ES3054956T3

ES3054956T3 - Method, apparatus and system for measuring total radiated power of array antenna

Info

Publication number: ES3054956T3
Application number: ES19799439T
Authority: ES
Inventors: Yanchun Zhuang; Hua Gao; Kunjing Zhong; Fei Xue
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2018-05-07
Filing date: 2019-05-06
Publication date: 2026-02-09
Anticipated expiration: 2039-05-06
Also published as: CN110460400B; CN113225147A; CN113225147B; EP3817249A1; CN110460400A; KR102481050B1; CA3099603A1; WO2019214570A1; US20240014907A1; US11804913B2; EP3817249C0; EP3817249A4; US12191920B2; US20210167870A1; EP3817249B1; KR20210008379A

Abstract

En las realizaciones de la presente invención se describe un método, aparato y sistema para medir la potencia radiada total (PRT) de un array de antenas. El método comprende: determinar la resolución de Rayleigh de un array de antenas en un espacio angular y establecer la inclinación de la rejilla de un punto de muestreo según dicha resolución; determinar el punto de muestreo según la inclinación de la rejilla, medir la potencia isótropa radiada equivalente (PIRE) en la posición del punto de muestreo y determinar la PRT según la PIRE. Según las realizaciones de la presente invención, se reducen los errores de medición con respecto a un modo de prueba convencional que utiliza rejillas de inclinación angular θgrid y φgrid de 15°; además, mediante la transformación espacial normalizada de los vectores de onda, se reduce aún más el número de puntos de muestreo y se mejora la eficiencia de la medición. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Método, aparato y sistema para medir la potencia radiada total de una antena de matriz

[0003] Campo técnico

[0004] La presente solicitud se refiere al campo técnico de las comunicaciones inalámbricas y, en particular, a un método, aparato y sistema para medir la potencia radiada total (TRP) de una antena de matriz.

[0005] Antecedentes

[0006] A medida que se hace cada vez más exigente el contenido con mayor calidad, mayor definición y una velocidad de respuesta más rápida, surge la tecnología de comunicación móvil de 5ª generación (5G), que incluye múltiples técnicas nuevas, tales como la antena de matriz de entrada múltiple salida múltiple masiva (MIMO masiva), la formación de haces y las comunicaciones de ondas milimétricas. La técnica de comunicación de ondas milimétricas se refiere principalmente a una técnica de comunicación en la que se usan ondas electromagnéticas con longitudes de onda milimétricas (frecuencias que varían desde 30 GHz a 300 GHz) como portadora para una estación base que accede a una red. La intervención de la técnica de ondas milimétricas ha reducido el tamaño de un elemento a una escala milimétrica. La técnica de antena de matriz de MIMO masiva se utiliza ampliamente en productos de comunicación de 5G. El número de unidades de elementos de una antena de matriz varía de 128 a 256, incluso hasta 512. Todos estos casos tienen instancias de aplicación con éxito. El diseño de circuitos de ondas milimétricas y la aplicación de la antena de matriz de MIMO masiva requieren la integración de un sistema de antena activa (AAS) y una unidad remota de radio (RRU).

[0007] En el proyecto de asociación de 3ª generación (3GPP), la norma TS38.104 estipula que una estación base integrada de AAS de onda milimétrica pertenece a un equipo de 5G de tipo 2-0, y un índice de radiofrecuencia de la estación base integrada de AAS de onda milimétrica necesita medirse en una cámara de ondas milimétricas de una manera aérea (OTA). La TRP de la estación base es un elemento de prueba de OTA clave y una base para medir múltiples índices de radiofrecuencia, tal como la potencia de salida de la estación base, los espurios y la relación de fuga del canal adyacente (ACLR).

[0008] En una medición de TRP tradicional en una banda de baja frecuencia (sub 6 GHz), la especificación de la Asociación Estadounidense de Telecomunicaciones Celulares e Internet (CTIA) y la norma de la industria de comunicaciones china YD/T 1484 estipulan que las cuadrículas de paso angularθcuadrícula

yφcuadrícula

ambas son de 15°. Sin embargo, para una estación base de antena con de MIMO masiva de onda milimétrica, la especificación de prueba mencionada anteriormente conduce a errores de medición relativamente grandes.

[0009] JONAS FRIDVEN ET AL: "Angular sampling, Test Signal, and Near Field Aspects for Over-The-Air Total Radiated Power Assessment in Anechoic Chambers" XP081225881 and ERICSSON: "TP to TR 37.843: TRP test method for unwanted emissions for eAAs BS" borrador del 3GPP R4-1805047 son documentos de la técnica anterior.

[0010] Sumario

[0011] Las realizaciones de la presente divulgación proporcionan un método, aparato y sistema para medir la TRP de una antena de matriz, para reducir los errores de medición. La invención se especifica mediante las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas están definidas en las reivindicaciones dependientes. En la siguiente descripción, aunque numerosas características pueden designarse como opcionales, se reconoce, no obstante, que ninguna de las características comprendidas en las reivindicaciones independientes ha de interpretarse como opcional. En comparación con una manera de prueba tradicional que usa las cuadrículas de paso angularθcuadrícula

yφcuadrícula

de 15°, las realizaciones de la presente divulgación reducen los errores de medición y, adicionalmente, a través de una transformación del espacio vectorial de onda normalizado, se reduce aún más el número de puntos de muestreo y se mejora la eficiencia de la medición.

[0012] Otras características y ventajas de la presente divulgación se desarrollarán en lo sucesivo en el presente documento en la descripción y, además, se volverán parcialmente evidentes a partir de la descripción, o se entenderán a través de la implementación de la presente divulgación. El objeto y otras ventajas de la presente divulgación pueden implementarse y obtenerse a través de estructuras expuestas en la descripción, las reivindicaciones y los dibujos.Breve descripción de los dibujos

[0013] Los dibujos se usan para proporcionar un entendimiento más profundo de los esquemas de la presente divulgación, constituyen una parte de la descripción, explican los esquemas de la presente divulgación junto con realizaciones de la presente solicitud, y no limitan los esquemas de la presente divulgación.

[0014] La Figura 1 muestra una gran fluctuación de un valor de TRP calculado en un caso en que varían ángulos de exploración inicialesθyφ, yθcuadrícula

yφcuadrícula

de una matriz de 8x16 elementos que cada uno tiene un espaciado de exploración de 15°.

[0015] La Figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema de prueba de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0016] La Figura 3 es un sistema de coordenadas espaciales de un entorno de prueba de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0017] La Figura 4(a) es un diagrama esquemático de una matriz de elementos rectangulares regulares.

[0018] Las Figuras 4(b) y 4(c) son cada una un diagrama esquemático de una matriz irregular.

[0019] La Figura 5 es un diagrama de flujo de un método para medir TRP de una antena de matriz usando un esquema de muestreo uniforme de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0020] La Figura 6 es un diagrama esquemático de un aparato para medir TRP de una antena de matriz usando un esquema de muestreo uniforme de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0021] Las Figuras 7(a) y 7(b) son cada uno un desarrollo plano bidimensional de un patrón tridimensional simulado de una antena experimental en un espacio angular.

[0022] La Figura 8 es un diagrama de flujo de un método para medir TRP de una antena de matriz usando un esquema de muestreo no uniforme de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0023] La Figura 9 es un diagrama esquemático de un aparato para medir TRP de una antena de matriz usando un esquema de muestreo no uniforme de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

[0024] Las Figuras 10(a) y 10(b) son cada uno un desarrollo plano bidimensional de un patrón tridimensional simulado de una antena experimental en un espacio vectorial de onda normalizado.

[0025] La Figura 11 es un diagrama de flujo de un método para medir TRP de una antena de matriz usando un esquema de muestreo uniforme de acuerdo con una instancia de aplicación de la presente divulgación.

[0026] La Figura 12 es un diagrama de flujo de un método para medir TRP de una antena de matriz usando un esquema de muestreo no uniforme de acuerdo con una instancia de aplicación de la presente divulgación.

[0027] La Figura 13 es un diagrama de distribución de errores de TRP calculados en dos dimensiones deθcuadrícula

yφcuadrícula

en un caso dondeθcuadrícula

yφcuadrícula

de una matriz de 8x16 elementos que varía cada uno de 1° a 30°.

[0028] Descripción detallada

[0029] Las realizaciones de la presente divulgación se describen a continuación en detalle junto con los dibujos. Cabe señalar que, si no hay colisión, las modalidades descritas en el presente documento y las características de las mismas pueden combinarse entre sí.

[0030] Las etapas ilustradas en los diagramas de flujo entre los dibujos se pueden realizar, por ejemplo, por un sistema informático que puede ejecutar un conjunto de instrucciones ejecutables por ordenador. Además, aunque se ilustran secuencias lógicas en los diagramas de flujo, las etapas ilustradas o descritas pueden realizarse en secuencias diferentes de las descritas en el presente documento en algunos casos.

[0031] En la actualidad, la TRP se puede medir en una cámara de ondas milimétricas usando una plataforma giratoria tridimensional. El proceso incluye las siguientes etapas: se fija un equipo bajo prueba (EUT) en una plataforma giratoria y se mide la potencia radiada isótropa equivalente (EIRP) del EUT a través de una sonda de recepción en un campo lejano. La distribución de EIRP en un campo esférico de antena se mide usando el método de la tangente cónica o el método de la tangente de círculo grande en un sistema de coordenadas esféricas. Finalmente, la TRP se calcula con referencia a la fórmula (citada de 3GPP TS37.843) que se describe a continuación.

[0034]

[0036] De acuerdo con la fórmula (1), la TRP se calcula basándose en NxM veces la medición de EIRP. Los valores de N y M dependen de las cuadrículas de paso deθyφ:

[0037]

[0040] En una medición de TRP tradicional en una banda de baja frecuencia (sub 6 GHz), la especificación estadounidense CTIA y la norma de la industria de comunicaciones china YD/T 1484 estipulan que las cuadrículas de paso angularθcuadrícula

yφcuadrícula

ambas son de 15°.

