一種微波射頻網模擬器的製造方法

2023-05-03 00:36:31

一種微波射頻網模擬器的製造方法
【專利摘要】一種微波射頻網模擬器，所述的模擬單元中的隔離器組中的所有隔離器的隔離組件均採用高飽和磁化強度的微波鐵氧體材料，而在隔離組件四周通過密封高溫壓接的方式設置有鎢銅鍍金體，這樣的結構避免了現有技術的隔離器組中使用鐵氧體隔離器較多在一定程度上會造成磁場汙染，從而產生不需要的幹擾來影響模擬試驗；本實用新型較好地解決了電磁幹擾、空間輻射、大地耦合這樣的電磁隔離難題。
【專利說明】一種微波射頻網模擬器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於射頻電臺測量測試【技術領域】，具體涉及一種構建射頻電臺室內測量測試環境的微波射頻網模擬器。
【背景技術】
[0002]目前大功率射頻電臺在室內調試測試時，主要通過連接大功率衰減器進行點對點模擬試驗，而一旦具有組網通信要求時，則必須拉到外場外掛天線進行通信，這將對工作人員造成嚴重的輻射損傷，同時還需要大量的人力物力。
[0003]現有的微波射頻網模擬器，普遍存在著隔離度太低，無法預置組網，並使用較多的鐵氧體隔離器，在一定程度上會造成磁場汙染，產生不需要的幹擾，影響模擬試驗。且現有的微波射頻網模擬器連接的射頻電臺發射功率較大，接收靈敏度較低，信號的空間輻射與大地耦合極易造成信號串擾，會嚴重幹擾模擬試驗。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的提供一種微波射頻網模擬器，突破射頻電臺傳統的點對點工作測試調試的局限性，實現多部射頻電臺的點對點、廣播、預置組網的互連互通；突破了實驗室空間狹小的局限性，實現在實驗室能夠模擬出射頻電臺在室外自然環境中的傳輸距離；打破了射頻電臺組網聯試時需要的大量人力、物力的外場環境要求,能夠縮短聯試時間、費用，並提升組網系統的可靠性、穩定性。具體包括模擬單元，模擬單元同控制單元相連接，控制單元和模擬單元同電源單元相連接，控制單元還同液晶顯示器和鍵盤相連接，所述的模擬單元中的所有隔離器的隔離組件均採用高飽和磁化強度的微波鐵氧體材料，而在隔離組件四周通過密封高溫壓接的方式設置有鎢銅鍍金體，所述的模擬單元內部的元件之間通過射頻連接組件連接，微波射頻網模擬器的電路板構造方式是採用最短路徑算法來讓信號走線取最短尺寸，並採用大面積覆銅鋪地，另外模擬單元、控制單元、電源單元和液晶顯示器均添加有金屬屏蔽罩。這樣的結構避免了現有技術的隔離器中使用鐵氧體隔離器較多在一定程度上會造成磁場汙染從而產生不需要的幹擾來影響模擬試驗、微波射頻網模擬器的連接電臺發射功率較大導致接收靈敏度較低、信號的空間輻射與大地耦合極易造成信號串擾會嚴重幹擾模擬試驗的缺陷。
[0005]為了克服現有技術中的不足，本實用新型提供了一種微波射頻網模擬器的解決方案，具體如下:
[0006]一種微波射頻網模擬器，包括模擬單元1，模擬單元I同控制單元2相連接，控制單元2和模擬單元I同電源單元3相連接，控制單元2還同液晶顯示器4和鍵盤5相連接，所述的模擬單元I中的所有隔離器的隔離組件均採用高飽和磁化強度的微波鐵氧體材料，而在隔離組件四周設置有鎢銅鍍金體。
[0007]所述的模擬單元1、控制單元2、電源單元3和液晶顯示器4均添加有金屬屏蔽罩。
[0008]所述的在隔離組件四周設置鎢銅鍍金體的方式為密封高溫壓接的方式，微波射頻網模擬器的電路板構造方式是採用最短路徑算法來讓信號走線取最短尺寸並結合大面積覆銅鋪地方式來構造。
[0009]所述的模擬單元I內部的元件之間通過射頻連接組件連接，所述的射頻連接組件包括設置在模擬單元I內部的元件上的射頻接頭201和與射頻接頭201相連接的帶有屏蔽層202的射頻電纜203，所述的射頻接頭201的側面設置有圓環柱狀凸起204，圓環柱狀凸起204的中間為中空孔206，射頻電纜203的屏蔽層202同射頻接頭201圍繞圓環柱狀凸起204的外表面相連接，射頻電纜203的導體205以過盈配合的方式插入中空孔206中，圓環柱狀凸起204同射頻接頭201之間通過一次成型無縫焊接方式來連接，所述的射頻接頭201為採用不鏽鋼電鍍銅錫鋅三元合金的方法製成。
