1、导言
智能天线技能的研讨起始于20世纪60年代，开端的研讨对象是雷达天线阵，首要意图是进步雷达的功能和电子对抗的才能。跟着移动通讯的开展及对移动通讯电波传达、组网技能、天线理论等方面研讨的逐步深化，数字信号处理芯片处理才能不断进步，使用数字技能在基带构成天线波束成为可能。到了20世纪90年代，阵列处理技能引进移动通讯范畴，很快构成了一个新的研讨热门——智能天线。其间，我国在享有独当一面知识产权的TD-SCDMA技能中，就现已成功地引进了智能天线技能。从某种程度上能够说，智能天线是3G差异于2G体系的要害标志之一。
智能天线是使用数字信号处理技能发生空间定向波束，使天线的主波束盯梢用户信号抵达方向，旁瓣或零陷对准搅扰信号抵达方向，使用多个天线单元空间的正交性和信号在传输方向上的不同，将同频率或一起隙、同码道的信号差异开来，最大极限地使用有限的信道资源。它在进步体系通讯质量、缓解无线通讯事务日益开展与频谱资源缺乏的对立以及下降体系全体造价和改进体系管理等方面，都具有共同的长处。
已然智能天线有如此多的优点，那么跟着TD-SCDMA体系商用化的脚步越来越近，作为T D-SCDMA体系的要害技能之一的智能天线技能也越来越得到我们的注重，因而智能天线的测验办法也就显得至关重要。
2、智能天线的分类
智能天线依照类型能够分为全向智能天线阵和定向智能天线阵。
关于定向智能天线阵来说，包含以下三类测验参数。
（1）电路参数。包含垂直面电下倾角预设置值、垂直面电下倾角精度、垂直面机械下倾规模；输入阻抗、各单元端口驻波比、相邻单元端口隔离度、每端口接连波功率容量。
（2）校准参数。包含校准端口至各单元端口的耦合度、校准端口至各单元端口起伏最大差错、校准端口至各单元端口相位最大差错、校准端口驻波比、校准通道耦合方向性。
（3）功能参数。包含各单元端口有源输入回波损耗、垂直面半功率波束宽度、垂直面上部榜首旁瓣按捺和下部榜首零点填充；单元波束水平面半功率波束宽度、增益、前后比交叉极化比（轴向）和交叉极化比（±60°规模内）；事务波束水平面半功率波束宽度、视轴增益、水平面旁瓣电平缓前后比、播送波束水平面半功率波束宽度、视轴增益、视轴增益Φ=±60°处电平下降、半功率波束宽度内的电平动摇。
关于全向智能天线阵来说，也能够分为三类测验参数。
（1）电路参数。包含垂直面电下倾角预设置值、垂直面电下倾角精度；输入阻抗、各单元端口驻波比、相邻单元端口隔离度、每端口接连波功率容量。
（2）校准参数。包含校准端口至各单元端口的耦合度、校准端口至各单元端口起伏最大差错、校准端口至各单元端口相位最大差错、校准端口驻波比、校准通道耦合方向性。
（3）功能参数。包含各单元端口有源输入回波损耗、垂直面半功率波束宽度、垂直面上部榜首旁瓣按捺和下部榜首零点填充；单元波束水平面半功率波束宽度、增益、前后比交叉极化比（轴向）和交叉极化比（±60°规模内）；事务波束水平面半功率波束宽度、视轴增益、水平面旁瓣电平、播送波束视轴增益、方向图圆度。
3、智能天线的测验项目及测验办法
下面针对智能天线不同于一般天线的测验项目进行介绍。
首要，智能天线比一般天线增加了校准端口，首要是为了动态地校准各个单元端口的起伏和相位的一致性，校准的精确与否直接决议了智能天线的使用作用，因而，对校准端口至各单元端口起伏最大差错和校准端口至各单元端口相位最大差错提出了相应的要求。在测验的过程中，校准端口与每个馈电端口构成一个校准通道，对恣意端口进行丈量得到相位/起伏差错，在相同频点上取一切丈量值之间的最大差错即得到本目标。
校准电路参数的丈量暗示如图1所示。
图1
丈量过程如下：
（1）将被测天线装置在契合丈量条件的自由空间或模仿自由空间；
（2）按丈量体系要求进行体系校准；
（3）将丈量体系与被测天线的校准端口和第i个馈电端口相连接，被测天线的其他端口一概接匹配负载，在作业频率规模内进行传输系数S（i，CAL）的丈量；
（4）重复过程（3），测验一切端口的S（i，CAL）值。
测出校准端口CAL至多个辐射端口i的传输系数S（i，CAL）后，对一切测验的S（i，CAL）值别离求模和求相角，将一切模曲线和相角曲线别离画在两张图中，比较并别离求出最大的模（即起伏）差错和相位差错。
其次，是各单元端口有源输入回波损耗。
有源输入回波损耗差异于一般的回波损耗的当地在于它是在各个单元端口均有输入信号，且是构成不同方向波束的情况下的回波损耗，因而将它叫作有源输入回波损耗，丈量暗示如图2所示。
图2
有源输入回波损耗间接丈量过程如下：
（1）将被测天线装置在契合丈量条件 的自由空间或模仿自由空间；
（2）按丈量体系要求进行体系校准；
（3）将丈量体系与被测天线的第i个馈电端口相连接，被测天线的其他端口一概接匹配负载，在作业频率规模内进行复反射系数Sii的丈量，丈量的Sii读数便是第i个馈电端口的自反射系数；
（4）将丈量体系与被测天线的第i个和第j个馈电端口相连接，被测天线的其他端口一概接匹配负载，在作业频率规模内进行传输系数Sij的丈量，测验的Sij读数便是第j个馈电端口到i个馈电端口的传输系数；