[0041] Usando como ejemplo una antena de matriz de 128 elementos madura (dispuesta en 8x16), una señal de transmisión está a 30 GHz, las cuadrículas de pasoθcuadrícula

yφcuadrícula

en una medición esférica ambas son de 15°, y la TRP se mide de acuerdo con el esquema tradicional (es decir, pasos de medición en YD/T 1484). Para observar cuantitativamente los errores de medición, la posición inicial de EIRP de medición en una esfera varía de 1° a 15°. Haciendo referencia a la Figura 1, se obtiene una curva de variación de un valor de prueba final de la TRP con respecto a un valor real de la TRP. Un espaciado unitario de la antena de matriz es 0,52, la abscisa se refiere a una posición de un punto de inicio de exploración. Este espaciado de exploración tradicional de 15° generalmente se aplica a equipo terminal sub 6 GHz. En la Figura 1 se puede observar que, usando un espaciado de exploración de 15°, un resultado calculado de la TRP fluctúa alrededor de 14 dB a medida que varía la posición del punto de inicio. La razón principal es que el primer ancho de haz nulo (FNBW) de una antena de matriz de ondas milimétricas es menor que un FNBW de un haz de antena sub 6 GHz tradicional. Para un espacio de densidad de energía esférica de una antena de estación base de onda milimétrica, el muestreo de cuadrícula angular de acuerdo con 15° provoca resultados de medición distorsionados. Por lo tanto, el espaciado de exploración de 15° ya no puede reflejar con precisión el valor de la TRP. Es necesario aumentar el número de puntos y aumentar la densidad de exploración.

[0042] Dado que el esquema de prueba de TRP tradicional con un espaciado de exploración de 15° no se puede aplicar de manera efectiva a la medición de TRP de la antena de matriz de onda milimétrica, es necesario actualizar el esquema de prueba tradicional e incluso diseñar un esquema de prueba completamente nuevo para abordar esta situación. La técnica para medir la TRP de la antena de matriz de MIMO masiva de ondas milimétricas aún está bajo estudio. En la actualidad, un esquema convencional adoptado por cámaras de onda milimétrica bien conocido (como KeySight Company de Estados Unidos y MVG Company de Francia) es medir la EIRP usando cuadrículas de pasoθcuadrícula

yφcuadrícula

no mayores que 1°, obtener un patrón tridimensional fino y a continuación calcular la TRP. Sin embargo, este método teóricamente requiere al menos 360x180 veces la medición y la eficiencia no es alta.

[0043] En una palabra, el algoritmo de TRP tradicional que usa la cuadrícula de 15° ya no es aplicable a la medición de la potencia radiada total de la antena de matriz de onda milimétrica de una estación base de 5G. Sin embargo, el esquema convencional que usa un paso de aproximadamente 1° en la cámara conduce a demasiados puntos de muestreo y la eficiencia de la medición es baja.

[0044] Las realizaciones de la presente divulgación proporcionan un método, aparato y sistema para medir TRP de una antena de matriz, que puede reducir los errores de medición y mejorar la eficiencia de la medición.

[0045] El entorno de prueba se describe a continuación.

[0046] En general, de acuerdo con una realización de ejemplo, se puede usar una cámara de microondas para una caracterización de campo lejano completa de un EUT (por ejemplo, incluyendo una cadena de transmisión y una cadena de recepción) que tenga la antena de matriz de onda milimétrica. Además, se pueden usar al menos una antena de prueba, un enlace de recepción y un dispositivo de detección para probar la distribución de la energía radiada.

[0047] La Figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema de prueba de OTA de cámara para medir TRP de un equipo de AAS de onda milimétrica de acuerdo con una realización de ejemplo.

[0048] Haciendo referencia a la Figura 2, el sistema 200 está configurado para medir la TRP de un EUT 210. El EUT 210 incluye una unidad remota de radio (RRU) 211 y una antena de matriz 212. La antena de matriz 212 y la RRU 211 están estrechamente integradas para formar un dispositivo integrado, tal como se muestra mediante una línea discontinua de puntos. A diferencia del caso en el que una RRU y un sistema de antena están separados y se pueden medir de forma independiente, un canal de transmisión y un canal de recepción del EUT 210 están conectados directamente a una unidad de la antena de matriz 212. En las realizaciones descritas, la antena de matriz 212 puede ser una antena dispuesta en un tipo de matriz u otras antenas dispuestas irregularmente, y la energía de onda electromagnética radiada puede estar en una banda de onda milimétrica.

[0049] Dado que la antena de matriz 212 y la RRU 211 están integradas entre sí sin una conexión de radio, la antena de matriz no se puede probar de forma aislada. Esto significa que los índices de máquina de radiofrecuencia completos, incluyendo el EIRP, la TRP, una sensibilidad omnidireccional equivalente (EIRS) y una sensibilidad omnidireccional total (TIS), no se pueden calcular simplemente probando el rendimiento de radiación de la antena de matriz 212 y el rendimiento de enlace de transmisión y recepción de la RRU 211. Las mediciones necesitan realizarse en el EUT 210 simultáneamente.

[0050] El EUT 210 está fijado sobre una plataforma giratoria 220. La plataforma giratoria 220 puede girar en un plano horizontal y en un plano de inclinación.

[0051] El sistema de antena de prueba 230 incluye una antena de prueba 231, un soporte fijo de antena 232 y un cable de prueba 233. La antena de prueba 231 puede ser una única antena o múltiples antenas. El soporte fijo de antena 232 está configurado para fijar la antena de prueba 231 y puede moverse en un espacio tridimensional. La antena de prueba 231 está conectada a un detector de potencia 240 a través del cable de prueba 233. El detector de potencia 240 puede ser un analizador de red vectorial, un espectrómetro, un medidor de potencia o similar.

[0052] El EUT 210, la plataforma giratoria 220, el soporte fijo de antena 232 y el detector de potencia 240 están conectados a una máquina de prueba 250. La máquina de prueba 250 puede configurarse para controlar la transmisión y recepción del EUT 210, la rotación de la plataforma giratoria 220, el movimiento del soporte fijo de la antena 232 y la transmisión y recepción del detector de potencia 240, registrar, procesar datos de prueba relevantes incluyendo el valor del EIRP y registrar un registro.

[0053] Durante todo el proceso de prueba, el entorno de la cámara anecoica completa está aislado del entorno externo por un material absorbente 260 y una pared exterior de cámara 270, para simular el caso de un espacio infinito.

[0054] La Figura 3 es un diagrama esquemático de un sistema de coordenadas que tiene un punto de referencia de la antena de matriz 212 en el EUT 210 de acuerdo con una realización de ejemplo. Un eje x es básicamente consistente con una dirección normal del plano de matriz de antenas. Un ejeyy un ejezcorresponden respectivamente a una dirección horizontal y a una dirección vertical. En este punto se usan dos coordenadas espaciales para describir direcciones. Una es un espacio angular, que está representado por (θ,φ) en un sistema de coordenadas esféricas. Por ejemplo, una dirección de vector de onda calibrada como (90°, 0°) significa apuntar a la dirección del ejex. El otro es un espacio vectorial de onda normalizado, que está representado por (Ky,Kz) en un sistema de coordenadas cartesianas.KyyKzindican respectivamente el tamaño de un vector de onda normalizado proyectado en el ejeyy en el ejez. Por ejemplo, una dirección de vector de onda calibrada como (0, 0) significa apuntar a la dirección del eje x. Existe una relación de transformación espacial entre el espacio angular(θ, φ)y el espacio vectorial de onda normalizado (Ky,Kz).

[0055] La Figura 4 muestra varias disposiciones de unidades de matriz en la antena de matriz 212 de acuerdo con una realización de ejemplo. La Figura 4(a) muestra una matriz rectangular común, un espaciado unitario en la matriz rectangular es d, y cada unidad es generalmente un cuadrado con una longitud de lado a. Las longitudes de los lados de la matriz rectangular en la direcciónyy en la direcciónzson respectivamenteDyyDz.Dado que el espaciado unitario d es generalmente λ/2 y la longitud de lado a no es mayor que el espaciado unitario d, las longitudes de lado de una matriz de MXN satisfacen queDy≈ Nλ/2 yDz≈ Mλ/2. Usando una antena de matriz de 8x16 como ejemplo, el tamaño de antena se puede representar comoDy≈ 8λ yDz≈ 4λ. Un patrón de campo lejano de la antena de matriz es aproximadamente una transformada de Fourier que tiene la forma de la antena de matriz. Por lo tanto, de acuerdo con la ley de muestreo de Nyquist, siempre que el espaciado de muestreo sea en la direcciónθy un espaciado de muestreo en una direcciónφsean respectivamente menores que las resoluciones de Rayleigh sen<-1>(λ/D<y>) y sen<-1>(λ/D<z>), el muestreo discreto apenas pierde información de matriz. Usando este espaciado de muestreo, un valor integral de la TRP puede representar un valor real de la TRP de esta matriz rectangular.

[0056] Las Figuras 4(b) y 4(c) no están dentro del alcance de la invención.

[0057] La Figura 4(b) muestra una matriz de tipo Z. Esta forma es irregular y corresponde a un patrón que carece de regularidad aparente, pero esta forma puede considerarse como una matriz rectangularDy xDzsin algunas unidades en una esquina superior derecha y una esquina inferior izquierda.DyyDzpuede considerarse como el tamaño máximo de la matriz de tipo Z respectivamente en la direcciónyy en la direcciónz. Por lo tanto, de acuerdo con la ley de muestreo de Nyquist, en el caso en que los espaciados de muestreo en el patrón sean respectivamente menores que las resoluciones de Rayleigh correspondientes aDyyDz, el muestreo discreto apenas pierde información acerca de la matriz rectangular equivalente y, por lo tanto, no se perderá información acerca de la matriz de tipo Z. Usando este espaciado de muestreo, un valor integral de la TRP puede representar un valor real de la TRP de la matriz de tipo Z. La Figura 4(c) muestra una matriz de tipo O. Un patrón correspondiente a esta forma tiende a ser un disco de Airy. De manera similar, esta forma puede considerarse como una matriz rectangularDy xDzsin algunas unidades alrededor de la matriz. Por lo tanto, de acuerdo con la ley de muestreo de Nyquist, en el caso en que los espaciados de muestreo en el patrón sean respectivamente menores que las resoluciones de Rayleigh correspondientes aDyyDz, el muestreo discreto apenas pierde información acerca de la matriz rectangular equivalente y, por lo tanto, no se perderá información acerca de la matriz de tipo O. Usando este espaciado de muestreo, un valor integral de la TRP puede representar un valor real de la TRP de la matriz de tipo O.