[0010]所述的模擬單元I包括一個十六路合路器102、一個十六路分路器111以及十六個模擬單元組件群，十六路合路器102和十六路分路器111相連接，每個模擬單元組件群均各自分別包含有功率衰減器104、固定衰減器105、數控衰減器106、單刀雙擲開關107、組件用阻抗匹配器108、二合分路器109和兩個隔離器110，每個模擬單元組件群內的功率衰減器104、固定衰減器105、數控衰減器106、單刀雙擲開關107、組件用阻抗匹配器108以及二合分路器109依次順序連接，每個模擬單元組件群內的二合分路器109還同兩個隔離器110相連接，每個模擬單元組件群內的兩個隔離器110分別同十六路合路器102和十六路分路器111相連接，另外十六個模擬單元組件群按照兩個模擬單元組件群為一對劃分為八對模擬單元組件群，每對模擬單元組件群內的兩個模擬單元組件群位置相鄰，每對模擬單元組件群各自分別附設有一個相對應的連接用阻抗匹配器103，每對模擬單元組件群內的兩個模擬單元組件群中的單刀雙擲開關107通過與該對模擬單元組件群所對應的連接用阻抗匹配器103相連接，這樣就形成了模擬單元I的三路射頻通道，該三路射頻通道中由模擬單元組件群同十六路合路器102和十六路分路器111相連接的結構構成的兩路射頻通道為廣播工作結構，每對模擬單元組件群內的兩個模擬單元組件群中的單刀雙擲開關107通過與該對模擬單元組件群所對應的連接用阻抗匹配器103相連接的結構構成的一路射頻通道為點對點工作結構。
[0011]所述的功率衰減器104的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於10W、衰減數值為30dB以及衰減精度為±ldB。
[0012]所述的固定衰減器105的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、衰減數值為IOdB以及衰減精度為±0.5dB。
[0013]所述的數控衰減器106的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、衰減數值範圍為O?30dB、插入損耗範圍為小於等於3dB以及衰減精度為土 ldB。
[0014]所述的單刀雙擲開關107的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、隔離度範圍為大於等於40dB以及插入損耗範圍為小於等於ldB。
[0015]所述的隔離器110的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於20dBm、隔離度範圍為大於等於20dB以及插入損耗範圍為小於等於0.6dB。
[0016]所述的連接用阻抗匹配器103和組件用阻抗匹配器108的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、駐波比範圍為小於等於1.2以及插入損耗範圍為小於等於1.5dB。
[0017]所述的十六路合路器102和十六路分路器111的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、隔離度範圍為大於等於ISdB以及插入損耗範圍為小於等於 1.5dB。
[0018]所述的液晶顯示器4和鍵盤5是分別為控制單元2提供輸出顯示和輸入操作的設備，這樣就能作為本地控制來使用，控制單元2負責所有控制業務的調度和資源分配，另外對控制單元2的遠程控制的方式為在控制單元2上配置網線接口，網線接口通過網線將控制單元2與計算機連接，而對應的物理接口型號為RJ45座子，對應的遠程控制通信協議使用乙太網標準通信協議，計算機的通信模塊能夠支持各種作業系統平臺。
