一種射頻測試用自動校準裝置的製作方法
2023-05-18 05:37:51
本實用新型屬於通信技術領域，具體涉及一種射頻測試用自動校準裝置。
背景技術：
隨著無線通訊技術的發展，通信設備的功能愈加複雜，對於無線通信系統的射頻測試也提出了更高的要求，尤其對於4G、5G通信系統，射頻指標數量多，指標要求高，測試過程中需要搭建多個測試環境，測試環境複雜，工作量大。為提升測試效率，實現自動化測試成為目前的測試的發展方向，自動化測試的重點是物理環境固定，採用各類的控制方法實現自動的環境調整，降低或排除人為的操作。而通常測試環境的校準工作佔據了大量的時間和人工操作工作量，在通道數或者測試環境較為複雜的情況下，需要手動改變被測埠、儀器埠以及內部環境互聯等，一次及完整校準會花費大量時間，是自動測試系統中需要迫切解決的重要環節。現有的校準測試裝置，未考慮被測埠和儀器的自動更換，以及埠數較少等原因，還存在需要手動調整埠等人為操作的環節，效率低下，同時操作性、易用性等方面存在不人性化的問題等，尤其是散熱效果差，無法解決通信測試過程中溫度上升的問題。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種射頻測試用自動校準裝置，用於實現無線通訊射頻測試環境的自動化校準，特別用於無線通信射頻自動化測試環境的校準，降低校準過程的工作量，減少校準過程對線纜和環境的破壞；同時架構簡單，可靈活根據測試環境的要求來定製輸入輸出埠數，測量準確、可靠性強。
為達到上述發明目的，本實用新型採用的技術方案是：一種射頻測試用自動校準裝置，包括箱體；所述箱體內部設有通風模塊、電源模塊、主控模塊、單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊；所述箱體側壁設置外部接口模塊、射頻接頭；所述射頻接頭通過射頻線分別與所述單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和所述雙刀雙擲機械射頻開關模塊相連；所述單刀多擲同軸機械射頻開關模塊通過射頻線與所述雙刀雙擲機械射頻開關模塊連接；所述單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊分別與主控模塊連接；所述通風模塊包括通風道與通風窗；所述通風窗位於箱體側壁；所述通風道為圓臺結構；所述圓臺結構中面積小的底面安裝在箱體內側壁通風窗處，面積大的底面朝向主控模塊；所述通風道內部設有風扇與濾網。
上述技術方案中，所述電源模塊主要進行電壓變換，與主控模塊相連，提供相應的工作電壓，連接方式為現有技術。射頻測試中，信號不斷傳輸，各模塊運算很快，短時間會造成箱體內部溫度上升，極易影響信號傳輸準確性，從而影響測試結果，如果箱體內溫度持高不下，很容易導致主板運行故障，甚至導致覆銅板銅線熔銅、斷焊，使得數據無法傳輸，甚至更換主板，代價非常大，所以降低箱體內部溫度尤其是主板溫度具有十分重要的現實意義。本實用新型採用將通風模塊安裝在與主控模塊相對的位置處，通過通風道的定位輸送可以使得氣流直接吹過主板表面，有效增大氣流與主板的接觸面，再排出熱氣流，通風窗由複數個通風孔組成，每個通風孔的孔徑沒有特別限制，常規尺寸即可，比如1毫米左右；通風道為空心管狀結構，一埠安裝在箱體側壁內側，與通風窗位置一致，內部設有風扇，這樣啟動風扇就可以將外界的涼風從通風窗吸入，經過另一埠吹向控制主板；優選的，通風窗為方形結構，通風道為圓形結構，圓形結構節省空間，並且避免其他結構存在的稜角傷害。通風道內部設有活性炭濾網，過濾精度為250～300目；可以有效過濾外界空氣中的汙染物，防止破壞主板精細電路；濾網可以在風扇前，也可以在風扇後，優選在風扇前即通風道內部，濾網位於圓臺結構中面積小的一端，這樣經過風扇的風不含汙染顆粒。圓臺結構為上下表面為圓形、側面為弧面的結構，兩個圓形表面面積不等；本實用新型將通風道設計為圓臺形，面積大的底面對著主板，可以擴大氣流面積、減緩流速，改善散熱，同時避免氣流損傷電子元件。
