紧凑型暗室中黑箱发射机静态远场辐射方向图与EIRP测量方法研究

《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》：Motionless, Single-Snapshot Far-field Pattern and EIRP Measurement Method in a Compact Hybrid Chamber Employing a Sampling Array

　　

摘要：

本文提出了一种在紧凑型天线暗室中对黑箱发射机进行静态远场辐射方向图及等效全向辐射功率（EIRP）测量的方法。静态操作对于复杂被测设备（DUT）（如波束赋形阵列天线）的快速生产测试尤为关键。该暗室为金属过模矩形波导，一端终止于采样暗室阵列天线（CAA），另一端为吸波壁，被测设备的测试区域位于吸波壁一侧。利用互易性和功率波形式，我们推导了CAA相干采样接收信号与DUT的EIRP方向图之间的线性关系，从而实现了无需机械旋转即可从单次快照重建方向图。一次性的校准程序基于CAA的嵌入式单元场（EEF）测量值和最优波束赋形算法，生成CAA权向量，这些权向量在发射情况下可在测试区域中综合出丰富的平面波集合，从而定义方向图的高分辨率采样网格和EIRP归一化。此外，我们开发了一种专用的探头校正技术，以确保在强烈多散射环境中仍能准确估计EEF。在5G NR FR1频段的全波仿真以及900 MHz原型暗室的实验验证了该方法在具有代表性的线极化和圆极化（LP/CP）DUT情况下的有效性。三个实验DUT在峰值处的EIRP测量误差为0.2至0.4 dB。在±60°范围内，最大逐点归一化方向图误差介于-17 dB至-25 dB之间，其中最大值与低增益CP螺旋DUT在消声室参考数据中的局部特征有关。在高增益仿真案例中，误差降至-30 dB以下。