美國國家標準與技術研究院(NIST)的研究人員繼續開拓新的天線測量方法，這次是針對未來的5G無線通信系統。NIST的新型大型天線定位系統(LAPS)具有兩個機械臂，用于定位“智能”或自適應天線，可安裝在處理來自大量設備的信號的基站上。未來的5G系統將以更高的頻率運行，提供當今手機數據承載能力的100倍以上，同時在復雜，擁擠的信號環境中連接數十億移動寬帶用戶。

在其眾多特殊功能中，LAPS可以測試往返于快速移動的移動設備上的天線的傳輸，這需要在通信信號的定時和機器人運動之間進行協調。

“天線信號的測量對于機器人來說是一個很好的用途，”NIST電子工程師Jeff Guerrieri說。“機器人手臂提供的天線定位會受到傳統測量系統的限制。”

NIST的研究人員仍在驗證LAPS的性能，現在才開始將其引入工業領域。上周在歐洲會議上描述了該系統。

今天的移動設備，如手機，消費者Wi-Fi系統和公共安全無線電，大多數工作頻率低于3千兆赫(GHz)，這是頻譜的一部分。下一代移動通信開始使用毫米波長(30-300 GHz)的更開放的頻段，但這些信號很容易失真，更容易受到墻壁或建筑物等物理障礙的影響。解決方案將包括具有數十到數百個元件的發射器天線陣列，這些元件將天線功率聚焦到可以跟蹤移動設備的可控波束中。

幾十年來，NIST率先開發了用于雷達，飛機，通信和衛星的高端天線測試。現在，LAPS將有助于促進5G無線和頻譜共享系統的發展。雙機器人系統還將幫助研究人員了解不斷增加的信號密度所帶來的干擾問題。

新設施是下一代NIST的可配置機器人毫米波天線(CROMMA)設施，它有一個機械臂。在NIST開發的CROMMA已成為高頻天線測量的流行工具。整合傳統天線測量系統的公司開始在其產品線中使用機械臂，便于將此技術轉讓給波音公司等公司。

CROMMA只能測量物理上小的天線。NIST開發了雙機械臂系統的LAPS概念，一個機器人處于固定位置，另一個安裝在大型線性軌道滑軌上，以容納更大的天線和基站。該系統由NSI-MI Technologies設計和安裝。LAPS還有一個安全裝置，包括用于防止機器人和天線在周圍環境中發生碰撞的雷達，以及保護操作員。

LAPS針對5G系統的測量功能包括靈活的掃描幾何結構，移動設備的光束跟蹤以及移動測量中的更高精度和可重復性。

LAPS取代了NIST的傳統掃描儀，將用于對需要精確校準和性能驗證的航空航天和衛星公司進行基本天線屬性的近場測量。近場技術在受控環境中測量非常靠近天線的輻射信號，并使用NIST開發的數學算法計算天線在其工作距離(稱為遠場)的性能。

但LAPS的最終目標是對未來的5G通信系統進行動態的無線測試。初步驗證表明，LAPS的基本機械操作在靜止和移動測試至少30 GHz的指定設計公差范圍內。最終驗證正在進行中。