上述技術方案中，所述單刀多擲同軸機械射頻開關模塊包括兩個單刀多擲同軸機械射頻開關，每個開關均帶有通訊接口，通過通訊接口與主控模塊電性相連，可接收控制信息進行開關通道的設置。兩個開關間使用射頻線相連。本實用新型可以單獨使用每一個單刀多擲同軸機械射頻開關，也可以同時使用。所述雙刀雙擲機械射頻開關模塊包括一個雙刀雙擲機械射頻開關，開關帶有通訊接口，通過通訊接口與主控模塊電性相連，可接收控制信息進行開關通道的設置，以實現儀表埠的內部較好。所述外部接口模塊包括乙太網口、RS232接口，一般位於箱體後側面，可以通過螺釘固定在箱體的後面板部分，通過常規電子線路與主控模塊相連。
本實用新型中，主控模塊具有邏輯控制功能，主要包括安裝一組MCU處理晶片和存儲電路的主板，與所述外部接口模塊相連；所述的主控模塊通過電纜與所述的單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊相連，根據外部接口模塊提供的開關信息，控制單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊的動作。本領域技術人員根據需要可以市購主控模塊，或者在現有主控模塊基礎上進行簡單設計。
由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點:
1．本實用新型首次公開了一種射頻測試用自動校準裝置，為射頻環境自動校準系統，系統架構設計合理，功能電路實現較好，系統性能優良、穩定；特別適合用於射頻測試環境線損的自動校準。
2．本實用新型公開的射頻環境自動校準裝置通過單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊實現測試環境輸入口、輸出口與測試儀表的連接，並可以靈活組合，適用範圍廣。
3. 本實用新型公開的射頻測試用自動校準裝置能夠對連接儀表的兩個埠進行內部切換，實現被測試環境線損的雙向校準。校準使用的儀表不僅可以是矢量網絡分析儀，也可以使用頻譜儀加信號源，通過對雙刀雙擲機械射頻開關模塊的控制，在裝置內部實現對兩臺儀表的切換。
4. 本實用新型公開的射頻測試用自動校準裝置能夠對自身差損進行測量，實現校準過程的全自動化。單刀多擲同軸機械射頻開關模塊內兩個單刀多擲開關間互聯的射頻線，實現了裝置自身的環回，通過測量環迴路徑的線損即可得到整機所有通道的線損。裝置在安裝時需要保證不同通道間差損誤差+/-0.1dB。
附圖說明
圖1為實施例一種射頻環境自動化校準裝置的結構示意圖；
圖2為實施例一種射頻環境自動化校準裝置的後視結構示意圖；
其中：箱體1、電源模塊2、主控模塊3、雙刀雙擲機械射頻開關模塊4、通風道5、通風窗6、單刀五擲開關7、單刀九擲開關8、乙太網口9、RS232接口10、儀表接口11、射頻環境接口12、外部電源接口13。
具體實施方式
下面結合附圖以及實施例對本實用新型作進一步描述：
實施例一
參見附圖1-2，一種用於射頻測試自動化校準裝置，包括箱體1，內部設有通風模塊、電源模塊2、主控模塊3、單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊4；箱體側壁設置外部接口模塊、射頻接頭；通風模塊包括通風道5與通風窗6；通風窗位於箱體側壁；通風道為圓臺結構；圓臺結構中面積小的底面安裝在箱體內側壁通風窗處，面積大的底面朝向主控模塊；通風道內部設有風扇與過濾精度為250目的活性炭濾網，濾網位於圓臺結構中面積小的一端，通風窗由複數個通風孔組成；雙刀雙擲機械射頻開關模塊為一個雙刀雙擲開關，單刀多擲同軸機械射頻開關模塊為一個單刀五擲開關7和一個單刀九擲開關8；開關輸入輸出通過通訊接口射頻SMA接頭，通過射頻線分別互相以及與儀表接口相連，與主控模塊電性連接，並通過螺釘固定在箱體內部；外部接口模塊包括乙太網口9、RS232接口10，通過螺釘固定在箱體的後面板部分，通過電子線路與主控模塊相連；射頻接頭包括儀表接口11以及射頻環境接口12（射頻環境輸入口八個，輸出口四個，都採用同樣的標示，僅標註一處），其餘元件與之相配常規連接；主控模塊為包括MCU處理器和存儲器件的電路板，通過螺釘固定在箱體內部，根據外部接口模塊提供的開關控制信息，控制單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊的開關動作；電源模塊為常規電壓變換電路，具有外部電源接口13，通過螺釘固定在箱體內部，通過電子線路與主控模塊相連，提供相應的工作電壓。
