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GB／T 38889-2020 天线及接收系统的无线电干扰 天线测量 车载天线及系统

球面近场机械扫描系统有多种实现方式，每种实现方式均应提供俯仰（）、方位（9）、横滚（X）三轴 旋转。 图6描述广被测天线、探头最小球和相应的坐标系，A表示探头原点在被测天线坐标系下的径向 立置。图7描述了球面近场的一般性配置。在测量球面（A，，9）的任意点，探头应指向球心并对两个 正交极化采样。根据机械复杂程度，实际机械可由多种方式实现：被测天线固定，所有旋转由探头实现； 皱测天线两轴旋转，探头绕×旋转；被测天线一轴旋转，探头绕两轴旋转。若探头采用双极化探头，则 不必绕轴旋转，此时，要求探头的两个极化的方向图一致

图6球面近场被测天线与探头坐标示意图

6.2.2.2射频子系统

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JC／T 2338-2015 建筑储能调温砂浆图7球面近场测量的一般性几何布局

射频子系统包括信号源、幅相接收机、探头、电缆及实现测量功能的其他射频设备和器件。在注 程中，射频系统的短期和长期稳定性对测量精度至关重要，根据不同的测量要求配置不同射频系 量使用的设备和仪表应具有良好的稳定性、可靠性、动态范围和测量精度

6.2.2.3 控制子系统

控制子系统包括实时时钟控制器、计算机和控制线缆等，实现各设备的协同控制。

6.2.2.4测量软件

测量软件应具有数据采集与数据分析功能，并能实现方向图、增益、波束宽度、副瓣电平、波束指向、 极化等测量

6.2.2.5标准增益天线

比较法是测量天线增益最常用的方法，应具备一根已知增益的标准天线。标准天线的精度直接影 向被测天线增益的测量精度，因此，确定标准增益天线的增益是比较法的前提和关键。标准增益天线应 具备以下特性： 天线的增益应精确已知； b） 天线的结构简单牢固； C） 天线应为线极化； d) 标准增益天线的增益要根据被测天线增益的高低来确定，近场测量时两者的增益比较接近 为宜。

6.2.3.1标准增益天线校零

标准增益天线在校零时，程序主要为： a）架设标准增益天线于转台上，并确定标准增益天线的最小包络半径Rmin； b）根据校准布置示意图连接射频线缆，如图8所示； c）设置信号源和失量接收机的测量频率、功率和中频带宽等参数； d）设置、和X角扫描范围、采样间隔； e 双极化测量探头实现θ和X角的扫描，标准增益天线方位角度连续运动实现9角的扫描，矢量

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6.2.3.2被测天线测量

图8球面近场标准增益天线标校布置示意图

被测天线在测量时，程序主要为： a）架设被测天线于转台上，确定被测天线的最小包络半径Rmin； b）根据被测天线测量布置示意图连接射频线缆，如图9所示； c）设置信号源和矢量接收机的测量频率、功率和中频带宽等参数； d）设置、の和×角扫描范围、采样间隔； 双极化测量探头实现和×角的扫描，标准增益天线方位角度连续运动一180°～十180°实现9 角的扫描，矢量接收机采集测量信号幅度相位值，并记录为（Etheta/nhi），分贝每度[dB/（）]。

图9被测天线测量布置示意图

6.3导航天线OTA性能测量

7车载毫米波雷达天线测量

测量环境应满足5.1.1中的通用要求

场地要求应满足附录A的通用要求。

场地要求应满足附录A的通用要求。

7.2车载毫米波雷达天线方向图测量

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在进行车载毫来波雷达天线的方向图或者（TA测量时，均应对毫来波雷达天线系统在模拟装车 状态下进行测量。 车载毫来波雷达天线方向图可采用柱面近场或球面近场两种方法进行测量，测量系统均包括机械 扫描系统、射频子系统、控制子系统、测量软件 柱面近场和球面近场测量主要是机械扫描系统和测量软件的算法不一样

7.2.2柱面近场测量法

7.2.2.1柱面近场机械扫描系统

柱面近场机械扫描系统是在圆柱面上 采集数据，探头安装在之轴回的直线导轨上，被测大线安装 在坐标系中向旋转的方位转台上，如图10所示， 射频子系统、控制子系统、测量软件和标准增益天线要求见6.2.2

