無線通信システムの中核コンポーネントであるさまざまなタイプのアンテナは、信号到達範囲、通信容量、ネットワークの信頼性に直接影響を与える性能を備えています。 5G、6G、すべてのインターネット、インテリジェント コネクテッド ビークル、航空宇宙/衛星ネットワークなどのテクノロジーの急速な進歩に伴い、アンテナ システムは、単純な単機能デバイスから、汎用通信アンテナ、基地局アンテナ、屋内信号配信システム アンテナ、スマート アンテナ、特殊なアプリケーション固有のアンテナを含む複雑なシステムに進化しました。-
アンテナの性能テストは、通信リンクの品質を確保し、電磁干渉を抑制し、無線周波数の規制要件に準拠するための重要なステップです。そのテスト精度は、移動通信、衛星ナビゲーション、レーダー機器、緊急通信システムなどのシステムの運用効率に直接影響を与えます。また、機器のユーザー エクスペリエンスと機器自体の安全性、および人員と財産の安全性の両方を決定する上で重要な役割を果たします。
現在のアンテナ テスト サービスは、狭いテスト周波数帯域のカバレッジ、断片的なリソース割り当て、統合された広帯域テスト機能の欠如などの課題に直面することがよくあります。{0}さらに、既存の社内の企業テスト プラットフォームは周波数帯域のカバー範囲が不十分であり、これらのプラットフォームをアップグレードするコストは法外に高いままです。 GRGTEST は、専門のマイクロ波および RF 技術チームを活用し、内部および外部のソフトウェアおよびハードウェア リソースを統合して、2 つの標準化されたアンテナ テスト電波暗室プラットフォームを確立しました。これらのプラットフォームは、50 MHz ～ 110 GHz の全周波数範囲にわたるアンテナの近距離場と遠距離場の両方の測定をカバーする包括的なサードパーティのテスト サービスを提供します。-、アンテナの研究開発、完成、量産検証のさまざまなテスト要件を完全に満たします。
アンテナ試験の原理と試験項目
アンテナは基本的に、自由空間における誘導波と電磁波の間のエネルギー変換のためのデバイスです。その送受信特性は電磁相反定理に準拠しています。テストでは、送信端と受信端の両方で放射信号の振幅と位相を双方向で取得し、その後、さまざまなアンテナ性能パラメータを計算します。業界では主に、近距離場テストと遠距離場テストという 2 種類のテスト方法が採用されています。-
(1) 近距離フィールド試験-
近距離場領域（誘導近距離場と放射近距離場の両方を含む-。距離は通常、<(2D²)/λ, where D denotes the maximum antenna size and λ represents the wavelength), a high-precision probe is used to scan the surface of the antenna under test (AUT-Antenna Under Test) – whether it is planar, cylindrical, or spherical – to acquire its amplitude and phase measurements; subsequently, the far-field radiation characteristics are calculated using a near–far-field transformation algorithm (based on Fourier transform or mode expansion theory, derived from the Huygens–Kirchhoff diffraction principle). The probe position must be strictly controlled (sampling interval ≤ λ/2), and the probe response must be calibrated. The schematic diagram of the antenna near-field testing procedure is shown in Figure 1 below.
図 1. アンテナ近傍界測定の概略図
(2) 遠方界試験-
In regions satisfying the far-field condition (typically when R>(2D²)/λ、ここで D は最大アンテナ サイズ、λ は波長)、利得が既知の基準アンテナを使用して、近似的な平面波を送信します。次に、テスト対象のアンテナ (AUT) がこの電波を受信または放射します。透過係数 (S21 など) を測定し、AUT を回転させることによって、放射パターン、ゲイン、およびその他のパラメータが取得されます。要件は、電場と磁場が直交していること、波動インピーダンスが自由空間インピーダンス (377 Ω) に等しいこと、位相が距離に応じて均一に変化することです。アンテナ遠距離場テストの概略図を図 2 に示します。
図 2. アンテナ遠距離場測定の概略図
(3) 近距離場テストと遠距離場テストの主な違い-
遠距離場テストは実際の動作条件を直接反映しますが、広い作業スペース（大きなマイクロ波電波暗室など）が必要です。 -近傍界試験はコンパクトな電波暗室内で実行でき、高精度の位相測定と高度なデータ処理に依存しますが、大型または複雑なアンテナに適しています。-どちらの方法もアンテナの相反定理に基づいており、送信特性と受信特性の両方を測定できます。近距離場試験システムは、スキャン フレーム、ベクトル ネットワーク アナライザ (VNA)、吸収電波暗室、および専用ソフトウェアで構成されます。遠距離場試験システムには、ターンテーブルとともに十分な距離（または平面波をシミュレートするためのコンパクトなフィールド反射器）が必要です。適切な選択は、周波数、アンテナ サイズ、必要な精度、設置場所の制約などの要因によって異なります。
