移动通信基站天线测量若干关键技术问题研究
发布时间：2022-02-22 05:51
移动通信已经发展到第五代（5G）,成为了新基建的龙头和万物互联的基石,其网络依赖于天线完成无线覆盖。而天线作为移动通信网络的关键部件,其基本性能最终是通过天线测量来进行评估和判定。天线的测量过程以及测量结果的准确性受到很多内外部因素影响,5G和未来6G天线技术发展,对测量技术也提出了许多新的要求,相关研究具有重大意义和实用价值。天线测量技术的发展使其涉及的领域越来越宽,从电磁场理论到信号处理算法、从硬件设计到软件编程、从低频电路到射频电路、从机电装置到自动控制等多方面的知识都融汇于天线测量之中。本文从新一代天线发展过程中的测量需求出发,挖掘出若干需要突破的关键技术问题,进行了深入研究。本文的主要研究内容及创新点如下:（1）针对现有商用的矢量网络分析仪电子校准件价格昂贵、品牌间不能互通使用的现状,提出了一种通用型电子校准件硬件架构和基于分式线性变换特性的微波网络误差模型求解算法,并将该算法应用于自行设计研制的电子校准件中,实现了一种性能良好,可与不同品牌网络分析仪适配的电子校准件装置。（2）针对5G大规模天线研发和生产过程中的电路参数去嵌入测量需求,研究了两类5G天线去嵌入测量算法,提出...
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题来源及主要研究内容
1.2 国内外研究现状
1.2.1 矢量网络分析仪电子校准件
1.2.2 射频测量中的去嵌入测量方法
1.2.3 射频开关在射频测量中的应用
1.2.4 天线辐射特性测量系统
1.2.5 软件无线电及其在射频测量中的应用
1.3 本课题使用的开源硬件及相关用软件
1.4 论文主要工作及结构框架
第二章 相关基本理论与原理简介
2.1 引言
2.2 微波网络基本概念与原理
2.3 课题所用的数据处理理论与算法
2.3.1 傅里叶变换
2.3.2 数据插值理论
2.3.3 分式线性变换及特性
2.4 天线测量场地及基本要求
2.5 软件无线电基本理论
2.6 本章小结
第三章 矢量网络分析仪电子校准件设计与实现
3.1 引言
3.2 矢量网络分析仪误差模型
3.3 电子校准件硬件及软件设计
3.4 电子校准件的校准算法
3.5 测量结果及分析
3.5.1 电子校准件测量结果
3.5.2 系统误差项及被测件测试结果
3.6 本章小结
第四章 5G大规模阵列天线去嵌入测量方法
4.1 引言
4.2 5G天线去嵌入测量的工程需求
4.2.1 转接工装对测量的影响
4.2.2 滤波器对测量结果的影响
4.3 接头转接工装去嵌入测量方法研究及应用
4.4 滤波器去嵌入测量算法及验证
4.5 本章小结
第五章 射频开关在天线测量中的应用
5.1 引言
5.2 射频开关模块的优化设计
5.2.1 射频开关优化设计
5.2.2 射频开关的性能测试
5.3 射频开关模块的天线测量中的应用
5.3.1 射频开关在5G天线电路参数测量中的应用
5.3.2 射频开关在多端口天线方向图测量中的应用
5.3.3 射频开关在5G大规模阵列天线空口一致性测量中的应用
5.4 本章小结
第六章 毫米波天线辐射特性测量系统开发与应用
6.1 引言
6.2 测量系统的原理与实现
6.3 测量系统的应用实例
6.3.1 天线远场方向图测量
6.3.2 测量场地反射抑制算法的应用研究
6.3.3 天线增益测量外推法的实验研究
6.4 本章小结
第七章 软件无线电技术在天线测量中的应用
7.1 引言
7.2 软件无线电模块及其实验平台
7.2.1 性能测试所用的仪表和软件
7.2.2 软件无线电模块实验平台简介
7.2.3 软件无线电模块性能测试结果
7.3 软件无线电模块在矢量反射系数测量中的应用
7.3.1 反射系数测量系统及误差修正算法
7.3.2 反射系数测量结果及分析
7.4 软件无线电模块在介电常数测量中的应用
7.4.1 介电常数测量原理及数据拟合算法
7.4.2 介电常数测量装置及测量结果
7.5 本章小结
总结和展望
参考文献
附录 英文缩写检索表
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]矢量网络分析仪电子校准件设计与实现[J]. 赖展军,卜斌龙,冯穗力. 微波学报. 2019(06)
[2]软件无线电在矢量反射系数测量中的应用[J]. 赖展军,卜斌龙,冯穗力. 微波学报. 2019(04)
[3]基于压缩感知的天线远场快速测量技术[J]. 张量,陈明生,吴先良,刘本东,张宇桥. 微波学报. 2018(05)
[4]5G Massive MIMO天线OTA测试方法探讨[J]. 王正鹏,乔兆龙,苗俊刚. 电信技术. 2017(11)
[5]一种用于矢量网络分析仪的电子校准系统[J]. 文常保,张城,马琼,郑怀仓,李阳. 实验室研究与探索. 2017(08)
[6]基于微带谐振法的介电常数无损伤测量[J]. 郭富祥,赖展军,薛锋章. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2017(03)
[7]非理想校准件对S参数测量结果的影响[J]. 金雨旻,王敏,赵永久,周永刚. 微波学报. 2017(01)
[8]关于电子校准件的一种验证性测量方法[J]. 山世龙. 科技经济导刊. 2016(31)
[9]天线测量技术及其进展[J]. 胡伟东,陈实,李雅朦,刘阳. 电信技术. 2016(08)
[10]天线辐射参数测量暗室相关问题探讨[J]. 薛锋章. 电信技术. 2016(08)
硕士论文