[0058] A partir de los tres ejemplos anteriores, se puede analizar que cada matriz de forma irregular puede considerarse una matriz rectangular. Las longitudes de los lados de la matriz rectangular en la direcciónyy en la direcciónzson respectivamente los tamaños máximos de la matriz de forma irregular en la direcciónyy en la direcciónz. Siempre que los espaciados de muestreo no pierdan información acerca de la matriz rectangular, el valor integral de la TRP puede representar el valor real de la TRP. Por lo tanto, en el análisis que se describe a continuación, únicamente se considera el caso de la matriz rectangular.

[0059] Las realizaciones de la presente divulgación proporcionan dos esquemas de muestreo. Uno es un esquema de muestreo que usa un espaciado angular igual en el espacio de ángulos. Este esquema se denomina esquema de muestreo uniforme. El otro es un esquema de muestreo para realizar un muestreo con espaciado igual en el espacio vectorial de onda normalizado. Este método de muestreo muestra espaciados desiguales en el espacio angular y, por lo tanto, puede denominarse esquema de muestreo no uniforme.

[0060] Los dos esquemas se describen a continuación respectivamente.

[0061] 1. Esquema de muestreo uniforme

[0062] El esquema de muestreo uniforme incluye el muestreo de la EIRP en el espacio angular tradicional y el cálculo de la TRP. El esquema de muestreo uniforme evita grandes errores en la medición de TRP de una antena de matriz de onda milimétrica de acuerdo con las especificaciones de prueba tradicionales (norma YD/T 1484 y la especificación CTIA).

[0063] Como se muestra en la Figura 5, un método para medir TRP de una antena de matriz usando el esquema de muestreo uniforme de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye las etapas que se describen a continuación. En la etapa 501, se determinan las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en un espacio angular y se establecen los espaciados de cuadrícula de paso de los puntos de muestreo de acuerdo con las resoluciones de Rayleigh.

[0064] Las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular se pueden determinar de diferentes maneras dependiendo de si se conoce el tamaño de la antena de matriz.

[0065] (1) Se conoce el tamaño de la matriz de antenas.

[0066] Las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular se determinan de acuerdo con una longitud de onda de la señal y un tamaño de la matriz de antenas.

[0067] En una realización, las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular se determinan de acuerdo con la longitud de onda de la señal y el tamaño de la matriz de la antena de matriz de la manera que se describe a continuación.

[0070]

[0073] θrindica una resolución de Rayleigh de la antena de matriz en una direcciónθdel sistema de coordenadas esféricas yφrindica una resolución de Rayleigh de la antena de matriz en una direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas,Dyindica una apertura de antena máxima de la matriz de antenas una en dirección horizontal yDzindica una apertura de antena máxima de la matriz de antenas en dirección vertical, yλindica la longitud de onda de la señal.

[0074] En un caso dondeθryφrtienen valores relativamente pequeños, las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular se pueden determinar de acuerdo con la longitud de onda de la señal y el tamaño de matriz de la antena de matriz de la manera que se describe a continuación.

[0077]

[0080] (2) Se desconoce el tamaño de matriz de antenas. Este caso no está dentro del alcance de la invención.

[0081] En primer lugar, se determinan los anchos de haz nulos (FNBW). Las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular se determinan de acuerdo con los FNBW.

[0082] En el caso en que no se pueda conocer con precisión el tamaño de la matriz de antena (por ejemplo, un equipo de estación base que tiene un radomo difícil de abrir), los FNBW de un haz principal se pueden medir en un plano de inclinación y en un plano acimutal del sistema de coordenadas esféricas que contiene un punto de potencia radiada máxima.

[0083] En una realización, las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular se determinan de acuerdo con los FNBW de la manera que se describe a continuación.

[0084] θr =FNBWθ/2 yφr =FNBWφ/2

[0085] θrindica una resolución de Rayleigh de la antena de matriz en una direcciónθdel sistema de coordenadas esféricas yφrindica una resolución de Rayleigh de la antena de matriz en una direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas. FNBWθindica un FNBW de un patrón en el plano de inclinación del sistema de coordenadas esféricas y FNBWθindica un FNBW del patrón en el plano azimutal del sistema de coordenadas esféricas.

[0086] En la etapa 502, los puntos de muestreo se determinan de acuerdo con los espaciados de cuadrícula de pasos, se mide la potencia radiada isotrópica equivalente (EIRP) en las posiciones de los puntos de muestreo y se determina la TRP de acuerdo con la EIRP.

[0087] En una realización, los espaciados de cuadrícula de paso de los puntos de muestreo se establecen para que sean menores o iguales a las resoluciones de Rayleigh.

[0088] En otras palabras, los espaciados de paso de muestreo no deben ser mayores que las resoluciones de Rayleigh (θr, φr) de la antena de matriz en la direcciónθy en la direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas. Es decir,θcuadrícula

≤θryφcuadrícula

≤φr.

[0089] En una aplicación práctica, los espaciados de cuadrícula de paso de los puntos de muestreo pueden establecerse para que sean iguales a las resoluciones de Rayleigh.

[0090] La etapa de determinar la TRP de acuerdo con la EIRP puede ser calcular la TRP de acuerdo con la EIRP usando la fórmula (1).

[0091] Además, para una estación base de 5G de alta frecuencia, la potencia de señal de salida de la antena de matriz de MIMO masiva de onda milimétrica de la estación base se concentra básicamente en un hemisferio frontal que contiene el haz principal, mientras que la radiación hacia atrás es relativamente pequeña y la contribución de la radiación hacia atrás a la TRP puede ignorarse, por lo que el hemisferio trasero ya no se valora más.

[0092] Por lo tanto, en una realización, la fórmula (1) se modifica ligeramente.

[0095]

[0098] θcuadrícula

indica un espaciado de cuadrícula de paso en la direcciónθdel sistema de

[0099] coordenadas esféricas yφcuadrícula

indica un espaciado de cuadrícula de paso en la direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas.

[0100] Cabe señalar que, en esta realización de la presente divulgación, la etapa de determinar la TRP de acuerdo con la EIRP puede usar, pero no necesariamente, la fórmula (1) y la fórmula (4). Por ejemplo, también es posible modificar la fórmula (1) o la fórmula (4) para usar diferentes sistemas de coordenadas, y similares.

[0101] En comparación con el esquema tradicional, el esquema de muestreo uniforme de esta realización de la presente divulgación puede mejorar la precisión de cálculo. Usando una antena de matriz de 128 elementos (dispuesta en 8x16) como ejemplo, una señal de onda milimétrica transmitida está a 30 GHz, de acuerdo con la cuadrícula de paso de 15° en el algoritmo tradicional, un resultado calculado de la TRP tiene una fluctuación de error de más de 14 dB a medida que varía el ángulo inicial del plato giratorio de la cámara anecoica completa. Si la escala de la matriz es mayor, el error también aumentará. En el esquema de muestreo uniforme de la presente divulgación, las resoluciones de Rayleigh se usan como cuadrículas de paso y la fluctuación de error de la TRP no supera los 0,15 dB bajo la misma tensión de prueba.

[0102] En comparación con el esquema convencional, el esquema de muestreo uniforme de esta realización de la presente divulgación puede mejorar la eficiencia de cálculo. Siguiendo usando la antena de matriz de 128 elementos (dispuesta en 8x16) como ejemplo, el muestreo uniforme se realiza usando una cuadrícula de paso de 1° de acuerdo con el método de medición convencional de una cámara de onda milimétrica de corriente principal actual, y se requieren 32400 (180x180) puntos de muestreo para implementar una exploración hemisférica. Sin embargo, al usar las resoluciones de Rayleigh en el espacio angular para el paso, el número de puntos de muestreo no supera los 338 (26x13) y la eficiencia mejora 95 veces.

[0103] Como se muestra en la Figura 6, un aparato para medir TRP de una antena de matriz de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye un módulo de ajuste de espaciado de cuadrícula de paso 601 y un módulo de determinación de TRP 602.

[0104] El módulo de ajuste de espaciado de cuadrícula de paso 601 está configurado para determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en un espacio angular y establecer espaciados de cuadrícula de paso de puntos de muestreo de acuerdo con las resoluciones de Rayleigh.

[0105] El módulo de determinación de TRP 602 está configurado para determinar los puntos de muestreo de acuerdo con los espaciados de cuadrícula de paso, medir la potencia radiada isotrópica equivalente (EIRP) en las posiciones de los puntos de muestreo y determinar la TRP de acuerdo con la EIRP.

[0106] En una realización, el módulo de ajuste de espaciado de cuadrícula de paso 601 está configurado para realizar las etapas descritas a continuación.

[0107] Las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular se determinan de acuerdo con una longitud de onda de la señal y un tamaño de la matriz de antenas.

[0108] Como alternativa, se determina en primer lugar los anchos de haz nulos (FNBW) y las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular de acuerdo con los FNBW.

[0109] En una realización, el módulo de ajuste de espaciado de cuadrícula de paso 601 está configurado para determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular de acuerdo con la longitud de onda de la señal y el tamaño de la matriz de la antena de matriz de una manera que se describe a continuación.

[0112]

[0114] θrindica la resolución de Rayleigh de la antena de matriz en la direcciónθdel sistema de coordenadas esféricas yφrindica la resolución de Rayleigh de la antena de matriz en la direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas,Dyindica una apertura de antena máxima de la matriz de antenas una en dirección horizontal yDzindica una apertura de antena máxima de la matriz de antenas en dirección vertical, yλindica la longitud de onda de la señal.

[0115] En una realización, el módulo de ajuste de espaciado de cuadrícula de paso 601 está configurado para medir los FNBW de un haz principal en un plano de inclinación y en un plano acimutal del sistema de coordenadas esféricas que contiene un punto de potencia radiada máxima.

