大规模阵列天线基站OTA测试方法探究.doc

大规模阵列天线基站OTA测试方法探究 　　【摘 要】为了研究一套适用于大规模阵列天线有源基站的OTA测试方案，分析了近场、远近场和紧缩场三种不同的测试方案，从场地需求、测试方案、测试接口和测试结果几方面进行对比研究。研究表明，目前远近场结合方案是唯一可以实施的测试方案，其他方案均有许多问题需要解决，需要继续探索 【关键词】3D-MIMO 有源基站 OTA测试 阵列天线 [Abstract]Large-scale array antenna has been applied to 3D MIMO products， which is one of the key techniques for 5G. In order to investigate a set of OTA test methods suitable for the active BS with large-scale array antenna， three test methods suitable for the near field， near/far field and compact filed were analyzed， and then they were compared from perspectives of chamber requirement， test procedure， test interface and test result. Research demonstrates that the method of the combination of the far field with near field is the only feasible test solution to be implemented. In contrast， there are many problems for other methods to be further investigated. [Key words]3D MIMO active eNB OTA test array antenna 1 引言 3D-MIMO技?g是5G的关键技术之一，其通过阵列天线实现MU-Beamforming，实现频谱利用率的成倍提升。3D-MIMO基站与传统基站相比，RRU部分和天线部分紧密地结合在一起，难以拆分。基站测试不得不打破原有测试方式，将射频指标和天线指标结合在一起，采用有源OTA（Over The Air，空中下载技术） 测试方案。有源OTA测试方案对原有的无源OTA测试方案提出了很多的挑战，因此高效率、低成本、高准确度的测试方案成为业界的研究焦点 2 现有测量方案介绍 2.1 基站无源天线的OTA测试方案 基站无源天线的OTA测试方案分为近场和远场两类。其中远场是最为传统的测试方案，原理简单，但要求场地需尺寸满足远场条件。相比于远场，近场对场地尺寸要求不高，且测试效率较高，特别是球面多探头近场，一次测试可获得三维方向图，与远场相比，可以省去寻找主波束和测试切面的过程。近场测试方案在业界已经获得了普遍的认可，国内主要天线厂商都已建有自己的球面近场测试系统。球面近场测试示意图如图1所示 近场测试方案实质上是一个相对测试方案，其天线增益指标是通过和标准天线的比较而得出的。而这种方案不太适用于有源测试方案，因为EIRP（Effective Isotropic Radiated Power，等效全向辐射功率） 是绝对值的测量，且此系统目前只具备单向测量功能，不具备上行测试能力 2.2 终端的OTA测试方案 目前终端普遍采用了有源测试方案，测试射频指标TRP和TRS。因终端的尺寸比较小，小尺寸暗室可满足远场条件。若暗室有水平测试环和垂直测试环，就可以实现手机基本不动的测试；如果暗室只有一个通信天线，就需要手机旋转360°进行测试。终端OTA测试场如图2所示： 手机终端已经具备了有源测试的方案，却无法直接用于基站的有源OTA测试。因为基站的尺寸在1 m左右，满足远场的测试环内半径需要13 m以上；若采用手机旋转方案，对重达近50 kg的设备实现360°旋转，对于夹具的要求也是非常高的，且效率比较低 3 有源基站的OTA测试方案 有源基站OTA测试和传统的无源测试的变化在于：从有源到无源的测试，从纯天线指标测试到新增射频指标测试。尽管终端OTA测试方案已经具备了以上两点的能力，但是基站比手机的表面积大了几千倍，建造满足尺寸要求的暗室场地也是非常困难且代价昂贵的。这使得现有的基站无源天线的测量方案和终端的OTA测试方案均不能满足需求。因此对现有场地进行改进、利用现有场地的新测量方式和全新