[0019]應用本實用新型上述方案，通過採用在設計隔離器過程中，採用高飽和磁化強度的微波鐵氧體材料，該材料的居裡溫度高，飽和磁化強度隨溫度的變化小，能夠滿足技術指標要求。同時為了防止磁場汙染在隔離組件四周通過密封高溫壓接的方式設置有鎢銅鍍金體，達到消弱磁場汙染的作用。該結構解決了磁場汙染造成的通道間信號不平衡性，滿足設備正常模擬試驗；另外外配射頻電纜組件和機箱內部模塊連接的射頻電纜組件均採用高屏蔽性電纜一次成型工藝，射頻接頭製作過程中開有圓柱狀凸起，採用不鏽鋼鍍三元合金技術，並採用非常規的裂縫一次成型無縫焊接技術，嚴控電磁洩漏。在電路板設計中，信號走線儘量短，儘量少走或不走平行線、交叉線，採用大面積覆銅鋪地，並對關鍵元器件添加金屬屏蔽罩，解決了空間輻射與大地耦合，滿足設備正常模擬試驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的整機原理示意圖。
[0021]圖2為本實用新型的模擬單元的原理示意圖。
[0022]圖3為本實用新型的射頻連接組件中的射頻接頭的側視圖。
[0023]圖4為本實用新型的射頻連接組件中的射頻電纜的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對實用新型內容作進一步說明:
[0025]參照圖1所示，微波射頻網模擬器，包括模擬單元1，模擬單元I同控制單元2相連接，控制單元2和模擬單元I同電源單元3相連接，控制單元2還同液晶顯示器4和鍵盤5相連接，所述的模擬單元I中的所有隔離器的隔離組件均採用高飽和磁化強度的微波鐵氧體材料，而在隔離組件四周設置有鎢銅鍍金體。所述的模擬單元1、控制單元2、電源單元3和液晶顯示器4均添加有金屬屏蔽罩。所述的在隔離組件四周設置鎢銅鍍金體的方式為密封高溫壓接的方式，微波射頻網模擬器的電路板構造方式是採用最短路徑算法來讓信號走線取最短尺寸並結合大面積覆銅鋪地方式來構造。如圖3和圖4所示，所述的模擬單元I內部的元件之間通過射頻連接組件連接，所述的射頻連接組件包括設置在模擬單元I內部的元件上的射頻接頭201和與射頻接頭201相連接的帶有屏蔽層202的射頻電纜203，所述的射頻接頭201的側面設置有圓環柱狀凸起204，圓環柱狀凸起204的中間為中空孔206，射頻電纜203的屏蔽層202同射頻接頭201圍繞圓環柱狀凸起204的外表面相連接，射頻電纜203的導體205以過盈配合的方式插入中空孔206中，圓環柱狀凸起204同射頻接頭201之間通過一次成型無縫焊接方式來連接，所述的射頻接頭201為採用不鏽鋼電鍍銅錫鋅三元合金的方法製成，這樣的結構密閉性好並且電磁屏蔽性能比傳統的焊接固定連接方式性能要更好。如圖2所示，所述的模擬單元I包括一個十六路合路器102、一個十六路分路器111以及十六個模擬單元組件群，十六路合路器102和十六路分路器111相連接，每個模擬單元組件群均各自分別包含有功率衰減器104、固定衰減器105、數控衰減器106、單刀雙擲開關107、組件用阻抗匹配器108、二合分路器109和兩個隔離器110，每個模擬單元組件群內的功率衰減器104、固定衰減器105、數控衰減器106、單刀雙擲開關107、組件用阻抗匹配器108以及二合分路器109依次順序連接，每個模擬單元組件群內的二合分路器109還同兩個隔離器110相連接，每個模擬單元組件群內的兩個隔離器110分別同十六路合路器102和十六路分路器111相連接，另外十六個模擬單元組件群按照兩個模擬單元組件群為一對劃分為八對模擬單元組件群，每對模擬單元組件群內的兩個模擬單元組件群位置相鄰，每對模擬單元組件群各自分別附設有一個相對應的連接用阻抗匹配器103，每對模擬單元組件群內的兩個模擬單元組件群中的單刀雙擲開關107通過與該對模擬單元組件群所對應的連接用阻抗匹配器103相連接，這樣就形成了模擬單元I的三路射頻通道，該三路射頻通道中由模擬單元組件群同十六路合路器102和十六路分路器111相連接的結構構成的兩路射頻通道為廣播工作結構，每對模擬單元組件群內的兩個模擬單元組件群中的單刀雙擲開關107通過與該對模擬單元組件群所對應的連接用阻抗匹配器103相連接的結構構成的一路射頻通道為點對點工作結構。所述的功率衰減器104的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於10W、衰減數值為30dB以及衰減精度為±ldB，這樣能夠保證設備不因輸入信號功率過大而損壞。所述的固定衰減器105的工作頻率範圍為0.9?