[0116] En una realización, el módulo de ajuste de espaciado de cuadrícula de paso 601 está configurado para determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular de acuerdo con los FNBW de la manera que se describe a continuación.

[0117] θr =FNBWθ/2 yφr =FNBWφ/2

[0118] θrindica la resolución de Rayleigh de la antena de matriz en la direcciónθyφrindica la resolución de Rayleigh de la antena de matriz en la direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas. FNBWθindica un FNBW de un patrón en el plano de inclinación y FNBWφ, indica un FNBW del patrón en el plano azimutal del sistema de coordenadas esféricas. En una realización, el módulo de ajuste de espaciado de cuadrícula de paso 601 está configurado para establecer los espaciados de cuadrícula de pasos de los puntos de muestreo para que sean menores o iguales a las resoluciones de Rayleigh.

[0119] En una realización, el módulo de determinación de TRP 602 está configurado para determinar la TRP de acuerdo con la EIRP de la manera descrita a continuación.

[0120]

[0123]

,θcuadrícula

indica un espaciado de cuadrícula de paso en la direcciónθdel sistema de

[0124] coordenadas esféricas yφcuadrícula

[0125] En comparación con la manera de prueba tradicional que usa las cuadrículas de paso de ánguloθcuadrícula

yφcuadrícula

de 15°, las realizaciones de la presente divulgación reducen los errores de medición. En comparación con el muestreo uniforme con la cuadrícula de paso de 1°, se reduce el número de puntos de muestreo y se mejora la eficiencia de la medición.

[0126] En correspondencia, haciendo referencia a la Figura 2, una realización de la presente divulgación proporciona un sistema para medir la potencia radiada total (TRP) de una antena de matriz. El sistema incluye un equipo bajo prueba 210 fijado en una plataforma giratoria 220, un sistema de antena de prueba 230, un detector de potencia 240 y una máquina de prueba 250. El equipo bajo prueba 210 incluye la antena de matriz 212 y una unidad de radiofrecuencia remota 211 que están integradas entre sí. El detector de potencia 240 está conectado al sistema de antena de prueba 230. La máquina de prueba 250 está conectada al equipo bajo prueba 210, a la plataforma giratoria 220, al sistema de antena de prueba 239 y al detector de potencia 240, respectivamente.

[0127] La máquina de prueba 250 está configurada para: determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz 212 en un espacio angular y establecer espaciados de cuadrícula de paso de puntos de muestreo de acuerdo con las resoluciones de Rayleigh; determinar los puntos de muestreo de acuerdo con los espaciados de cuadrícula de paso, controlar el equipo bajo prueba 210, la plataforma giratoria 220, el sistema de antena de prueba 230 y el detector de potencia 240 para medir la potencia radiada isotrópica equivalente (EIRP) en las posiciones de los puntos de muestreo y determinar la TRP de acuerdo con la EIRP.

[0128] Las Figuras 7(a) y 7(b) cada una son una demostración de un patrón simulado y el esquema de escaneo de muestreo uniforme de una matriz rectangular de 8x16410 de acuerdo con una realización de ejemplo. En la matriz rectangular, cada unidad es idéntica en amplitud y fase, un espaciado unitario d es λ/2 y el tamaño unitario satisface queDy≈ 8λ yDz≈ 4λ. La antena de matriz es paralela a un plano y-z, y la dirección normal del plano de matriz es paralela a un eje x. Un patrón bidimensional en la Figura 7(a) muestra la distribución de EIRP de la antena rectangular en un espacio de ángulo hemisférico frontal (θ, φ). El valor máximo de la EIRP está en (90°, 0), es decir, en la dirección del eje x. Múltiples líneas de contorno espaciadas por 10 dB dividen el patrón en varias regiones. El tono de color representa la magnitud del valor de la EIRP. Cuanto más claro sea el color, mayor será el valor de la EIRP; cuanto más oscuro sea el color, menor será el valor de la EIRP. En el patrón bidimensional se puede observar una malla compuesta de líneas que tienen el color más oscuro. Estos puntos de la malla y las curvas oscuras que componen la malla son posiciones exactamente nulas del valor de la EIRP.

[0129] En el plano de paso dondeφ= 0, el primer ancho de haz nulo puede denominarse FNBWθ, que está relacionado con el tamaño de la antenaDz, es decir, FNBWθ/2 =θr=sen-1(λ/Dz), dondeθr=sen-1(λ/Dz) y puede denominarse resolución de Rayleigh en el plano de inclinación. De manera similar, en el plano azimutal dondeθ =90°, el primer ancho de haz nulo puede denominarse FNBWφ, y FNBWφ/2 =φr=sen<-1>(λ/Dy), dondeφr =sen<-1>(λ/Dy) y puede denominarse resolución de Rayleigh en el plano azimutal. De acuerdo con la ley de muestreo de Nyquist, en el caso en que los espaciados de las cuadrículas de muestreo bidimensionales en el plano azimutal y en el plano de inclinación sean menores que la respectiva resolución de Rayleigh, es decir, θ<cuadrícula>≤θr,y φ<cuadrícula>≤φr,el muestreo apenas daña la información de matriz y puede considerarse un muestreo sin pérdidas. Por lo tanto, basándose en el muestreo anterior, el valor calculado de la TRP debería ser coherente con el valor real de la TRP. Este esquema de muestreo se denomina esquema de muestreo uniforme, como se indica por una matriz periódica etiquetada con "+" en el diagrama de muestreo de radiación del espacio angular de la Figura 7(b). En el diagrama de muestra de la Figura 7(b), los valores de θ<cuadrícula>y φ<cuadrícula>son idénticos a la respectiva resolución de Rayleigh, por lo que los puntos de valor incluyen un primer punto nulo en el plano de inclinación(φ =0) y un primer punto nulo en el plano azimutal(θ =90°). Esta es la solución de muestreo uniforme más económica y rápida.

[0130] 2. Esquema de muestreo no uniforme

[0131] El esquema de muestreo no uniforme introduce el concepto de espacio vectorial de onda normalizado. Este esquema consiste en adquirir en primer lugar puntos de muestreo uniformes en el espacio vectorial de onda normalizado y a continuación calcular puntos de muestreo no uniformes en el espacio angular usando una fórmula de transformación, implementando de esta manera la compresión en los puntos de muestreo.

[0132] Este esquema consiste en muestrear uniformemente en el espacio vectorial de onda normalizado(Ky, Kz).La relación de transformación entre el espacio vectorial de onda normalizado(Ky, Kz)y el espacio angular(θ, φ)se describe a continuación.

[0133] Ky=senθsenφyKz= cosθ(5)

[0134] En el esquema de muestreo no uniforme, los puntos de muestreo redundantes se retiran a través del muestreo del espacio vectorial de onda normalizado, de modo que el número de puntos de muestreo se reduce en gran medida. La eficiencia de la prueba del esquema de muestreo no uniforme aparentemente mejora en comparación con la del esquema de muestreo uniforme (la eficiencia de la prueba del esquema de muestreo no uniforme es más de tres veces mayor que la del esquema de muestreo uniforme).

[0135] Como se muestra en la Figura 8, un método para medir TRP de una antena de matriz usando un esquema de muestreo no uniforme de acuerdo con una realización de la presente divulgación que no es parte de la invención incluye las etapas descritas a continuación.

[0136] En la etapa 801, se determinan los espaciados de cuadrículaKcuadrícula,y

yKcuadrícula,z

de puntos de muestreo de la matriz de antena en el espacio vectorial de onda normalizado.

[0137] En una realización, se determinan las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda, y se determinan los espaciados de cuadrícula de los puntos de muestreo de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda normalizado de acuerdo con las resoluciones de Rayleigh.

[0138] Las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el vector de onda se pueden determinar de diferentes maneras dependiendo de si se conoce un tamaño de la antena de matriz.

[0139] (1) Se conoce el tamaño de la matriz de antenas.

[0140] Las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda se determinan de acuerdo con la longitud de onda de la señal y el tamaño de la matriz de antenas.

[0141] En una realización, las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda se determinan de acuerdo con la longitud de onda de la señal y el tamaño de la matriz de la antena de matriz de la manera que se describe a continuación.

[0142] Kyr = λ/DyyKzr=λ/D2(6)

[0143] KyryKzrindican las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda,Dyindica una apertura de antena máxima de la antena de matriz en dirección horizontal yDzindica una apertura de antena máxima de la antena de matriz en una dirección vertical, yλindica la longitud de onda de la señal.

[0144] (2) Se desconoce el tamaño de matriz de antenas.

[0145] Se determinan las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular, y las resoluciones de Rayleigh en el espacio angular se transforman en resoluciones de Rayleigh en el espacio del vector de onda.

[0146] En una realización, se determinan los FNBW y las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular de acuerdo con los FNBW.

[0147] En el caso en que no se pueda conocer con precisión el tamaño de la matriz de antena (por ejemplo, un equipo de estación base que tiene un radomo difícil de abrir), los FNBW de un haz principal se miden en el plano de inclinación y en un plano acimutal del sistema de coordenadas esféricas que contiene un punto de potencia radiada máxima. En una realización, las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular se determinan de acuerdo con los FNBW de la manera que se describe a continuación.

[0148] θr =FNBWθ/2 yφr=FNBWφ/2

[0149] θrindica la resolución de Rayleigh de la antena de matriz en la direcciónθyφrindica la resolución de Rayleigh de la antena de matriz en la direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas. FNBWθindica un FNBW de un patrón en el plano de inclinación del sistema de coordenadas esféricas y FNBWφindica un FNBW del patrón en el plano azimutal del sistema de coordenadas esféricas.

[0150] En una realización, los espaciados de cuadrícula de los puntos de muestreo de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda normalizado se establecen para que sean menores o iguales a las resoluciones de Rayleigh. En esta realización de la presente divulgación, los espaciados de cuadrículaKcuadrícula,y

yKcuadrícula,z

de los puntos de muestreo en el espacio vectorial de onda normalizado no son mayores que las resoluciones de RayleighKyryKzrde la antena de matriz en el espacio vectorial de onda.

[0151] En la aplicación práctica, los espaciados de cuadrícula de los puntos de muestreo de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda normalizado se pueden establecer para que sean iguales a las resoluciones de Rayleigh.

