移动通信已经发展到第五代(5G),成为了新基建的龙头和万物互联的基石,其网络依赖于天线完成无线覆盖。而天线作为移动通信网络的关键部件,其基本性能最终是通过天线测量来进行评估和判定。天线的测量过程以及测量结果的准确性受到很多内外部因素影响,5G和未来6G天线技术发展,对测量技术也提出了许多新的要求,相关研究具有重大意义和实用价值。天线测量技术的发展使其涉及的领域越来越宽,从电磁场理论到信号处理算法、从硬件设计到软件编程、从低频电路到射频电路、从机电装置到自动控制等多方面的知识都融汇于天线测量之中。本文从新一代天线发展过程中的测量需求出发,挖掘出若干需要突破的关键技术问题,进行了深入研究。本文的主要研究内容及创新点如下:(1)针对现有商用的矢量网络分析仪电子校准件价格昂贵、品牌间不能互通使用的现状,提出了一种通用型电子校准件硬件架构和基于分式线性变换特性的微波网络误差模型求解算法,并将该算法应用于自行设计研制的电子校准件中,实现了一种性能良好,可与不同品牌网络分析仪适配的电子校准件装置。(2)针对5G大规模天线研发和生产过程中的电路参数去嵌入测量需求,研究了两类5G天线去嵌入测量算法,提出了一种可实现多状态加载Kit模块的传输线结构及去嵌入测量方法,解决了滤波器集成的5G天线中滤波器参数在线评估、天线校准参数准确提取的技术难题,可为5G天线大批量生产提供技术支撑。(3)针对商用测试系统滞后于5G大规模天线和多端口天线测量需求的现状,优化了通用射频开关元件的性能,在此基础上提出了一种有利于减小开关模块级联损耗的硬件架构,推导了用于补偿开关模块通道响应特性的简化算法,并将其应用于5G天线电路参数测量,所研发的开关模块还被用于5G天线空口一致性测量以及多端口天线远场方向图快速测量中。相关成果为5G天线及4G多端口天线的性能测量与评估提供了高性价比解决方案。(4)针对商用测试系统难以支撑新天线技术研究和探索的现状,使用开源硬件模块和常见的滑台丝杆组件,研制出高性价比的毫米波辐射特性测量系统,并进行了毫米波天线远场方向图测量、测量场地反射抑制算法、天线增益测量外推法的实验研究。克服了因商用测量系统价格昂贵对理论学习和验证造成的障碍,为后续相关技术开发和研究奠定了基础。(5)针对商用仪表价格昂贵且便携性较差的现状,提出了一种使用开源软件无线电模块和双定向耦合器,结合微波网络理论进行矢量反射系数测量的方法,获得了与这方面的昂贵专用仪表相近的测量结果;提出了一种利用软件无线电模块测量传输峰值频率点、结合曲面数据拟合算法计算介质材料介电常数的方法。这两项研究成果为天线反射系数测量和天线所用介质材料的测量提供了一种全新的、高性价比的解决方案。本文所做的研究体现了多学科技术在天线测量中的综合应用,所提出的方法和研制的相关装置已经在工程中获得应用并发挥出良好的效益。