Robotically‐controlled antenna measurement system for millimeter‐wave applications
Robotically‐controlled antenna measurement system for millimeter‐wave applications
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适用于毫米波应用的机器人控制天线测量系统
DOI：
10.1002/mop.32773
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发表时间：
2020
影响因子：
1.5
通讯作者：
Ghalichechian, Nima
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Matos, Carmen;Humanchuk, Jennifer;Ghalichechian, Nima
毫米波(MmW)频段天线辐射方向图的表征可能特别具有挑战性。由于波长很小，探测天线在几毫米量级的微小错位可能会在测量的方向图中产生很大的误差。为了克服这一挑战，我们实施了一种高精度的测量系统，其中包括一个6轴紧凑型机械臂。系统测试表明，在60 μGHz下，定位精度和重复性约为20λm或0.004 。经过实现、编程和测试，该系统被用来测量三种不同毫米波天线的增益方向图。50-75 GHz标准增益喇叭天线的辐射方向图验证了机器人控制系统在远场的精确测量。此外，对60 GHz相控阵中心元方向图的测试表明，该系统的测量结果具有较好的重复性，也适用于阵列。此外，我们通过平面扫描成功地表征了40-60 GHz喇叭天线的近场测量。
The characterization of antenna radiation patterns in millimeter‐wave (mmW) bands can be particularly challenging. Due to a small wavelength, minute misplacement of the probe antenna in the order of few millimeters can generate substantial errors in the measured pattern. A highly precise measurement system that incorporates a 6‐axis compact robotic arm is implemented to overcome this challenge. System testing shows a positional accuracy and repeatability of approximately 20 μm or 0.004λ at 60 GHz. After implementation, programming, and testing, the system is used to measure gain patterns on three different mmW antennas. The radiation pattern of a 50–75 GHz standard gain horn antenna demonstrated the accurate measurement at the far‐field using the robotically controlled system. Furthermore, the characterization of the center element pattern of a 60 GHz phased array has shown that the measurements with this system are repeatable and suitable for arrays as well. Additionally, we performed near‐field measurements by successfully characterizing a 40–60 GHz horn antenna with a planar scan.
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