[0152] En la etapa 802, los puntos de muestreo uniformes(Kym, Kzn)en el espacio vectorial de onda normalizado se determinan de acuerdo con los espaciados de cuadrícula.

[0153] En una realización, el muestreo uniforme se realiza en el espacio vectorial de onda normalizado de acuerdo con los espaciados de cuadrículaKcuadrícula,y

yKcuadrícula,z

para obtener un grupo de valores discretos, para formar puntos de muestreo vectorial

en el espacio vectorial de onda normalizado, y los vectores(Kym, Kzn)que satisfacen

se seleccionan como puntos de muestreo uniformes en el espacio vectorial de onda normalizado. En la etapa 803, se determinan los puntos de muestreo no uniformes correspondientes en el espacio angular de acuerdo con los puntos de muestreo uniformes en el espacio vectorial de onda normalizado.

[0154] En una realización,(θn, φm,n),correspondiente a los puntos de muestreo uniformes(Kym, Kzn)en el espacio vectorial de onda normalizado, en el espacio angular se determinan a través de una relación de transformación entre el espacio vectorial de onda normalizado(Ky, Kz)y el espacio angular(θ, φ).

[0155] A través de la fórmula de transformación (5), se encuentran (θn, φm,n)correspondientes a(Kym, Kzn)en el espacio angular.θnyφm,nestán distribuidos de manera no uniforme en el espacio angular.

[0156] En la etapa 804, se mide la EIRP en el espacio angular de acuerdo con las posiciones de los puntos de muestreo no uniformes (θn,φm,n)en el sistema de coordenadas esféricas, y la TRP se determina de acuerdo con la EIRP.

[0157] En una realización, la TRP se determina de acuerdo con la EIRP de la manera descrita a continuación.

[0160]

[0162] Kcuadrícula,y

indica un espaciado de cuadrícula de los puntos de muestreo en una direcciónydel espacio vectorial de onda normalizado yKcuadrícula,z

indica un espaciado de cuadrícula de los puntos de muestreo en una direcciónzdel espacio vectorial de onda normalizado.

[0164] indica un vector de onda normalizado de un punto de muestreo. La relación

se refiere a seleccionar únicamente puntos de muestreo que tengan un valor de módulo menor que 1. Es decir, se realiza un filtrado para el valor del módulo menor que 1.

[0165] Un ángulo de inclinaciónθny un ángulo azimutalφm,nson valores discretos en el espacio angular que corresponden a

[0167] un punto de muestreo discreto del vector de onda normalizado

. Es decir, se completa el proceso de toma

[0168] de valores discretos de los puntos de muestreo discretos de vector de onda normalizado

filtrados para el valor del módulo menor que 1.

[0169] EIRP(θn,φm,n)indica la EIRP de un punto de muestreo discreto(θn,φm,n)en el espacio angular.

[0170] La fórmula (7) puede expresarse en el espacio vectorial de onda. En este caso, los parámetrosθnyφm,npueden representarse por componentesKymyKzndel vector de onda normalizado en la direcciónyy en la direcciónza través de fórmulas de transformación espacialKy=senθsenφyKz =cosθ.

[0171] En comparación con el esquema tradicional, el esquema de muestreo no uniforme de esta realización de la presente divulgación puede mejorar la precisión de cálculo. Usando la antena de matriz de 128 elementos (dispuesta en 8x16) como ejemplo, una señal de onda milimétrica transmitida está a 30 GHz, de acuerdo con la cuadrícula de paso de 15° del algoritmo tradicional, un resultado calculado de la TRP tiene una fluctuación de error de más de 14 dB a medida que varía el ángulo inicial del plato giratorio de la cámara anecoica completa. Si la escala de la matriz se hace mayor, el error también aumentará. La fluctuación de error del algoritmo de muestreo no uniforme implementado en la presente divulgación no supera 0,3 dB.

[0172] En comparación con el esquema convencional, el esquema de muestreo no uniforme en esta realización de la presente divulgación puede mejorar la eficiencia de cálculo. Siguiendo usando la antena de matriz de 128 elementos (dispuesta en 8x16) como ejemplo, el muestreo uniforme se realiza usando una cuadrícula de paso de 1° de acuerdo con el método de medición convencional de una cámara de onda milimétrica de corriente principal actual, y se requieren 32400 (180x180) puntos de muestreo para implementar la exploración hemisférica. Sin embargo, en el muestreo no uniforme que usa las resoluciones de Rayleigh del espacio vectorial de onda para los pasos, el número de puntos de muestreo no supera los 93 y se mejora la eficiencia 348 veces.

[0173] Como se muestra en la Figura 9, un aparato para medir TRP de una antena de matriz usando un esquema de muestreo no uniforme de acuerdo con una realización de la presente divulgación que no es parte de la invención incluye un módulo de determinación de espaciado de cuadrícula 901, un módulo de determinación de punto de muestreo uniforme 902, un módulo de determinación de punto de muestreo no uniforme 903 y un módulo de determinación de TRP 904. El módulo de determinación de espaciado de cuadrícula 901 está configurado para determinar los espaciados de cuadrícula de los puntos de muestreo de la antena de matriz en un espacio vectorial de onda normalizado.

[0174] El módulo de determinación de puntos de muestreo uniformes 902 está configurado para determinar puntos de muestreo uniformes en el espacio vectorial de onda normalizado de acuerdo con los espaciados de cuadrícula. El módulo de determinación de puntos de muestreo no uniformes 903 está configurado para determinar puntos de muestreo no uniformes correspondientes en un espacio angular de acuerdo con los puntos de muestreo uniformes en el espacio vectorial de onda normalizado.

[0175] El módulo de determinación de TRP 904 está configurado para medir la EIRP en el espacio angular de acuerdo con las posiciones de los puntos de muestreo no uniformes en un sistema de coordenadas esféricas y determinar la TRP de acuerdo con la EIRP.

[0176] En una realización, el módulo de determinación de espaciado de cuadrícula 901 está configurado para determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda, y determinar los espaciados de cuadrícula de los puntos de muestreo de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda normalizado de acuerdo con las resoluciones de Rayleigh.

[0177] En una realización, el módulo de determinación de espaciado de cuadrícula 901 está configurado para determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda de acuerdo con una longitud de onda de señal y un tamaño de matriz de la antena de matriz; o, determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular y transformar las resoluciones de Rayleigh en el espacio angular en resoluciones de Rayleigh en el espacio vectorial de onda.

[0178] En una realización, el módulo de determinación de espaciado de cuadrícula de paso 901 está configurado para determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular de acuerdo con la longitud de onda de la señal y el tamaño de la matriz de la antena de matriz en la manera que se describe a continuación.

[0179] Kyr=λ/DyyKzr=λ/Dz

[0180] KyryKzrindican las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda.Dyindica una apertura de antena máxima de la antena de matriz en una dirección horizontal yDzindica una apertura de antena máxima de la antena de matriz en una dirección vertical,λindica la longitud de onda de la señal.

[0181] En una realización, el módulo de determinación de espaciado de cuadrícula 901 está configurado para determinar primeros anchos de haz nulos (FNBW) y determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular de acuerdo con los FNBW.

[0182] En una realización, el módulo de determinación de espaciado de cuadrícula de paso 901 está configurado para medir los FNBW de un haz principal en un plano de inclinación y en un plano acimutal del sistema de coordenadas esféricas que contiene un punto de potencia radiada máxima.

[0183] En una realización, el módulo de determinación de espaciado de cuadrícula de paso 901 está configurado para determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular de acuerdo con los FNBW de la manera que se describe a continuación.

[0184] θr =FNBWθ/2 yφr =FNBWφ/2.

[0185] θrindica una resolución de Rayleigh de la antena de matriz en una direcciónθdel sistema de coordenadas esféricas yφrindica una resolución de Rayleigh de la antena de matriz en una direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas. FNBWθindica un FNBW de un patrón en el plano de inclinación del sistema de coordenadas esféricas y FNBWφindica un FNBW del patrón en el plano azimutal del sistema de coordenadas esféricas.

[0186] En una realización, el módulo de determinación de espaciado de cuadrícula 901 está configurado para establecer los espaciados de cuadrícula de los puntos de muestreo de la antena de matriz en el espacio vectorial de onda normalizado para que sean menores o iguales que las resoluciones de Rayleigh.

[0187] En una realización, el módulo de determinación de punto de muestreo uniforme 902 está configurado para realizar un muestreo uniforme en el espacio vectorial de onda normalizado de acuerdo con los espaciados de cuadrículaKcuadrícula,y

yKcuadrícula,z

[0188]

en el espacio vectorial de onda normalizado; y seleccionar vectores(Kym, Kzn)que satisfacen

[0190]

como los puntos de muestreo uniformes en el espacio vectorial de onda normalizado.

[0191] En una realización, el módulo de determinación de puntos de muestreo no uniforme 903 está configurado para determinar (θn, φm,n), correspondientes a los puntos de muestreo uniformes(Kym, Kzn)en el espacio vectorial de onda normalizado, en el espacio angular a través de una relación de transformación entre el espacio vectorial de onda normalizado(Ky, Kz)y el espacio de ángulos(θ, φ).

[0192] La relación de transformación entre el espacio vectorial de onda normalizado(Ky, Kz)y el espacio angular(θ, φ)se describe a continuación.

[0193] Ky= senθsenφ, yKz= cosθ.

[0194] En una realización, el módulo de determinación de TRP 904 está configurado para determinar la TRP de acuerdo con la EIRP de la manera descrita a continuación.

[0197]

[0199] Kcuadrícula,y

[0201] indica un vector de onda normalizado de un punto de muestreo. Un ángulo de inclinaciónθny un ángulo azimutalφm,nson valores discretos en el espacio angular que corresponden a un punto de muestreo discreto del vector de onda

[0202] normalizado

. EIRP(θn,φm,n) indica la EIRP de un punto de muestreo discreto (θn,φm,n) en el espacio angular.

[0203] La fórmula anterior puede expresarse en el espacio vectorial de onda. En este caso, los parámetrosθnyφm,npueden representarse por componentesKymyKzndel vector de onda normalizado en la direcciónyy en la direcciónza través de fórmulas de transformación espacialKy =senθsenφyKz =cosθ.

