦科技的球面近场测试系统由多探头环和球面近场转台（可转动）构成，双极化探头频率覆盖600MHz到8GHz，最大被测物尺寸0.75米。被测物放在被测物转台上，被测物的中心尽量放在球面近场的中心点处。

柱面扫描法是将待测天线安装于转台之上，扫描探头位于平行于转台转轴的方向上，通过转动转台及移动探头采集柱面近场数据，经近远场变换得到远场数据。柱面近场扫描适用于扇形波束天线测量，其能量较为集中于一轴，而在另一正交轴上较为分散，如手机基站天线，其辐射方向图大部分局限于俯仰向的小范围内。

平面扫描法是一种在天线近场区（距离天线几个波长范围内）的某一平面上，通过扫描测量电磁场分布，利用数学变换方法反推天线远场特性的测试技术。这项技术适用于高定向性天线测量，如蝶形或者相控阵等，几乎所有接收或发射的能量都穿过平面扫描区域。在三种扫描方法中，平面扫描法的数据处理量最少，计算效率较高。

射频子系统：包括射频开关系统、发射机和接收机，负责信号的生成、接收和程控。核心仪表是矢量网络分析仪或者信号源加频谱仪。

天线测试软件：用于控制测试过程、处理数据和显示测试结果。

天线与探头：用于发射和接收电磁波信号；扫描架与控制器：实现探头在测试平面上的精确移动；

信号处理器：对接收到的信号进行放大、滤波等处理。

玖锦科技具备天线测试系统交钥匙能力，基于自身仪器仪表能力提供综合解决方案。欢迎各位小伙伴留言互动！