（5）重复（3）、（4）过程，丈量一切端口的Sii和Sij的值；
（6）依据矩阵公式：［b］=［S］［a］，能够求出恣意幅/相鼓励ai对应的反射信号bi，然后求出第i个辐射端口的复反射系数Γi=bi/ai，依据复反射系数能够求出第i个馈电端口相应的有源输入回波损耗为20lg（Γi）；
（7）求一切辐射端口有源回波损耗的最大值；
（8）重复过程（6）给出扫描角为0°、±30°、±45°、±55°的幅/相鼓励ai，求相应的有源回波损耗，重复过程（7），求一切有源回波损耗的最大值。
第三，智能天线比其他天线增加了单元波束、播送波束和事务波束的概念。
单元波束是指智能天线阵列中恣意馈电端口在其他一切端口都接匹配负载时发射或接纳到的辐射方向图。关于智能天线来说，单元波束的目标要求与一般天线的要求差异不大，因而在此不进行要点介绍。
播送波束是指对智能天线阵列施加特定的起伏和相位鼓励所构成的全向掩盖或扇区掩盖的辐射方向图。
关于定向智能天线，播送波束能够分为30°、65°、90°和100°，别离对应于不同扇区的掩盖要求。关于全向智能天线，播送波束应为360°掩盖，因而对其圆度提出了相应的要求。
不同的天线厂商，因为工艺和规划方法不同，播送波束的幅相加权系数也有所差异，因而要求天线厂商供给不同播送波束相应的幅相加权系数。
事务波束是指对智能天线阵列施加特定的起伏和相位鼓励所构成的在作业角域内具有恣意波束指向扫描以及具有高增益窄波束的方向图。
定向智能天线的榜首种波束是指波束为天线端口输入等幅同相信号得到的波束；另一种为各列单元的鼓励起伏均匀且鼓励相位呈线性递加（差分相位规定为，其间：为作业频段的中心频点的波长、d为相邻列的水平方向间隔、=60°）时所得到的增益。
关于全向智能天线的榜首种波束，依照以下公式：
其间，i=1，2，……N，N=8（关于8列阵）。
核算出相应天线端口的起伏和相位，然后进行鼓励即可得到榜首种波束，其间为每个作业频段的中心频点。
以增益丈量为例，单元波束、事务波束和播送波束的测验均能够选用图3所示的测验框图。
测验条件如下。
（1）被测天线与源天线具有相同的极化方法。
（2）被测天线和源天线之间丈量间隔应满意
式中：L——源天线与被测天线间隔（m）；
D——被测天线最大尺度（m）；
d——源天线最大辐射尺度（m）；
——测验频率波长（m）。
（3）被测天线应装置于场强根本均匀的区域内，场强应预先用一个半波偶极天线在被测天线的有用天线体积内进行检测，假如电场改变超越1.5 dB，则以为试验场是不可用的；此外，增益基准天线在两个正交极化面上测得的场强差值应小于1 dB。
（4）丈量用信号发生器、接纳机等丈量设备和外表应具有杰出的稳定性、可靠性、动态规模和丈量精度，以保证丈量数据的正确性。丈量用外表应有计量合格证，并在校验周期内。
丈量开端前，应准备好与丈量参数相对应的天线阵列幅相加权馈电网络，在对其幅相加权值承认的一起，要在非被测网络单元端接匹配负载的情况下，别离丈量出总的馈电输入端口到各阵列单元输入端口传输系数的模|Si，j|（dB），并使用公式：
（其间N为阵列单元馈电端口数），求出与丈量参数对应的天线阵列加权馈电网络的插入损耗Ln。
开端丈量时，有必要将被测天线和增益基准天线替换做水平缓俯仰调整，以保证每一天线在水平缓俯仰上的最佳指向，使其接纳的功率电平为最大。
丈量过程如下
（1）增益基准天线与源天线对准，经过转接，使增益基准天线与接纳机相连接，此刻接纳机接纳功率电平为P1（dBm）。
（2）被测天线经过带有相应馈电端口所需加权值的馈电网络转接，使被测天线与接纳机相连，然后经过丈量调整使它与源天线对准，此刻，接纳机接纳功率电平为P2（dBm）。
（3）重复过程（1）和（2），直至P1和P2丈量的重复性到达能够承受的程度。
（4）被测天线某频率点的增益G按下式汁算：
G=G0+（P2-P1）+N式中：
G0——基准天线的增益（dBi）；
N——计入了对应天线阵列加权馈电网络插入损耗Ln后的接纳机输入端别离到被测天线和增益基准天线输出端通路衰耗的修正值（dB）。
（5） 在同一个作业频带内，丈量高、中、低三个频率点，并核算分贝平均值。
（6）依据电功能要求中的不同增益界说，设置阵列馈电网络各输出端口的幅相加权值，先测出馈电网络相应的插入损耗，然后重复过程（4）和（5），别离进行相应增益测验。
功能判据为
关于每个作业频段都进行高、中、低三个频点增益的测验，平均值应满意增益目标的要求，并且高、中、低三个频点增益的最差值不能小于增益目标1.0，不然，断定不合格。
方向图圆度（全向天线）、半功率波束宽度、前后比、交叉极化比和天线电下倾角的丈量办法同理也能够参阅增益的测验框图和测验过程进行，在此就不具体介绍了。
4、小结
智能天线测验的杂乱度比一般天线要杂乱得多，只要做好了以上的测验，才能对智能天线的功能进行全面的查核，将智能天线的优势发挥出来。
