微波天线及其高精度远场测试系统详解

1、简介 Introduction

在尽量少的空间内布置尽可能多的微波天线就需要对天线与天 线之间的互扰提出非常严格的要求，同时对测试系统的精度和动态范围提出了很高的要求。大体上说，衡量这种互扰的主要天线参数有前后比，旁瓣和方向图。本文 重点介绍了广东通宇通讯股份有限公司的高精度微波天线远场测试系统，并以Eband ETSI Class4 天线为列给出了一些测试结果。

2、微波天线分类 Microwave Antennas Classifications

微波天线可以从多个角度分类，一般业界有以下几种分类方式。

2.1 按照频率和口径分类 According to Frequency and dimension

微波天线最常见也是普遍被业界认可的分类方式是频段和天线直径，天线生产厂家也基本以此来定义各自的产品编码。表1是各个频率的频带定义，表2是通宇通 讯股份有限公司已经研发成功并可以大批量供货的产品频段和尺寸对应表格，值得提的是，虽然微波天线覆盖4－86GHz，大口径天线并非全频段覆盖，这主要 是因为大口径天线一般用于远距离的微波传输，随着频率增高空间损耗变的难以体现大口径高增益的优势，另外频率越高波束宽度越窄，太高频率的大口径天线也会 使得链路对调成为问题。另外，传统微波天线大概有10％左右的带宽，通宇通讯已陆续推出的20％的宽频天线，包括5W, 6W, 7W, 10W, 23W 和27W。

　　表1 微波天线频率

　　表2 天线按频段和口径分类列表

1、简介 Introduction

在尽量少的空间内布置尽可能多的微波天线就需要对天线与天 线之间的互扰提出非常严格的要求，同时对测试系统的精度和动态范围提出了很高的要求。大体上说，衡量这种互扰的主要天线参数有前后比，旁瓣和方向图。本文 重点介绍了广东通宇通讯股份有限公司的高精度微波天线远场测试系统，并以Eband ETSI Class4 天线为列给出了一些测试结果。

2、微波天线分类 Microwave Antennas Classifications

微波天线可以从多个角度分类，一般业界有以下几种分类方式。

2.1 按照频率和口径分类 According to Frequency and dimension

微波天线最常见也是普遍被业界认可的分类方式是频段和天线直径，天线生产厂家也基本以此来定义各自的产品编码。表1是各个频率的频带定义，表2是通宇通 讯股份有限公司已经研发成功并可以大批量供货的产品频段和尺寸对应表格，值得提的是，虽然微波天线覆盖4－86GHz，大口径天线并非全频段覆盖，这主要 是因为大口径天线一般用于远距离的微波传输，随着频率增高空间损耗变的难以体现大口径高增益的优势，另外频率越高波束宽度越窄，太高频率的大口径天线也会 使得链路对调成为问题。另外，传统微波天线大概有10％左右的带宽，通宇通讯已陆续推出的20％的宽频天线，包括5W, 6W, 7W, 10W, 23W 和27W。

　　表1 微波天线频率

　　表2 天线按频段和口径分类列表

2.2 按照极化分类 According to Polarization

极化是电磁场的一大特性，在通信信道中采用正交的极化信号使得在频带不变的情况下信道容量增倍。目前点对点微波通信系统按照极化分为单极化，双极化2种，其中前两种相对成熟，图1和图2分别是通宇公司生产的两款单极化和双极化微波天线产品。

2.3 按照性能级别分类 According to Level of Performance

根据天线方向图特性，不同国家制定了不同的标准用以描述微波天线级别和差异。业界中最为常用的是ETSI标准，它针对点对点天线辐射包络图的高低制定了 Class1－Class4级别。目前市场上畅销的点对点微波天线属于Class 3级别，而Class 4天线具备更高的前后比及方向图包络要求，已经成为各大厂家积极开发的下一代产品。图3和图4是通宇通讯股份有限公司开发的Class3和Class4天 线方向辐射图测试结果。可以看出天线要满ETSI的标准，其方向图曲线低于ETSI指定的Class3和Class4包络之上限。Class4天线对比 Class3天线，它要求天线方向图压得更低，前后比更高，这使得在有限空间范围内可以部署更多数量的微波天线。

天线厂家针对不同的市场，充分论证自己天线的性能用于满足世界各地客户的需求。例如TYA06U38S和TYA06E38S是通宇公司两款微波天线产 品，满足ETSI Class 3级别的天线采用了超高性能天线代码'U'，满足ETSI Class 4级别的天线则采用异高性能天线代码'E'来表示，它们分别代表了0.6m口径工作在38GHz的C3 和C4单极化天线。

2.4 按照应用场景分类 According to Application Scenarios

图7