1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、衰減數值為IOdB以及衰減精度為±0.5dB，這樣就能降低信號幅度，使整機衰減數值達到要求，滿足試驗需求。所述的數控衰減器106的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、衰減數值範圍為O?30dB、插入損耗範圍為小於等於3dB以及衰減精度為±ldB，這樣就能夠模擬信號空間傳輸距離衰減特性。所述的單刀雙擲開關107的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、隔離度範圍為大於等於40dB以及插入損耗範圍為小於等於ldB，這樣就能夠選擇點對點或廣播組網工作模式。所述的隔離器110的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於20dBm、隔離度範圍為大於等於20dB以及插入損耗範圍為小於等於
0.6dB，這樣就能夠隔離收發信號，降低信號間互相串擾。所述的連接用阻抗匹配器103和組件用阻抗匹配器108的工作頻率範圍為0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、駐波比範圍為小於等於1.2以及插入損耗範圍為小於等於1.5dB，這樣就能夠改善信號傳輸特性，便於整機調試。所述的十六路合路器102和十六路分路器111的工作頻率範圍為
0.9?1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、隔離度範圍為大於等於ISdB以及插入損耗範圍為小於等於1.5dB，這樣就能夠滿足廣播工作模式下同時收發信號。另外模擬單元1、控制單元2、電源單元3和液晶顯示器4均添加有金屬屏蔽罩，所述的液晶顯示器4和鍵盤5是分別為控制單元2提供輸出顯示和輸入操作的設備，這樣就能作為本地控制來使用，控制單元2負責所有控制業務的調度和資源分配，另外對控制單元2的遠程控制的方式為在控制單元2上配置網線接口，網線接口通過網線將控制單元2與計算機連接，而對應的物理接口型號為RJ45座子，對應的遠程控制通信協議使用乙太網標準通信協議，能夠實現控制單元2與計算機點對點可靠通信，計算機的通信模塊能夠支持各種作業系統平臺，這樣控制單元2能夠為微波開關及數控衰減器提供控制信號，並同時具有本地控制和遠程控制功倉泛。
[0026]應用本實用新型上述方案，其工作原理為通過發射電臺發射信號經功率衰減器、固定衰減器、數控衰減器、單刀雙擲開關、連接用阻抗匹配器、單刀雙擲開關、數控衰減器、固定衰減器、功率衰減器進入接收電臺，並可通過本地控制或遠程控制設置數控衰減器來更改發射信號電平大小，同時還可隨時準備接收對應電臺發射信息，從而實現點對點模擬通信；而廣播工作模式就是將點對點工作模式的單刀雙擲開關切換到另一路，發射電臺發射信號經功率衰減器、固定衰減器、數控衰減器、單刀雙擲開關、組件用阻抗匹配器、二合分路器、隔離器、十六路合路器、十六路分路器、隔離器、二合分路器、組件用阻抗匹配器、單刀雙擲開關、數控衰減器、固定衰減器、功率衰減器進入接收電臺，並可通過本地控制或遠程控制設置數控衰減器來更改發射信號電平大小，同時還可隨時準備接收相應電臺發射信息，從而實現廣播模擬通信。
[0027]本實用新型解決了磁場汙染問題，空間輻射問題，大地耦合問題，在滿足技術指標要求的前提下，達到了實際應用需求，確實提供了方便快捷的測試試驗手段，縮短聯試調試時間、費用，減少工作人員任務量，降低人力成本，並大大提升了組網系統可靠性、穩定性，另外本實用新型還能採用一體化、通用化設計，內部集成近百種MMIC晶片，具有體積小、質量輕、攜帶方便的特點。在MMIC晶片焊接布局中，無串擾、幹擾；在採用一體化設計的條件下，數控衰減器在輸入信號小於_130dBm的條件下，仍舊能夠按照IdB步進設置衰減；即使在採用一體化設計的條件下，單刀二擲開關在輸入信號小於-1OOdBm的條件下，仍舊能夠具有40dB的隔離度。
[0028]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質，在本實用新型的精神和原則之內，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種微波射頻網模擬器，其特徵在於微波射頻網模擬器，包括模擬單元(I)，模擬單元(I)同控制單元(2)相連接，控制單元(2)和模擬單元(I)同電源單元(3)相連接，控制單元(2)還同液晶顯示器(4)和鍵盤(5)相連接，所述的模擬單元(I)中的所有隔離器的隔離組件均採用高飽和磁化強度的微波鐵氧體材料，而在隔離組件四周設置有鎢銅鍍金體。
2.根據權利要求1所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的模擬單元(I)、控制單元(2)、電源單元(3)和液晶顯示器(4)均添加有金屬屏蔽罩。
3.根據權利要求1所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的在隔離組件四周設置鎢銅鍍金體的方式為密封高溫壓接的方式，微波射頻網模擬器的電路板構造方式是採用最短路徑算法來讓信號走線取最短尺寸並結合大面積覆銅鋪地方式來構造。