実際の用途に基づいた区別:
近距離無線アンテナのテストは、NFC カードのスワイプ、RFID システム、ワイヤレス充電などのアプリケーションに適しています。これらのシナリオは、強い結合による短距離が必要ですが、高い安全性が必要です。
アンテナ遠距離場テストは主に、携帯電話通信、基地局、Wi-、レーダー、衛星システムなど、長距離、広域のカバレッジ-に放射波が必要なシナリオで使用されます。{{1}{2}{3}
(4) アンテナ試験に使用する試験機器及び装置
アンテナ テストには、専門的な測定機器システム (対応するソフトウェアおよびハードウェア システムを含む) の使用が必要です。コア機器には、ベクトル ネットワーク アナライザ (VNA)、アンテナ テスト電波暗室、スペクトラム アナライザ、ワイヤレス総合テスト装置が含まれます。
GRGTEST アンテナ テスト技術プラットフォームとサービス機能
(1) 650 MHz ～ 18 GHz の広帯域-帯域アンテナ テスト プラットフォーム
このテスト プラットフォームは中規模から大規模のマイクロ波電波暗室です。-その試験装置システムと関連計装は、遠方界と近方界の両方の試験をサポートしています。-サービス機能は次のとおりです。
1. 周波数帯域範囲: 650 MHz ～ 18 GHz、
2. AUT の寸法: 300 cm × 300 cm × 250 cm;
3. 性能仕様:
⑴ゲイン、
⑵方向図。
(3) サイドローブとパワービーム幅。
⑷入力インピーダンス。
⑸反射係数。
⑹リターンロス；
⑺ 電圧定在波比-
(8) 実効電気長と実効断面積。
⑼ 偏光モード。
⑽アンテナ帯域幅。
⑾ ポートの分離。
⑿絶縁抵抗。
⒀……
4. 対象受益者:
アンテナ テストをサードパーティのテスト機関にアウトソーシングする必要があるメーカーや研究機関。{0}システムと機器の統合ソリューションの研究開発と生産に従事する研究機関およびメーカー。アンテナトレーダーも同様です。
(2) 50 MHz ～ 110 GHz の広帯域-帯域アンテナ テスト プラットフォーム
このテスト プラットフォームは大規模なマイクロ波電波暗室です。-その試験装置システムと関連する計器およびメーターは、遠距離場と近距離場の両方の試験をサポートしています。-サービス機能は次のとおりです。
1. 周波数範囲: 50 MHz ～ 110 GHz、
2. AUT の寸法: 300 cm × 300 cm × 250 cm;
3. 性能仕様:
⑴ゲイン、
⑵方向図。
(3) サイドローブとパワービーム幅。
⑷入力インピーダンス。
⑸反射係数。
⑹リターンロス；
⑺ 電圧定在波比-
(8) 実効電気長と実効断面積。
⑼ 偏光モード。
⑽アンテナ帯域幅。
⑾ ポートの分離。
⑿絶縁抵抗。
⒀……
4. 対象受益者:
アンテナ テストをサードパーティのテスト機関にアウトソーシングする必要があるメーカーや研究機関。{0}システムと機器の統合ソリューションの研究開発と生産に従事する研究機関およびメーカー。アンテナトレーダーも同様です。
関連する技術規格および仕様
GRGTEST テスト プロセス全体は、国際、国内、業界、軍の規格に厳密に準拠しています。お客様が指定したテスト仕様またはカスタマイズされたテスト概要が優先されます。{0}適用される主流の規格は次のとおりです。
- 国際規格: ITU-R SM.329、ITU-R F.1336、ETSI EN 302502、ISO 9227;
- 電気通信業界標準: 3GPP TS 37.145 (MIMO OTA テスト)、YD/T 1059、YD/T 2925。
- 国家規格: GB/T 9410「無線送信装置の測定方法」。
- JG 規格: GJB 7869 (アンテナの環境試験条件の厳しいレベルの仕様)。
- クライアントが指定した関連規格またはテスト概要も、当社が依存する優先参照規格として機能します。
試験結果の評価基準と仕様
GRGTEST は、段階的な評価フレームワーク (優秀、良好、要件を満たしている、要件を満たしていない) を採用してアンテナの性能を評価します。個々のパフォーマンス指標を使用する例を以下に簡単に説明します。
- プレミアム グレードの製品の場合、VSWR は 1.5 以下、ゲイン偏差は ±0.5 dB 未満、指向性の非真円性は 2 dB 以下でなければなりません。-
- 認定製品の場合、VSWR は 2.0 以下で、ゲイン偏差は ±1.0 dB 以内でなければなりません。
- インテリジェント アンテナは、ビーム スイッチング遅延が確実に小さくなるようにする必要があります。<5 ms and the beam pointing error is ≤3°.
- 基地局アンテナの機械的なダウンチルト角度調整精度は ±0.5 度、耐風荷重性能は 150 km/h 以上でなければなりません。
- 環境試験後、すべての電気パラメータの変動は初期値の ±10% 以内に維持され、絶縁抵抗は 100 MΩ 以上のままでなければなりません。
- テストレポートには、定在波比曲線や臨界周波数点の放射パターンのサイドローブレベルなどの重要なパラメータを明確に指定する必要があります。不適合については、「周波数帯域の制限」や「構造の補強」などの是正措置の推奨事項を含めるものとします。-
特別な説明:
テスト結果の GRGTEST 評価基準は、主に、関連する規格または顧客が提供するテスト概要に指定された基準に基づくものとします。