[0204] En comparación con la manera de prueba tradicional que usa las cuadrículas de paso de ángulo θ<cuadrícula>y φ<cuadrícula>de 15°, las realizaciones de la presente divulgación reducen los errores de medición. En comparación con el muestreo uniforme que usa la cuadrícula de paso de 1°, se reduce el número de puntos de muestreo y se mejora la eficiencia de la medición.

[0205] En correspondencia, haciendo referencia a la Figura 2, una realización de la presente divulgación proporciona un sistema para medir la potencia radiada total (TRP) de una antena de matriz. El sistema incluye un equipo bajo prueba 210 fijado en una plataforma giratoria 220, un sistema de antena de prueba 230, un detector de potencia 240 y una máquina de prueba 250. El equipo bajo prueba 210 incluye la antena de matriz 212 y una unidad de radiofrecuencia remota 211 que están integradas entre sí. El detector de potencia 240 está conectado al sistema de antena de prueba 230. La máquina de prueba 250 está conectada al equipo bajo prueba 210, a la plataforma giratoria 220, al sistema de antena de prueba 239 y al detector de potencia 240, respectivamente.

[0206] La máquina de prueba 250 está configurada para: determinar los espaciados de cuadrícula de los puntos de muestreo de la antena de matriz en un espacio vectorial de onda normalizado, determinar puntos de muestreo uniformes en el espacio vectorial de onda normalizado de acuerdo con los espaciados de cuadrícula, determinar puntos de muestreo no uniformes correspondientes en un espacio angular de acuerdo con los puntos de muestreo uniformes en el espacio vectorial de onda normalizado, controlar el equipo bajo prueba 210, la plataforma giratoria 220, el sistema de antena de prueba 230 y el detector de potencia 240 para medir la EIRP en el espacio angular de acuerdo con las posiciones de los puntos de muestreo no uniformes en un sistema de coordenadas esféricas, y determinar la TRP de acuerdo con la EIRP.

[0207] Las Figuras 10(a) y 10(b) cada una son una demostración de un patrón simulado usando un esquema de exploración de muestreo no uniforme de una matriz rectangular 8/16 de acuerdo con una realización de ejemplo. En la matriz rectangular, cada unidad es idéntica en amplitud y fase, un espaciado unitario d es λ/2 y un tamaño unitario satisfaceDy≈ 8λ yDz≈ 4λ. La antena de matriz es paralela a un planoy-z, y la dirección normal del plano de matriz es paralela a un eje x. En la Figura 10(a), un patrón bidimensional muestra una distribución de la EIRP de la antena rectangular en el espacio vectorial de onda normalizado (Ky, Kz). El valor máximo de la EIRP está en la posición (0, 0), es decir, en la dirección del eje x. Múltiples líneas de contorno espaciadas por 10 dB dividen el patrón en varias regiones. El tono de color representa la magnitud del valor de la EIRP. Cuanto más claro sea el color, mayor será el valor de EIRP; cuanto más oscuro sea el color, menor será el valor de la EIRP. En la Figura 10(a), en el patrón bidimensional se puede observar una malla compuesta de líneas que tienen el color más oscuro. Estos puntos de malla periódicos y las líneas oscuras que componen la malla son posiciones exactamente nulas del valor de la EIRP.

[0208] En el espacio vectorial de onda normalizado (Ky, Kz), se puede observar que los puntos nulos están dispuestos uniformemente con un espaciado igual en la direcciónyy en la direcciónz. El espaciado igual puede representarse mediante los primeros anchos de haz de potencia nula en el espacio angular, es decir, sen(FNBWφ/2) y sen(FNBWθ/2) correspondientes respectivamente a las resoluciones de RayleighKyryKzr (Kyr = λ/DyyKzr = λ/Dz)en la dirección y y en la dirección z del espacio vectorial de onda normalizado. De acuerdo con la ley de muestreo de Nyquist, en el caso en que los espaciados de las cuadrículas de muestreo bidimensionales en el espacio vectorial de onda normalizado sean menores que la respectiva resolución de Rayleigh, es decir,Kcuadrícula,y

≤KyryKcuadrícula,z

≤Kzr, el muestreo apenas daña la información de la matriz y puede considerarse como un muestreo sin pérdidas. Por lo tanto, basándose en el muestreo anterior, el valor calculado de la TRP debería ser coherente con el valor real de la TRP. En la Figura 10(b), una matriz periódica etiquetada con "+" en un diagrama de muestreo de radiación de espacio vectorial de onda normalizado demuestra el esquema de muestreo anterior. En el diagrama de muestra de la Figura 10(b), los valores deKcuadrícula,y

, yKcuadrícula,z

son respectivamente idénticos a las resoluciones de Rayleigh, por lo que los puntos de valor incluyen todos los puntos nulos en la direcciónyy en la direcciónz. Estos puntos de muestreo se distribuyen uniformemente en el espacio vectorial de onda normalizado(Ky, Kz),pero se distribuyen no uniformemente en el espacio angular. En realidad, la distribución de estos puntos de muestreo en el espacio angular(θ, φ)cubre exactamente puntos de la cuadrícula formados por las curvas nulas, como se muestra en la Figura 7(a). Por lo tanto, este esquema de muestreo puede denominarse esquema de muestreo no uniforme. El diagrama de muestreo de la Figura 10(b) es un ejemplo particular del esquema de muestreo no uniforme, que es el ejemplo más económico y rápido del esquema de muestreo no uniforme.

[0209] A continuación, se describen realizaciones de la presente divulgación usando instancias de aplicación.

[0210] Las Figuras 11 y 12 son diagramas de flujo de varias instancias de aplicación que incluyen el esquema de muestreo uniforme y el esquema de muestreo no uniforme relacionados con los sistemas anteriores. Los cuatro ejemplos de aplicación de ejemplo que se describen a continuación pueden proporcionarse basándose en los análisis anteriores. El procesamiento en las Figuras 11 y 12 puede implementarse mediante el entorno de prueba de la Figura 2 y las formas de muestreo de las Figuras 7(b) y 10(b). Para simplificar, los métodos se describen mediante una serie de bloques. Sin embargo, debe entenderse que el cuerpo reivindicado no está limitado por la secuencia de los bloques. Algunos bloques pueden ocurrir en una secuencia diferente a la descrita en este punto, y/o simultáneamente con otros bloques. Adicionalmente, no todos los bloques de las instancias son necesarios para lograr los efectos descritos. Instancia de aplicación uno

[0211] En este ejemplo de aplicación, se conoce el tamaño de antena, que está representado porDyyDzrespectivamente en la direcciónyen la direcciónzy se usa el esquema de muestreo uniforme. El entorno de prueba puede ser, pero sin limitación, un sistema de prueba de cámara de onda milimétrica de campo lejano 200. En principio, como entorno de medición se puede utilizar tanto una cámara de ondas milimétricas de campo compacto como una cámara de ondas milimétricas de campo cercano (donde el campo cercano incluye un campo plano, un campo cilíndrico y un campo esférico) que puedan implementar la medición del patrón de antena.

[0212] La Figura 11 muestra el proceso de un método de prueba de TRP basándose en el esquema de muestreo uniforme. El proceso incluye etapas descritas a continuación.

[0213] En la etapa 1111, se calibran una cámara anecoica completa y el entorno de medición de la cámara anecoica completa, que incluye una pérdida de trayectoria de aire, una pérdida de inserción de cable, parámetros de posición del sistema de coordenadas esféricas y similares. Esta es la base para las etapas de medición posteriores. La calibración de entorno de la cámara es una operación de preparación normal para las pruebas de radiofrecuencia.

[0214] En la etapa 1112, se determina si se puede conocer el tamaño de la antena integrada. En este ejemplo de aplicación, se conoce el tamaño de antena y el proceso continúa en la etapa 1121.

[0215] En la etapa 1121, dado que se conoce el tamaño de la antena, las resoluciones de Rayleighθryφren el espacio angular se puede obtener directamente a través de la fórmula (2) o la fórmula (3). Se escribe un resultado en la máquina de prueba 250 y el proceso continúa en la etapa 1141.

[0216] En la etapa 1141, los espaciados θ<cuadrícula>y φ<cuadrícula>se determina el muestreo uniforme. Como se menciona en la descripción del diagrama de muestreo de la Figura 7(b), los espaciados de muestreo θ<cuadrícula>y φ<cuadrícula>son respectivamente menores que y tienden a las resoluciones de Rayleighθryφrtanto como sea posible. La manera más económica y eficaz es que los espaciados de muestreo sean respectivamente iguales a las resoluciones de Rayleigh. Los espaciados de muestreo se escriben en la máquina de prueba 250 después de ser determinados. El proceso continúa en la etapa 1142.

[0217] En la etapa 1142, a través de los espaciados de muestreo determinados, la máquina de prueba 250 calcula un azimut (0„,φm,n)de cada punto de muestreo en el hemisferio frontal donde se ubica un haz principal, m y n = 0, ±1, ±2..., se determina el número de puntos de muestreo, se estima un tiempo de muestreo y se controlan la plataforma giratoria 220 y el soporte de antena de medición 232 para girar a los acimuts de los puntos de muestreo determinados (un proceso de muestreo real puede ser el método de tangente de círculo grande o el método de tangente cónica). A continuación, el sistema de antena de medición 230 y el medidor de recepción de potencia 240 miden y registran valores de la EIRP en las posiciones de estos puntos de muestreo. El medidor de recepción de potencia 240 transfiere los datos a la máquina de prueba 250. El proceso continúa en la etapa 1143.

[0218] En la etapa 1143, después de adquirir los valores de la EIRP de los puntos de muestra, la máquina de prueba 250 calcula un valor de la TRP usando la fórmula (4), se emite un resultado calculado y la prueba finaliza.

