1、简介
与光纤通讯比较，微波点对点通讯有可移植性好、性价比高、不触及土地产权等许多长处。在许多国家，它们现已成为基站间光纤衔接的代替技能，例如在美国、英国，日本等国家，运营商85%以上的基站回传通讯现已选用微波通讯。查询显现全球微波天线年 需求量以每年大约10%的速度增加。此外，商场、公园、车站等公共场所的无线宽频接入的需求也越来越遍及，小基站现已成为盛行的解决计划，该类型通讯体系 的后端点对点回传计划也能够选用微波天线，这些都给微波天线及外围器材供给了很好的商场前景。本文谈及的微波天线首要是指作业在4～86GHz频段的无源 天线。它们使通讯体系在不需求电源模块的情况下具有较高的动态规模和完成宽带模仿信道传输，归于现代点对点无线通讯体系中中心天馈部件。
在尽量少的空间内安置尽可能多的微波天线就需求对天线与天线之间的互扰提出非常严厉的要求，一起对测验体系的精度和动态规模提出了很高的要求。大体上说，衡量这种互扰的首要天线参数有前后比，旁瓣和方向图。本文要点介绍了广东通宇通讯股份有限公司的高精度微波天线远场测验体系，并以Eband ETSI Class4 天线为列给出了一些测验成果。
2、微波天线分类
微波天线能够从多个视点分类，一般业界有以下几种分类办法。
2.1 依照频率和口径分类
微波天线最常见也是遍及被业界认可的分类办法是频段和天线直径，天线出产厂家也根本以此来界说各自的产品编码。表1是各个频率的频带界说，表2是通 宇通讯股份有限公司现已研制成功并能够大批量供货的产品频段和尺度对应表格，值得提的是，尽管微波天线掩盖4－86GHz，大口径天线并非全频段掩盖，这 首要是由于大口径天线一般用于远距离的微波传输，跟着频率增高空间损耗变的难以表现大口径高增益的优势，其他频率越高波束宽度越窄，太高频率的大口径天线 也会使得链路对调成为问题。其他，传统微波天线大约有10％左右的带宽，通宇通讯已连续推出的20％的宽频天线，包含5W, 6W, 7W, 10W, 23W 和27W。
表1 微波天线频率
表2 天线按频段和口径分类列表
2.2 依照极化分类
极化是电磁场的一大特性，在通讯信道中选用正交的极化信号使得在频带不变的情况下信道容量增倍。现在点对点微波通讯体系依照极化分为单极化，双极化2种，其间前两种相对老练，图1和图2别离是通宇公司出产的两款单极化和双极化微波天线产品。
图1 单极化微波天线 图2 双极化微波天线
2.3 依照功能等级分类
依据天线方向图特性，不同国家拟定了不同的规范用以描绘微波天线等级和差异。业界中最为常用的是ETSI规范，它针对点对点天线辐射包络图的凹凸制 定了Class1－Class4等级。现在商场上热销的点对点微波天线归于Class 3等级，而Class 4天线具有更高的前后等到方向图包络要求，现已成为各大厂家活跃开发的下一代产品。图3和图4是通宇通讯股份有限公司开发的Class3和Class4天 线方向辐射图测验成果。能够看出天线要满ETSI的规范，其方向图曲线低于ETSI指定的Class3和Class4包络之上限。Class4天线比照 Class3天线，它要求天线方向图压得更低，前后比更高，这使得在有限空间规模内能够布置更多数量的微波天线。
图3 ETSI Class 3 天线方向图 图4 ETSI Class 4
天线方向图
天线厂家针对不同的商场，充沛证明自己天线的功能用于满意世界各地客户的需求。例如TYA06U38S和TYA06E38S是通宇公司两款微波天线 产品，满意ETSI Class 3等级的天线选用了超高功能天线代码‘U’，满意ETSI Class 4等级的天线则选用异高功能天线代码‘E’来表明，它们别离代表了0.6m口径作业在38GHz的C3 和C4单极化天线。
2.4 依照运用场景分类
图5 p2mp 微波天线Azimuth切面方向图 图6 p2mp 微波天线Elevation
切面方向图
图7 点对多点扇形天线
微波天线的运用场景首要是指电场景，是指微波天线在建立无线电链路的场合，其分为点对点（p2p） 微波天线和点对多点(p2mp)微波天线两种。由于其运用场合不同，微波天线的辐射特性要求也不同。例如用于代替光纤这种单点对单点传输的微波天线，它们 的三维方向图要具有相似铅笔光束（Pencil beam）的特性，其二维切面方向图需具有图3或图4所示的作用。而用于多点掩盖的微波天线其特性相似惯例的基站天线，意图是在大视点规模内完成信号播 报，因而p2mp的微波天线三维方向图要具有扇形（Fan beam）的特征，其二维方向图须具有图5和图6所示的作用。图7是通宇通讯规划的能够用于点对多点通讯的扇形天线。
3、高精度远场测验体系
3.1体系需求
选用传统的微波暗室测验体系来测验之前说到C4天线和Eband（80GHz）天线是比较困难的，原因是比较于传统的测验体系，他们对体系的动态规模，准确度提出了更高的要求。为了得出体系需求的一般要求，咱们以以下的Eband Class-4天线为列做具体阐明：
天线直径：φ=0.6m
作业频率：71GHz-86GHz
半功率角：0.5度
增益：50dBi
前后比：70dB
界说起伏可容忍量σ为最大
3.2体系规划
1)体系框图
如图8所示，是体系的框图，该体系选用信号源，频谱仪的最典型的远场测验体系的构架。发射端放置在地上，接纳端和中心操控体系放置在7层楼楼顶，两头的视距（LOS）和地上构成一个夹角，这关于测验高前后比的天线是非常有利的，由于天线能够直接对向天空。
图8 体系框图
2)体系的硬件
如图9(a)所示，别离是发射端支架和信号源，如图9(b)所示为接纳端转台，图9(c)为接纳端的一些设备。
(a) (b)
(c)图9 体系硬件
3)体系的软件
和其他测验体系相同，软件的规划要求对其电机，频谱仪等设备能准确的操控， 要求测验数据的核算和终究的显现快速有用。关于当时的测验体系，有两个亮点是值得一提的，第一是一切的四个轴都支撑“肯定形式”，“相对形式“和“归一化 形式”，而且能够自在和独立的操控，如图10所示；第二是为了测验具有极高前后比或许说是测验需求极高动态规模的天线，规划了一个长途频谱仪操控体系，这 个规划使频谱仪能够长途取得射频传输损耗和校对参数，如图11所示。
图10 测验体系显现 图11 长途操控体系
3.3测验举例
如上所述的测验体系在广东通宇通讯股份有限公司现已成功研制成功并投入运用，该体系能够有用的测验现在的ETSI Class3 天线和 未来的ETSI Class 4 天线。在测验中发现，精度能够到达前后比大于75dB和半功率角小于0.5度。 如图12(a)所示为一个在86GHz的0.3m的Class 4天线的方向图测验成果，如图12(b)所示为86GHz的0.3m的Class 3天线的方向图测验成果。
(a) (b)
图12 测验成果
4、总结 Conclusion
综上所述，本文介绍了点对点无线通讯中的无源微波天线和高精度远场测验体系，介绍这些产品的功能和分类办法，介绍了高进展长途测验体系的架构和软硬件构成，并简述了本行业的发展趋势。