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7.2.2.2系统对准

图10柱面近场被测天线与探头坐标示意图

测量探头一般安装在Z轴向的扫描架上沿垂线进行扫描，被测天线一般架设在一维方位转台上 旋转一周，如图11所示。

图11车载雷达柱面近场测量架设示意图

测量设备应调整扫描架彼此对准，可参考天地或是测量系统。探头运动的直线扫描轴乙”应至平行 于方位转台的转轴乙，并垂直于场地。方位转台在指定的扫描范围旋转时，转轴应保持稳定且平行于 深头扫描轴。相对于轴Z，9的测量半径的调整精度应达到0.01入量级，相对坐标系关系如图11所示。 典型的对准工具是经纬仪和激光跟踪仪。通常完整的扫描轴对准参考场地坐标，如使用场地中特 殊定位的立方镜或是经纬仪靶标来保证扫描系统垂直。场地的标志点可固定于实体（如地板等）上的 标。 安装好扫描架之后，应分别对准探头天线和被测天线。探头天线的Y应垂直于直线扫描架的 Y'Z'平面，线极化探头的天线极化应调整到X轴或Z'轴方向上，定位精度达到0.01入量级。 被测天线相对于探头的对准由使用立方镜和（或）工具球的几何方法完成，如调整被测天线使其Z 坐标平行于方位转台的转轴

根据奈奎斯特准则，相邻数据的采样间隔不应大于最高频率所对应波长的一半（入/2），柱面扫描在 方位向和Z向的采样间隔分别为△=入/β和△Z=入/2（P。为最小圆柱直径，最小圆柱指以轴为中心 包围被测天线的最小圆柱）

7.2.2.4扫描区域

Z向扫描范围，所对应的有效角域范围与平面近场类似，可由式（13)给出： rF± =arctan[(L±h/2)/d] 式中： 一一包围待测天线最小圆柱的高度，单位为米（m）； L士一 向上和向下扫描的垂直距离，单位为米（m）； d 一一被测天线和探头之间的距离，单位为米（m）。 L+和L可不相等。 给定向近场方位扫描的范围，对应的远场有效角域与球面近场扫描类似，可由式（14)给出：

式中： 最小圆柱直径，单位为米（m）； Pm 测量圆柱直径，单位为米（m）

7.2.2.5柱面近场测量程序

7.2.2.5.1标准增益天线校准

标准增益天线在校准时，程序主要为： a）架设标准增益天线于方位转台上，确定标准增益天线的最小包络半径Rmin； b）根据标校布置示意图12连接射频线缆，若标校77GHz频段应使用扩频设备； c）设置信号源和矢量接收机的测量频率、功率和中频带宽等参数； d）设置?角扫描范围、采样间隔，测量探头乙方向的扫描范围、采样间隔； 测量探头实现Z方向的扫描，标准增益天线方位角度连续运动实现9角的扫描，矢量接收机 采集测量信号幅度相位值，并记录为E，phi，分贝每度[dB/（）。

标准增益大线在校准时，程序主要为： a）架设标准增益天线于方位转台上，确定标准增益天线的最小包络半径Rmin； b）根据标校布置示意图12连接射频线缆，若标校77GHz频段应使用扩频设备； C 设置信号源和矢量接收机的测量频率、功率和中频带宽等参数； d）设置角扫描范围、采样间隔，测量探头Z方向的扫描范围、采样间隔； 测量探头实现2方向的扫描，标准增益天线方位角度连续运动实现9角的扫描，失量接收机 采集测量信号幅度相位值，并记录为E，bi，分贝每度「dB/（）1

7.2.2.5.2被测天线测量

图12柱面近场标准增益天线标校布置示意图

被测天线在测量时，程序主要为： a）架设被测天线于方位转台上，确定被测天线的最小包络半径Rmin； b 根据测量布置示意图13连接射频线缆，若标校77GHz频段应使用扩频设备； C 设置信号源和矢量接收机的测量频率、功率和中频带宽等参数； d） 设置9角扫描范围、采样间隔，测量探头乙方向的扫描范围、采样间隔 测量探头实现Z方向的扫描，被测天线方位角度连续运动实现角的扫描，失量接收机采集 测量信号幅度相位值，并记录为（Ez/phi），分贝每度［dB/（°）」。

被测天线在测量时，程序主要为： a）架设被测天线于方位转台上，确定被测天线的最小包络半径Rmin； b） 根据测量布置示意图13连接射频线缆，若标校77GHz频段应使用扩频设备； C 设置信号源和矢量接收机的测量频率、功率和中频带宽等参数； d）i 设置角扫描范围、采样间隔，测量探头Z方向的扫描范围、采样间隔 测量探头实现Z方向的扫描，被测天线方位角度连续运动实现角的扫描，失量接收机采集 测量信号幅度相位值，并记录为（Ez/phi），分贝每度[dB/（°）］。