[0219] Instancia de aplicación dos

[0220] En este ejemplo de aplicación, se desconoce el tamaño de antena (por ejemplo, la antena tiene un radomo difícil de desmontar) y se usa el esquema de muestreo uniforme. El entorno de prueba puede ser, pero sin limitación, el sistema de prueba de cámara de onda milimétrica de campo lejano 200. En principio, como entorno de medición se puede utilizar tanto una cámara de ondas milimétricas de campo compacto como una cámara de ondas milimétricas de campo cercano (donde el campo cercano incluye un campo plano, un campo cilíndrico y un campo esférico) que puedan implementar la medición del patrón de antena.

[0221] La Figura 11 muestra el proceso de un método de prueba de TRP basándose en el esquema de muestreo uniforme. El proceso incluye etapas descritas a continuación.

[0222] En la etapa 1111, se calibran una cámara anecoica completa y el entorno de medición de la cámara anecoica completa, que incluye una pérdida de trayectoria de aire, una pérdida de inserción de cable, parámetros de posición del sistema de coordenadas esféricas y similares. Esta es la base para las etapas de medición posteriores. La calibración de entorno de la cámara es una operación de preparación normal para las pruebas de radiofrecuencia.

[0223] En la etapa 1112, se determina si se puede conocer el tamaño de la antena integrada. En esta realización, se desconoce el tamaño de antena y el proceso continúa a la etapa 1131.

[0224] En la etapa 1131, como se desconoce el tamaño de antena, las resoluciones de Rayleigh se calculan indirectamente probando el primer ancho de haz nulo (FNBW) del haz principal. Por lo tanto, en la etapa 1131, se mide un patrón usando un espaciado de 1° o menos de 1° en el plano de inclinación y en el plano acimutal donde está ubicado el haz principal, y se calculan los primeros anchos de haz nulos correspondientes FNBWθy FNBWφ.

[0225] En la etapa 1132, las resoluciones de Rayleigh se calculan a través de las fórmulasθr =FNBWθ/2 yφr =FNBWφ/2. Después de que se escriben los valores de las resoluciones de Rayleigh en la máquina de prueba 250, el proceso continúa a la etapa 1141.

[0226] En la etapa 1141, los espaciados θ<cuadrícula>y φ<cuadrícula>se determina el muestreo uniforme. Como se menciona en la descripción del diagrama de muestra de la Figura 7(b), los espaciados de muestreo θ<cuadrícula>y φ<cuadrícula>son respectivamente menores que y tienden a las resoluciones de Rayleighθryφrtanto como sea posible. La manera más económica y eficaz es que los espaciados de muestreo sean respectivamente iguales a las resoluciones de Rayleigh. Los espaciados de muestreo se escriben en la máquina de prueba 250 después de ser determinados. El proceso continúa en la etapa 1142.

[0227] En la etapa 1142, a través de los espaciados de muestreo determinados, la máquina de prueba 250 calcula el azimut (θn,φm,n)de cada punto de muestreo en el hemisferio frontal donde se ubica el haz principal, se determina el número de puntos de muestreo, se estima el tiempo de muestreo y se controlan la plataforma giratoria 220 y el soporte de antena de medición 232 para girar a los acimuts de los puntos de muestreo determinados. El proceso de muestreo real puede ser el método de la tangente del círculo grande o el método de la tangente cónica. A continuación, el sistema de antena de medición 230 y el medidor de recepción de potencia 240 miden y registran valores de la EIRP en las posiciones de estos puntos de muestreo. El medidor de recepción de potencia 240 transfiere los datos a la máquina de prueba 250. El proceso continúa en la etapa 1143.

[0228] En la etapa 1143, después de adquirir los valores de la EIRP de los puntos de muestra, la máquina de prueba 250 calcula un valor de la TRP usando la fórmula (4), se emite un resultado calculado y la prueba finaliza.

[0229] Los ejemplos de aplicación que se describen a continuación son para realizar el muestreo uniforme en el espacio vectorial de onda normalizado, es decir, el esquema de muestreo no uniforme en el espacio angular. El número de puntos de muestreo se puede reducir aún más usando este esquema de muestreo.

[0230] Ejemplo de aplicación tres

[0231] En este ejemplo de aplicación, se conoce el tamaño de antena, que está representado porDyyDzrespectivamente en la direcciónyen la direcciónzy se usa el esquema de muestreo no uniforme. El entorno de prueba puede ser, pero sin limitación, el sistema de prueba de cámara de onda milimétrica de campo lejano 200. En principio, como entorno de medición se puede utilizar tanto una cámara de ondas milimétricas de campo compacto como una cámara de ondas milimétricas de campo cercano (donde el campo cercano incluye un campo plano, un campo cilíndrico y un campo esférico) que puedan implementar la medición del patrón de antena.

[0232] La Figura 12 muestra el proceso de un método de prueba de TRP basándose en el esquema de muestreo no uniforme. El proceso incluye las etapas descritas a continuación.

[0233] En la etapa 1211, se calibran una cámara anecoica completa y el entorno de medición de la cámara anecoica completa, que incluye una pérdida de trayectoria de aire, una pérdida de inserción de cable, parámetros de posición del sistema de coordenadas esféricas y similares. Esta es la base para las etapas de medición posteriores. La calibración de entorno de la cámara es una operación de preparación normal para las pruebas de radiofrecuencia.

[0234] En la etapa 1212, se determina si se puede conocer el tamaño de la antena integrada. En esta realización, se conoce el tamaño de antena y el proceso continúa a la etapa 1221.

[0235] En la etapa 1221, dado que se conoce el tamaño de la antena, las resoluciones de RayleighKyryKzren el espacio vectorial de onda normalizado se pueden obtener directamente a través de la fórmula (6). Se escribe un resultado en la máquina de prueba 250. El proceso continúa en la etapa 1241.

[0236] En la etapa 1241, se determinan los espaciados de cuadrículaKcuadrícula,y

yKcuadrícula,z

de los puntos de muestreo en el espacio vectorial de onda normalizado. Como se menciona en la descripción del diagrama de muestra de la Figura 10(b), los espaciados de muestreoKcuadrícula,y

yKcuadrícula,z

son respectivamente menores que y tienden a las resoluciones de RayleighKyryKzrtanto como sea posible. La manera más económica y eficaz es que los espaciados de muestreo sean respectivamente iguales a las resoluciones de Rayleigh. Los espaciados de muestreo se escriben en la máquina de prueba 250 después de ser determinados. El proceso continúa en la etapa 1242.

[0237] En la etapa 1242, la máquina de prueba 250 calcula puntos de muestreo discretos en el espacio vectorial de onda normalizado a través de los espaciados de muestreo determinados. Es decir,

.

[0238] Estos puntos discretos se filtran y únicamente se seleccionan los puntos de muestreo que tienen un valor de módulo que satisfaga . La razón de un filtrado de este tipo es que los modos electromagnéticos que pueden transmitirse a través de una larga distancia a través de una interfaz aérea son todos modos de radiación. Después de filtrar los puntos de muestreo en el espacio vectorial de onda normalizado, se puede determinar el número de puntos de muestreo y se estima el tiempo de muestreo. El proceso continúa en la etapa 1243.

[0239] En la etapa 1243, después de adquirir los puntos de muestreo filtrados, la máquina de prueba 250 transforma estos puntos de muestreo en el espacio vectorial de onda normalizado en el espacio angular a través de la fórmula (5) para obtener puntos de muestreo distribuidos de manera no uniforme (θn,φm,n) en el espacio angular. A continuación, el proceso continúa en la etapa 1244.

[0240] En la etapa 1244, la máquina de prueba 250 controla el plato giratorio 220 y el soporte de antena de medición 232 para girar a los acimuts de los puntos de muestreo determinados. A continuación, el sistema de antena de medición 230 y el medidor de recepción de potencia 240 miden y registran valores de la EIRP en los acimuts de estos puntos de muestreo. El medidor de recepción de potencia 240 transfiere los datos a la máquina de prueba 250. El proceso continúa en la etapa 1245.

[0241] En la etapa 1245, después de adquirir los valores de la EIRP de los puntos de muestra, la máquina de prueba 250 calcula un valor de la TRP usando la fórmula (7), se emite un resultado calculado y la prueba finaliza.

[0242] Ejemplo de aplicación cuatro

[0243] En este ejemplo de aplicación, se desconoce el tamaño de antena (por ejemplo, una antena tiene un radomo que no es fácil de desmontar) y se usa un esquema de muestreo no uniforme. El entorno de prueba puede ser, pero sin limitación, el sistema de prueba de cámara de onda milimétrica de campo lejano 200. En principio, como entorno de medición se puede utilizar tanto una cámara de ondas milimétricas de campo compacto como una cámara de ondas milimétricas de campo cercano (donde el campo cercano incluye un campo plano, un campo cilíndrico y un campo esférico) que puedan implementar la medición del patrón de antena.

[0244] La Figura 12 muestra el proceso de un método de prueba de TRP basándose en el esquema de muestreo no uniforme. El proceso incluye etapas descritas a continuación.

[0245] En la etapa 1211, se calibran una cámara anecoica completa y el entorno de medición de la cámara anecoica completa, que incluye una pérdida de trayectoria de aire, una pérdida de inserción de cable, parámetros de posición del sistema de coordenadas esféricas y similares. Esta es la base para las etapas de medición posteriores. La calibración de entorno de la cámara es una operación de preparación normal para las pruebas de radiofrecuencia.

[0246] En la etapa 1212, se determina si se puede conocer el tamaño de la antena integrada. En esta realización, se desconoce el tamaño de antena y el proceso continúa a la etapa 1231.

[0247] En la etapa 1231, como se desconoce el tamaño de antena, las resoluciones de Rayleigh se calculan indirectamente probando el primer ancho de haz nulo (FNBW) del haz principal. Por lo tanto, en la etapa 1231, se mide un patrón usando un espaciado de 1° o menos de 1° en el plano de inclinación y en el plano acimutal donde está ubicado el haz principal, y se calculan los primeros anchos de haz nulos correspondientes FNBWθy FNBWφ. Las resoluciones de Rayleigh se calculan a través de fórmulasθr =FNBWθ/2 yφr =FNBWφ/2.

[0248] En la etapa 1232, las resoluciones de Rayleighθryφren un espacio angular se transforman a las resoluciones de RayleighKyryKzren el espacio vectorial de onda normalizado usando la fórmula de transformación (5), y el proceso continúa a la etapa 1241.