射頻接頭通過射頻線分別與單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊相連，單刀多擲同軸機械射頻開關模塊通過射頻線與雙刀雙擲機械射頻開關模塊連接，單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊分別與主控模塊連接，外部接口模塊通過電路與主控模塊相連，各模塊之間的電性連接以及數據線連接為本領域常規連接，為了附圖清楚簡潔，一些常規連接以及常規安裝方式未顯示在圖中；風扇以及濾網採用常規方式安裝在通風道內，附圖沒有顯示；同時為了清楚表示箱體內部結構，附圖1中箱體前蓋取下，內部朝上，為下圖，實際應用時，為整體結構。
本實用新型連接頻譜儀和信號源進行環境校準，頻譜儀和信號源分別連接裝置的兩個儀表埠，用戶環境的輸出接口連接單刀五擲開關，用戶環境的輸入接口連接單刀九擲開關，用戶通過本地觸控螢幕或者自動程序控制單刀五擲開關和單刀九擲開關遍歷每一種組合方式，測量完畢後裝置自動控制雙刀雙擲開關切換，實現用戶環境反向校準；連接矢量網絡分析儀進行環境校準，矢量網絡分析儀的兩個埠分別連接裝置的兩個儀表埠，用戶環境的輸出接口連接單刀五擲開關，用戶環境的輸入接口連接單刀九擲開關，用戶通過本地觸控螢幕或者自動程序控制單刀五擲開關和單刀九擲開關遍歷每一種組合方式，用戶通過控制矢量網絡分析儀完成S21和S12測量，實現用戶環境的正反向校準。特別的，通風道可以直吹控制主板，有效流通箱內氣流，帶動熱量散失；並利用圓臺結構擴大氣流面積、減緩流速，改善散熱效果的同時避免損傷電子元件。
實施例二
一種射頻測試的自動化校準裝置，包括箱體，內部設有電源模塊、主控模塊、二個單刀九擲開關和一個雙刀雙擲開關、通風模塊；箱體外側壁設置外部接口模塊（太網口、RS232接口）、射頻接頭；單刀九擲開關和雙刀雙擲開關輸入輸出通過通訊接口射頻SMA接頭，通過射頻線分別相連，與主控模塊電性連接，並通過螺釘固定在箱體內部；射頻接頭包括儀表接口以及射頻環境接口（其中射頻環境輸入口八個，輸出口四個），其餘元件與之相配常規連接；通風模塊包括圓臺結構通風道與通風窗；圓臺結構中面積小的底面安裝在箱體內側壁通風窗處，面積大的底面朝向主控模塊；通風道內部設有風扇與過濾精度為300目的活性炭濾網，濾網位於圓臺結構中面積小的一端，通風窗由複數個通風孔組成；主控模塊為主要包括MCU處理器和存儲器件的電路板，通過螺釘固定在箱體內部，根據外部接口模塊提供的開關控制信息，控制單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊的開關動作；電源模塊為常規電壓變換電路，具有外部電源接口，通過螺釘固定在箱體內部，通過電子線路與主控模塊相連，提供相應的工作電壓。射頻接頭通過射頻線分別與單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊相連，單刀多擲同軸機械射頻開關模塊通過射頻線與雙刀雙擲機械射頻開關模塊連接，單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊分別與主控模塊連接，外部接口模塊分別通過電路與主控模塊相連，各模塊之間的電性連接以及數據線連接為本領域常規連接。
具體應用時，連接頻譜儀和信號源進行環境校準，頻譜儀和信號源分別連接裝置的兩個儀表埠，用戶環境的輸出接口連接其中一個單刀九擲開關，用戶環境的輸入接口連接另一個單刀九擲開關，用戶通過本地觸控螢幕或者自動程序控制單刀九擲開關遍歷每一種組合方式，測量完畢後裝置自動控制雙刀雙擲開關切換，實現用戶環境反向校準；連接矢量網絡分析儀進行環境校準，矢量網絡分析儀的兩個埠分別連接裝置的兩個儀表埠，用戶環境的輸出接口連接其中一個單刀九擲開關，用戶環境的輸入接口連接另一個單刀九擲開關，用戶通過本地觸控螢幕或者自動程序控制單刀九擲開關遍歷每一種組合方式，用戶通過控制矢量網絡分析儀完成S21和S12測量，實現用戶環境的正反向校準。
本實用新型實現了多路輸入埠多路輸出埠的射頻環境自動校準裝置，本領域技術人員可根據射頻測試環境的需求，編寫控制程序，通過乙太網口、RS232接口進行通信，通過控制單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊的開關動作，具有操作簡單，維護便捷，可擴展性和通用性高等特點，尤其成本價格低，適合產業化。