7.2.3球面近场测量法

7.2.3.1球面近场机械扫描系统

球面近场机械扫描系统坐标系统见6.2.2。

图13柱面近场被测天线测量布置示意图

7.2.3.2系统对准

测量探头一般安装在旋转臂、球形扫描架或圆环上进行扫描，被测天线一般架设在扫描球面的几何 中心上。车载雷达天线测量时，扫描方式有两种： a）被测天线架设在一维转台上绕轴旋转，将双极化探头安装在是旋转臂、球形扫描架上实现6 角的机械扫描，X角的电子扫描，实现单探头快速扫描； b）将双极化探头安装在是圆弧上实现和×角的电子扫描.实现多探头快速扫描：如图14所示

图14车载雷达球面近场测量架设示意图

测量系统搭建中被测天线的安装通常出于机械方面的考虑，包括机械系统本身或是待测天线的机 械接口。被测天线移动和旋转的限制也会影响安装方式的选择。传统的被测天线指向为极点指向或是 赤道指向，车载雷达的指向一般为赤道指向，如图15所示

日15车载雷达球面近场测量坐标系中被测天线

测量之前要系统对准，一般要求各轴彼此相交偏差应调整到约0.02入（入为波长），并且垂直通常要 达到0.01入量级。系统应具备可调整性，并配备便于对准的工具，如水平仪、经纬仪、反射镜、激光跟踪 义、光学靶标等。被测天线和探头的安装和拆卸应精确、可重复，各机械部件应稳定和坚硬，以确保测量 头和被测天线旋转时不严重影响之前的对准状态 应特别考虑去除被测天线沿传送轴往返时转换环节传递给它的位置偏差，因为这将导致指向偏差，

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应对所有天线的重力下垂进行补偿。

使用快速傅里叶变换，6和角上应进行均匀采样，若被测天线辐射场展开在N阶截断，则使用 式（15）计算采样间隔

N=[kr] +n] （16） 式中： 一波数，k=2元/入； 入 一波长，单位为米（m）； 一完全包围被测天线、圆心位于坐标系原点的最小球半径，单位为米（m）； [kr°]对kr°就近取整。 应注意，最小球应包含会影响辐射方向图的所有天线支撑结构.被测天线不必架设在球坐标系中 心。n1为整数，取决于最小球内源的位置、待计算的场点至最小球的距离及所需要的精度。如果场点距 离最小球大于几个波长，n1=10对绝大多数应用都有足够的精度。 随着天线尺寸的增大，精度要求的提高，计算速度和能力提升，修正的截断极限可按式（17)计算

N=[kr"]+ max(A· /kr".10)

N=[kr]+max(A·kr".10)

A为由精度需求确定的经验因子，对于小天线最小值可取10，对于一80dB的相对精度A=3.6 100dB时A=5.0。 的最大采样间隔与相同

如被测天线具有一定的对称性时，也可根据具体情况使用稍大的△9 对于指向赤道平面测量格点的定向天线，应选择△9=△。当投影在最小球r=r°上，采样间隔 入2，与奈奎斯特采样准则一致

7.2.3.4扫描区域

若在完整的球面上扫描将不会有截断误差。 然而，在整个球面所对应的4元立体角内扫描工程 以实现，这将产生截断误差。而相应的远场也只在一定范围内有效，远场有效角域由式（19）确定

7.2.3.5球面近场测量程序

按6.2.3进行测量。若测量77GHz频段应使用折

参照附录B，根据测量仪器测量的被测天线原始数据进行柱面或是球面近远场变换，得到被测天 场方向图，后处理得到波束宽度，波束指向及交叉极化；根据标校天线的数据，计算获得被测天线

7.3车载毫米波雷达天线OTA测量

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车载米波雷达天线在进行OTA性能测量时，按4.3.3进行TRP或NHPRP的测量。