[0249] En la etapa 1241, se determinan los espaciados de cuadrículaKcuadrícula,y

yKcuadrícula,z

[0250] En la etapa 1242, la máquina de prueba 250 calcula puntos de muestreo discretos en el espacio vectorial de onda normalizado a través de los espaciados de muestreo determinados. Es decir,

.

[0251] Estos puntos discretos se filtran y únicamente se seleccionan los puntos de muestreo que tienen un valor de módulo que satisfaga

. La razón de un filtrado de este tipo es que los modos electromagnéticos que pueden transmitirse a través de una larga distancia a través de una interfaz aérea son todos modos de radiación. Después de filtrar los puntos de muestreo en el espacio vectorial de onda normalizado, se puede determinar el número de puntos de muestreo y se estima el tiempo de muestreo. El proceso continúa en la etapa 1243.

[0252] En la etapa 1243, después de adquirir los puntos de muestreo filtrados, la máquina de prueba 250 transforma estos puntos de muestreo en el espacio vectorial de onda normalizado en el espacio angular a través de la fórmula (5) para obtener puntos de muestreo (θn

,φm,n) distribuidos de forma no uniforme en el espacio angular. A continuación, el proceso continúa en la etapa 1244.

[0253] En la etapa 1244, la máquina de prueba 250 controla el plato giratorio 220 y el soporte de antena de medición 232 para girar a los acimuts de los puntos de muestreo determinados. A continuación, el sistema de antena de medición 230 y el medidor de recepción de potencia 240 miden y registran valores de la EIRP en los acimuts de estos puntos de muestreo. El medidor de recepción de potencia 240 transfiere los datos a la máquina de prueba 250. El proceso continúa en la etapa 1245.

[0254] En la etapa 1245, después de adquirir los valores de la EIRP de los puntos de muestra, la máquina de prueba 250 calcula un valor de la TRP usando la fórmula (7), se emite un resultado calculado y la prueba finaliza.

[0255] La Figura 13 es un resultado de verificación de los valores de cuadrícula angular. Para los experimentos se usa una matriz de 8x16 elementos. El espaciado unitario de la antena de matriz es 0,5 λ. Los ejes de coordenadas inferiores de un sistema de coordenadas tridimensionales sonφcuadrícula

yθcuadrícula

, cada uno de los cuales tiene un intervalo de 1° a 30°. El valor de la TRP se calcula de acuerdo con la fórmula (1). Los errores se distribuyen tridimensionalmente. Como se observa en la Figura 13, las regiones planas de la distribución de error se ubican en φ<cuadrícula>≤ 7° y θ<cuadrícula>≤ 15°. Las resoluciones de Rayleigh calculadas de acuerdo con la fórmula (2) o la fórmula (3) sonφr ≈7,2° yθr≈ 14,5°. Se puede observar que los valores máximos de los espaciados de muestreo tienden a las resoluciones de Rayleigh para garantizar la precisión de medición, lo que es consistente con los análisis en las realizaciones de la presente divulgación.

[0257] Una realización de la presente divulgación proporciona además un medio de almacenamiento legible por ordenador. El medio de almacenamiento almacena instrucciones ejecutables por ordenador para implementar las etapas de cualquier método para medir TRP de una antena de matriz descrita anteriormente.

[0259] Una realización de la presente divulgación proporciona adicionalmente un aparato electrónico. El aparato incluye una memoria y un procesador. La memoria almacena un programa informático. El procesador está configurado para ejecutar el programa informático para implementar las etapas en cualquier realización de método anterior.

[0261] Se ha de entender por los expertos en la materia que los módulos/unidades funcionales en la totalidad o parte de las etapas del método, el sistema y el aparato divulgados anteriormente pueden implementarse como software, firmware, hardware y combinaciones apropiadas de los mismos. En la implementación de hardware, la división de módulos/unidades funcionales mencionada en la descripción anterior puede no corresponder a una división de componentes físicos. Por ejemplo, un componente físico puede tener varias funciones, o una función o etapa puede implementarse conjuntamente por varios componentes físicos. Algunos o todos los componentes pueden implementarse como software ejecutado por un procesador, tal como un procesador de señales digitales o un microprocesador, pueden implementarse como hardware o pueden implementarse como un circuito integrado, tal como un circuito integrado específico de la aplicación. Tal software puede distribuirse a través de medios legibles por ordenador. Los medios legibles por ordenador pueden incluir medios de almacenamiento informático (o medios no transitorios) y medios de comunicación (o medios transitorios). Como es sabido por los expertos en la materia, la expresión medios de almacenamiento informáticos incluye medios volátiles y no volátiles, así como extraíbles y no extraíbles, implementados en cualquier método o tecnología para almacenar información (tal como instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, módulos de programa u otros datos). El medio de almacenamiento informático incluye, pero sin limitación, una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de solo lectura programable y borrable eléctricamente (EEPROM), una memoria flash u otras tecnologías de memoria, una memoria de solo lectura de disco compacto (CD-ROM), un disco versátil digital (DVD) u otros almacenamientos en disco óptico, un casete magnético, una cinta magnética, un almacenamiento de disco magnético u otros aparatos de almacenamiento magnético, o cualquier otro medio usado para almacenar información deseada y accesible para un ordenador. Además, los expertos en la materia saben que los medios de comunicación típicamente incluyen instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, módulos de programa u otros datos en una señal de datos modulada, tal como una onda portadora u otros mecanismos de transporte, y pueden incluir cualquier medio de suministro de información.

[0263] Aplicabilidad industrial

[0265] Como se ha descrito anteriormente, un método, aparato y sistema para medir la potencia radiada total de una antena de matriz de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación tienen los siguientes efectos beneficiosos: en comparación con una manera de prueba tradicional que usa las cuadrículas de paso angular θ<cuadrícula>y φ<cuadrícula>de 15°, los errores de medición se reducen en las realizaciones de la presente divulgación; y, adicionalmente a través de una transformación de espacio vectorial de onda normalizado, se reduce aún más el número de puntos de muestreo y se mejora la eficiencia de la medición.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un método para medir potencia radiada total, TRP, de una antena de matriz, que comprende:

determinar resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en un espacio angular y establecer espaciados de cuadrícula de paso de puntos de muestreo para que sean menores o iguales que las resoluciones de Rayleigh (501); y

determinar los puntos de muestreo de acuerdo con los espaciados de cuadrícula de paso, medir la potencia radiada isótropa equivalente, EIRP, en posiciones de los puntos de muestreo y determinar la TRP de acuerdo con la EIRP (502),

en donde la determinación de las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular comprende determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular de acuerdo con una longitud de onda de señal y un tamaño de matriz de la antena de matriz,

en donde las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular se determinan usando una resolución de Rayleigh de la antena de matriz en una direcciónθde un sistema de coordenadas esféricas como

sigue

y usando una resolución de Rayleigh de la antena de matriz en una direcciónφdel sistema

de coordenadas esféricas como sigue

en dondeDyindica una apertura de antena máxima de la antena de matriz en una dirección horizontal yDzindica una apertura de antena máxima de la antena de matriz en una dirección vertical, yλindica la longitud de onda de la señal,

en donde la matriz es una matriz rectangular, y

en dondeDyyDzson las longitudes de los lados de la matriz rectangular en la dirección y en la direcciónz, respectivamente.

2. El método de la reivindicación 1, en donde la TRP se determina de acuerdo con la EIRP de la siguiente manera:

donde

,θcuadrícula

indica un espaciado de cuadrícula de paso en una direcciónθde un sistema de coordenadas esféricas yφcuadrícula

indica un espaciado de cuadrícula de paso en una direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas.

3. Un aparato para medir potencia radiada total, TRP, de una antena de matriz, que comprende:

un módulo de ajuste de espaciado de cuadrícula de paso (601), que está configurado para determinar resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en un espacio angular, y establecer espaciados de cuadrícula de paso de puntos de muestreo para que sean menores o iguales que resoluciones de Rayleigh (501); y

un módulo de determinación de TRP (602), que está configurado para determinar los puntos de muestreo de acuerdo con los espaciados de cuadrícula de paso, medir la potencia radiada isotrópica equivalente, EIRP, en las posiciones de los puntos de muestreo y determinar la TRP de acuerdo con la EIRP (502),

en donde para determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular, el módulo de paso (601) está configurado para determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular de acuerdo con una longitud de onda de señal y un tamaño de matriz de la antena de matriz, en donde el módulo de paso (601) está configurado para determinar las resoluciones de Rayleigh de la antena de matriz en el espacio angular usando una resolución de Rayleigh de la antena de matriz en una direcciónθde un

sistema de coordenadas esféricas como sigue

y usando una resolución de Rayleigh de la

antena de matriz en una direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas como sigue

, en dondeDyindica una apertura de antena máxima de la antena de matriz en una dirección horizontal yDzindica una apertura de antena máxima de la antena de matriz en dirección vertical, yλindica la longitud de onda de la señal, en donde la matriz es una matriz rectangular, y

en donde Dy y Dz son las longitudes de los lados de la matriz rectangular en la dirección y y en la dirección z, respectivamente.

4. El aparato de la reivindicación 3, en donde el módulo de determinación de TRP (602) está configurado para determinar la TRP de acuerdo con la EIRP de la siguiente manera:

donde

,θcuadrícula

indica un espaciado de cuadrícula de paso en una direcciónθde un sistema de coordenadas esféricas y φ<cuadrícula>indica un espaciado de cuadrícula de paso en una direcciónφdel sistema de coordenadas esféricas.

5. Un sistema para medir la potencia radiada total, TRP, de una antena de matriz, que comprende: un equipo bajo prueba fijado en una plataforma giratoria, un sistema de antena de prueba, un detector de potencia y una máquina de prueba, en donde el equipo bajo prueba comprende la antena de matriz y una unidad remota de radio que están integrados juntos, el detector de potencia está conectado al sistema de antena de prueba, y la máquina de prueba está conectada al equipo bajo prueba, a la plataforma giratoria, al sistema de antena de prueba y al detector de potencia, respectivamente; y

en donde la máquina de prueba es un aparato de acuerdo con la reivindicación 3 o 4.