近年來，隨著物聯網產品的無線化、智能化的發展，產品無線性能的重要性也日趨凸顯，而天線作為產品實現無線傳輸的重要媒介，其測量技術也不斷地向著更全、更快、更準的方向演進，天線性能的好壞也越來越受工程師們的重視，天線相關的測量也逐步成為一門不可小視的測試技術，今天給大家介紹下OTA近場測量的相關內容。

閑言少敘，今日份重點：

1.近場測量技術及場地的發展

2.近場測量的分類

3.現今主流近場多探頭OTA系統簡介

1.近場測量技術及場地的發展

近場測量的理論基礎于20世紀50年代末產生的，它的發展主要分為四個階段：

第一個階段為無探頭修正探索階段

（1950~1961年）

第二階段為探頭修正理論研究階段

（1961~1975年）

第三階段為實驗驗證探頭修正理論階段

（1965~1975年）

第四階段為探頭修正理論實踐階段

（1975~至今）

天線測量領域最早出現的測量場地是室外遠場，由于室外場地沒有屏蔽效果，容易受到外界電磁信號的干擾，而且還有外界不可控因素的影響，不僅使得測試的精度較低，還會出現測試數據不可復現的結果。

20世紀50年代初，微波暗室技術出現，早期的暗室無屏蔽殼體，暗室反射性能不高，隨著新興技術的不斷提升，目前的暗室屏蔽效能和靜區反射性能都能達到較高水準。

對于微波暗室技術的發展，天線測量從室外轉移到室內進行，解決了室外遠場背景電平高、保密性差、不支持全天候測試等問題。

天線場區可分為感應場區、輻射近場區和輻射遠場區，天線測量場地可分為遠場、近場、緊縮場、混響法等。

2.近場測量的分類

根據采樣面的不同，近場測量場地可分為平面近場、柱面近場、球面近場三種類型；

平面采樣主要適用于高增益、筆形波束天線的測量。常見的是垂直面采樣，測量時天線放置在固定位置，探頭在離被測天線3-5個波長的平面進行采樣。如圖1

圖1

柱面采樣主要適用于中等增益、扇形波束天線的測量。測量時天線在轉臺的帶動下做360°轉動，探頭進行上下移動進行采樣。如圖2

圖2

球面采樣主要適用于低增益、寬波束天線的測量。球面采樣的方式有多種，以我們16探頭暗室為例，被測天線放置在轉臺上做180°轉動，每轉一個角度，15個探頭依次進行采樣，以達到球面的采樣效果。

圖3

根據采用探頭數量的不同，近場可分為單探頭近場和多探頭近場兩種類型。

傳統的單探頭球面測試系統，被測天線必須在一個單探頭前二維旋轉，其旋轉范圍為方位角從0到360°和俯仰角從0°到180°，以便確定在包圍該天線的一個球面的上的場，由于單探頭的采樣點很多，測量時間長，信號的漂移，儀器的穩定性，溫度的變化都將會對測量精度產生影響。

多探頭球面近場測試系統實在俯仰方向上布置多個寬帶低反射的探頭進行電子掃描，這樣被測天線只需要在方位方向旋轉180°就夠了，由于電子掃描時瞬時完成的，這使天線測量速度提高了數十倍到上百倍。

3. 現今主流近場多探頭OTA系統簡介

圖4

1.近場天線測試系統主要由以下幾部分組成：

a. 多軸掃描架子系統（包括控制驅動器及電纜組件）。

b. 被測天線定位子系統， 通常由一個單軸或多軸轉臺，控制驅動器及電纜組件組成。

c. 射頻子系統，包括發射源，接收機及射頻電纜組件。

d. 系統主控器及一個負責給掃描架及轉臺子系統發定位指令，采集測試數據，近遠場變

換計算和分析測試結果的系統軟件。

2.工作原理：

以16探頭暗室為例：

該暗室是在一個環上均勻放置16根天線（有的還有24、32、64、128個等）作為接收天線，環上的天線是交叉極化的。

該環稱為星門（Stargate)。它采用多個探頭垂直面全方位實時采集待測物在垂直面的數據。當一個探頭工作時，其它探頭50歐匹配，從而不對其工作造成影響。因各要求不同，待測物也放置在一個轉臺上，轉臺每轉過一個角度，15個探頭會快速掃描一次成一個圓面，這樣很快就能獲得數據，此時測試出的數據是近場的數據，系統軟件會根據近場-遠場轉換算法對數據進行變換進而得到遠場（直接法）的數據。

這種測試速度很快，雖然相對精度稍有降低，卻極大的滿足了研發階段對測試效率的追求。

審核編輯 黃宇