4.根據權利要求1所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的模擬單元(I)內部的元件之間通過射頻連接組件連接，所述的射頻連接組件包括設置在模擬單元(I)內部的元件上的射頻接頭(201)和與射頻接頭(201)相連接的帶有屏蔽層(202)的射頻電纜(203)，所述的射頻接頭(201)的側面設置有圓環柱狀凸起(204 )，圓環柱狀凸起(204 )的中間為中空孔(206)，射頻電纜(203)的屏蔽層(202)同射頻接頭(201)圍繞圓環柱狀凸起(204)的外表面相連接，射頻電纜(203)的導體(205)以過盈配合的方式插入中空孔(206)中，圓環柱狀凸起(204)同射頻接頭(201)之間通過一次成型無縫焊接方式來連接，所述的射頻接頭(201)為採用不鏽鋼電鍍銅錫鋅三元合金的方法製成。
5.根據權利要求1所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的模擬單元(I)包括一個十六路合路器(102)、一個十六路分路器(111)以及十六個模擬單元組件群，十六路合路器(102)和十六路分路器(111)相連接，每個模擬單元組件群均各自分別包含有功率衰減器(104)、固定衰減器(105)、數控衰減器(106)、單刀雙擲開關(107)、組件用阻抗匹配器(108)、二合分路器(109)和兩個隔離器(110)，每個模擬單元組件群內的功率衰減器(104)、固定衰減器(105)、數控衰減器(106)、單刀雙擲開關(107)、組件用阻抗匹配器(108)以及二合分路器(109)依次順序連接，每個模擬單元組件群內的二合分路器(109)還同兩個隔離器(110)相連接，每個模擬單元組件群內的兩個隔離器(110)分別同十六路合路器(102)和十六路分路器(111)相連接，另外十六個模擬單元組件群按照兩個模擬單元組件群為一對劃分為八對模擬單元組件群，每對模擬單元組件群內的兩個模擬單元組件群位置相鄰，每對模擬單元組件群各自分別附設有一個相對應的連接用阻抗匹配器(103)，每對模擬單元組件群內的兩個模擬單元組件群中的單刀雙擲開關(107 )通過與該對模擬單元組件群所對應的連接用阻抗匹配器(103)相連接，這樣就形成了模擬單元(I)的三路射頻通道，該三路射頻通道中由模擬單元組件群同十六路合路器(102)和十六路分路器(111)相連接的結構構成的兩路射頻通道為廣播工作結構，每對模擬單元組件群內的兩個模擬單元組件群中的單刀雙擲開關(107 )通過與該對模擬單元組件群所對應的連接用阻抗匹配器(103)相連接的結構構成的一路射頻通道為點對點工作結構。
6.根據權利要求5所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的功率衰減器(104)的工作頻率範圍為0.9~1.3GHz、承受功率範圍為小於等於10W、衰減數值為30dB以及衰減精度為±ldB。
7.根據權利要求5所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的固定衰減器(105)的工作頻率範圍為0.9~1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、衰減數值為IOdB以及衰減精度為±0.5dB。
8.根據權利要求5所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的數控衰減器(106)的工作頻率範圍為0.9~1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、衰減數值範圍為O~30dB、插入損耗範圍為小於等於3dB以及衰減精度為±ldB。
9.根據權利要求5所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的單刀雙擲開關(107)的工作頻率範圍為0.9~1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、隔離度範圍為大於等於40dB以及插入損耗範圍為小於等於ldB。
10.根據權利要求5所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的隔離器(110)的工作頻率範圍為0.9~1.3GHz、承受功率範圍為小於等於20dBm、隔離度範圍為大於等於20dB以及插入損耗範圍為小於等於0.6dB。
11.根據權利要求5所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的連接用阻抗匹配器(103)和組件用阻抗匹配器(108)的工作頻率範圍為0.9~1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、駐波 比範圍為小於等於1.2以及插入損耗範圍為小於等於1.5dB。
12.根據權利要求5所述的微波射頻網模擬器，其特徵在於所述的十六路合路器(102)和十六路分路器(111)的工作頻率範圍為0.9~1.3GHz、承受功率範圍為小於等於0.5W、隔離度範圍為大於等於ISdB以及插入損耗範圍為小於等於1.5dB。
【文檔編號】H04B17/00GK203747838SQ201420073682
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月20日 優先權日:2014年2月20日
【發明者】歐陽建偉, 韓琳, 侯有江, 馬生廣, 康國新, 楊廣舉 申請人:南京才華科技集團有限公司