用于体积近场扫描的紧凑型射频测量系统的设计与验证

《IEEE Open Journal of Instrumentation and Measurement》：Design and Validation of a Compact Radio Frequency Measurement System for Volumetric Near-Field Scans

　　摘要：本文提出了一种模块化近场测量系统，该系统源自开源3D打印项目RatRig V-Core 3.1。与针对特定测量任务需要单独解决方案不同，该系统作为一个集中式测量平台，适用于广泛的平面和体测量。它能够在受控环境下进行自动化测量，工作体积为510×450×910 mm。通过借鉴笛卡尔3D打印机机械原理，系统实现了高定位精度，定位误差低于20 μm。与传统测量系统相比，该系统使用现成组件，大幅降低了整体成本。模块化架构支持与不同测量仪器组合使用。研究了移动电缆的影响，在60 GHz下，整个扫描范围内的幅度和相位稳定性优于0.6 dB和5°。进行了V波段喇叭天线的示例近场测量，并与仿真结果进行了对比，结果吻合良好。该系统以开源项目（AntRig-Measurement-System）的形式发布，提供机械设计文件、自动化软件以及组装和使用说明。所提出的测量系统具有紧凑、便携、成本效益高且灵活的实施方式，易于复制和使用，并且精度可与传统解决方案相比。