8.1卫星数字广播天线方向图的测量

因数字广播天线与AM/FM天线具

8.2卫星数字广播天线OTA的测量

卫星数字广播天线进行OTA性能测量时，可按4.3.4进行TIS或NHPIS的测量。

9.1无钥匙天线方向图的测量

因无钥匙天线与AM/FM天线具有相同的辐射特性，它的方向图可按5.2.2进行测量

因无钥匙天线与AM/FM天线具有相同的辐射特性，它的方向图可按5.2.2进行测量。

9.2无钥匙天线OTA的测量

IS或NHPIS的测量

测量结果应记录在一份综合的测量报告中，表2给出了要求的所有条目的摘要清单。该测量报告 应具有以下细节以提供测量可重复性： a）通用信息，包括： 1）通用信息应包括测量所在的地点、负责的（能承担责任）的所有者等； 2） 如果场地确认是由其他方或组织进行的，应给出该方或该组织的信息； 3） 应借助绘图、照片、部件号码等方式描述测量的配置，包括其辅助设备； 4） 另外还应给出进行测量的日期，在报告的封面还应有报告的编制者和授权人的姓名及其 签名。 b） 有效期和限制条件的评估，在对车载天线进行测量之前，应证明场地的有效期，并明确声明有 哪些特别的环境条件、配置条件或者限制条件。 C 测量布置，包括： 1）无论在检查还是在测量中，都应对每一条规范性要求的条目进行核查，以确定是否符合 要求。 2） 不同类型天线的测量程序，应在测量报告中给出。若对测量布置有调整，也应在报告中 注明。

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车载大我的猫射参数和（1A参数的测革要求任开适场或者微波暗至中进行，任士可能满定开阔场 者微波暗室的场地都可能成为可替换的试验场地。 试验场地应满足以下要求： a）净空间尺寸应满足测量设备和被测天线安装架设和扫描采样的空间需求； b 扫描静区的范围应大于或等于包含被测天线的最小球体； 沿静区水平轴线方向移动被测天线时接收信号起伏不超过土2dB，沿静区垂直于地面的同 平面上下、左右移动被测天线时接收信号起伏不超过土0.3dB： d）确保来自外部物体的反射不影响测量结果

开阔场应满足以下要求： 测量场地应是一个没有电磁波反射物的空旷场地，应避开建筑物、电力线、禽色和树木等，并应 远离地下线缆、管道等； b 若测量场地使用气候保护罩，则气候保护罩应能保护包括被测天线及系统在内的整个试验场 地，所用材料应具有射频透明性，以避免造成不需要的反射； C 宜使用金属接地平板的测量场地，可使用时域法消除地面反射，测量设施和测量人员都应在无 障碍区之外； 对于旋转组件位于接地平板下的转台，旋转表面应与接地平板齐平，并将其与接地平板导电 连接； e AM/FM方向图远场测量场地的指标要求如表A.1所示

表A.1AM/FM方向图远场测量场地的要求

室，除满足A.1的基本要求外，还应满足以下要求

a）测量中使用的微波暗室屏蔽效能应大于105dB，如图A.1所示； b）测量中使用的微波暗室回波损耗在300MHz以下时，应大于25dB；在300MHz以上时，应

a测里中使， b）测量中使用的微波暗室回波损耗在300MHz以下时，应大于25dB；在300MHz以上时，应大

图A.1暗室屏蔽效能和回波损耗限值

探头沿扫描架移动时能从不同方向看到被测天线中心。而且，在固定位置探头可从不同方向者 测天线的每个部分。因此，无法通过不带探头补偿的近远场变换由近场测量数据准确恢复出 场。 探头补偿近场柱面测量基本理论是基于洛伦兹互易定理的应用提出的，它们严格证明了，被测 射场的柱面波展开中的模式系数&，和6与以下有关 a）两组独立测量的探头输出电压的二维傅里叶变换，探头在第二组测量中沿其纵轴旋转90° b）当探头用作发射天线时，探头和旋转探头的辐射场的柱面波展开系数。 和由式(R1)~式(B6)给出

T,(Y)= V()exp(—jn)exp(j)dpd ( B.3 ".(Y)= [v'(,)exp(jn)exp (jY)dpd * B.4

武（B.3)和式（B.4)中： V，V"——（d.,）点处探头和旋转探头的复输出电压GB／T 51376-2019 钴冶炼厂工艺设计标准，单位为伏(V)

...........B.

limH（)= Z j#+exp（—jx） ...(B.6

在经典方法中JC／T 2069-2011 中空玻璃间隔条 第1部分：铝间隔条，傅里叶变换积分I，和I，可用快速傅里叶变换高效计算；根据采样定理，近场委 等间距得到。与探头和旋转探头相关的模式系数（cm，d）和（cm，dm）可从它们辐射的远场分量 度和相位计算得到。只要确定了α，和b.电场远场分量可由式（B.7)计算得到

E(R,8,9)= exp(jn)exp(—jkR)·sinZj"[a(kcoso)+jb.(kcoso)

式中： （R，0，9）一被测天线远场的球面坐标。 球面场的近远场方向图转换可参照以上方法进行计算