[1]球面近场测量位置误差分析及MARS修正方法研究[D]. 王文钊.西安电子科技大学 2018
[2]基于外推法的天线增益测量[D]. 成阳.西安电子科技大学 2018
[3]外推法天线增益测量的关键技术研究[D]. 陈军.南京信息工程大学 2017
[4]低成本高精度S参数测量系统的研究[D]. 刘灯奎.苏州大学 2014
[5]线天线方向图自动测量系统设计[D]. 孙晓利.大连理工大学 2009
[6]一种采用软件无线电技术的频谱分析仪设计[D]. 韦书俊.北京邮电大学 2006
本文编号：3638828
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题来源及主要研究内容
1.2 国内外研究现状
1.2.1 矢量网络分析仪电子校准件
1.2.2 射频测量中的去嵌入测量方法
1.2.3 射频开关在射频测量中的应用
1.2.4 天线辐射特性测量系统
1.2.5 软件无线电及其在射频测量中的应用
1.3 本课题使用的开源硬件及相关用软件
1.4 论文主要工作及结构框架
第二章 相关基本理论与原理简介
2.1 引言
2.2 微波网络基本概念与原理
2.3 课题所用的数据处理理论与算法
2.3.1 傅里叶变换
2.3.2 数据插值理论
2.3.3 分式线性变换及特性
2.4 天线测量场地及基本要求
2.5 软件无线电基本理论
2.6 本章小结
第三章 矢量网络分析仪电子校准件设计与实现
3.1 引言
3.2 矢量网络分析仪误差模型
3.3 电子校准件硬件及软件设计
3.4 电子校准件的校准算法
3.5 测量结果及分析
3.5.1 电子校准件测量结果
3.5.2 系统误差项及被测件测试结果
3.6 本章小结
第四章 5G大规模阵列天线去嵌入测量方法
4.1 引言
4.2 5G天线去嵌入测量的工程需求
4.2.1 转接工装对测量的影响
4.2.2 滤波器对测量结果的影响
4.3 接头转接工装去嵌入测量方法研究及应用
4.4 滤波器去嵌入测量算法及验证
4.5 本章小结
第五章 射频开关在天线测量中的应用
5.1 引言
5.2 射频开关模块的优化设计
5.2.1 射频开关优化设计
5.2.2 射频开关的性能测试
5.3 射频开关模块的天线测量中的应用
5.3.1 射频开关在5G天线电路参数测量中的应用
5.3.2 射频开关在多端口天线方向图测量中的应用
5.3.3 射频开关在5G大规模阵列天线空口一致性测量中的应用
5.4 本章小结
第六章 毫米波天线辐射特性测量系统开发与应用
6.1 引言
6.2 测量系统的原理与实现
6.3 测量系统的应用实例
6.3.1 天线远场方向图测量
6.3.2 测量场地反射抑制算法的应用研究
6.3.3 天线增益测量外推法的实验研究
6.4 本章小结
第七章 软件无线电技术在天线测量中的应用
7.1 引言
7.2 软件无线电模块及其实验平台
7.2.1 性能测试所用的仪表和软件
7.2.2 软件无线电模块实验平台简介
7.2.3 软件无线电模块性能测试结果
7.3 软件无线电模块在矢量反射系数测量中的应用
7.3.1 反射系数测量系统及误差修正算法
7.3.2 反射系数测量结果及分析
7.4 软件无线电模块在介电常数测量中的应用
7.4.1 介电常数测量原理及数据拟合算法
7.4.2 介电常数测量装置及测量结果
7.5 本章小结
总结和展望
参考文献
附录 英文缩写检索表
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]矢量网络分析仪电子校准件设计与实现[J]. 赖展军,卜斌龙,冯穗力. 微波学报. 2019(06)
[2]软件无线电在矢量反射系数测量中的应用[J]. 赖展军,卜斌龙,冯穗力. 微波学报. 2019(04)
[3]基于压缩感知的天线远场快速测量技术[J]. 张量,陈明生,吴先良,刘本东,张宇桥. 微波学报. 2018(05)
[4]5G Massive MIMO天线OTA测试方法探讨[J]. 王正鹏,乔兆龙,苗俊刚. 电信技术. 2017(11)
[5]一种用于矢量网络分析仪的电子校准系统[J]. 文常保,张城,马琼,郑怀仓,李阳. 实验室研究与探索. 2017(08)
[6]基于微带谐振法的介电常数无损伤测量[J]. 郭富祥,赖展军,薛锋章. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2017(03)
[7]非理想校准件对S参数测量结果的影响[J]. 金雨旻,王敏,赵永久,周永刚. 微波学报. 2017(01)
[8]关于电子校准件的一种验证性测量方法[J]. 山世龙. 科技经济导刊. 2016(31)
[9]天线测量技术及其进展[J]. 胡伟东,陈实,李雅朦,刘阳. 电信技术. 2016(08)
[10]天线辐射参数测量暗室相关问题探讨[J]. 薛锋章. 电信技术. 2016(08)
硕士论文
[1]球面近场测量位置误差分析及MARS修正方法研究[D]. 王文钊.西安电子科技大学 2018
[2]基于外推法的天线增益测量[D]. 成阳.西安电子科技大学 2018
[3]外推法天线增益测量的关键技术研究[D]. 陈军.南京信息工程大学 2017
[4]低成本高精度S参数测量系统的研究[D]. 刘灯奎.苏州大学 2014
[5]线天线方向图自动测量系统设计[D]. 孙晓利.大连理工大学 2009
[6]一种采用软件无线电技术的频谱分析仪设计[D]. 韦书俊.北京邮电大学 2006
本文编号：3638828
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