CN101453276B - 直放站产品射频性能的检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直放站产品射频性能的检测系统，包括控制计算机、测试仪器单元、信号控制单元及被测设备。控制计算机通过通信电缆分别与测试仪器单元、信号控制单元及被测设备相连，还通过数据线与打印机相连。实现上述检测系统的方法，包括：启动检测系统；系统校准；连接被测设备；自动测试各射频指标；保存测试数据；断开检测设备连接；系统询问；导出测试报表；关闭检测系统等步骤。本发明能自动、精确、快速的测试出直放站产品的最大增益、输出功率、带内波动、噪声系数、传输时延等性能指标，并形成统一形式的报表，便于工程人员进行维护和管理。

Description

直放站产品射频性能的检测系统及其检测方法

                             技术领域

本发明涉及一种直放站产品性能检验的自动测试系统，具体是指直放站产品射频性能的检测系统及其检测方法。

                             背景技术

目前，在对CDMA、GSM、DCS或WCDMA直放站产品的研发及生产过程中均须对其产品的射频性能指标进行测试，通常的做法是在测试前，先让测试人员学习直放站产品的相关测试标准，然后根据标准组建各种仪器，形成硬件测试平台。在此硬件测试平台上，测试人员经常要根据各测试项目的测试流程，手动的改变各种仪器参数及被测直放站产品参数，并逐个记录所有的测试数据，最终形成测试报告。在这种传统的测试系统中，要完成直放站产品的多个射频性能指标的检测，不仅对测试人员的操作技术水平要求极高，而且还需耗费大量的时间。这种现有传统式的测试方法远远不能满足现在高效率、高精确率的自动化检测要求，如何更快捷，更方便、更精确的对直放站产品的射频性能进行检测，就是该领域的当务之急。

                              发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术的不足，提供一种直放站产品射频性能的检测系统，该系统不仅可以方便、快速地对直放站产品的多个射频性能指标进行自动测试，又可将测试数据保存至数据库，并自动生成统一格式测试报表。

本发明的另一目的在于提供一种由上述系统实现的直放站产品射频性能的检测方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种直放站产品射频性能的检测系统，包括控制计算机、信号控制单元及测试仪器单元；所述的控制计算机通过通信电缆分别与测试仪器单元、信号控制单元及被测设备相连；所述的信号控制单元通过射频电缆分别与测试仪器单元及被测设备相连。

所述的控制计算机包括配置模块、系统校准模块、测量模块、通信模块、数据处理模块和数据库。

所述信号控制单元包括控制主板、射频开关、大功率衰减器1、大功率衰减器2、大功率衰减器3、隔离器1、隔离器2、隔离器3、大功率负载1、大功率负载2、过功率检测模块、自激检测模块、滤波器、耦合器1、耦合器2及换向单元，所述的射频开关包括K1～K9；所述的控制主板通过RS232通信电缆与控制计算机相连，又通过数据线分别与自激检测模块、过功率检测模块及射频开关K1～K9的控制端相连；所述的自激检测模块通过射频电缆与耦合器1相连，所述的过功率检测模块通过射频电缆与耦合器2相连，所述大功率负载1通过射频电缆与射频开关K4相连，所述大功率负载2通过射频电缆与射频开关K9相连，所述的换向单元与被测设备相连。

所述的测试仪器单元包括信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪及噪声测试仪，所述信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪、噪声测试仪的GPIB接口均通过GPIB通信电缆与控制计算机上的GPIB接口卡相连；所述信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪及噪声测试仪的射频端口均通过射频电缆分别与信号控制单元中的射频开关的各个射频端口相连，其中，所述的信号发生器与射频开关K1相连，频谱分析仪与射频开关K1及射频开关K9相连，噪声测试仪与射频开关K5及射频开关K9相连，网络分析仪与射频开关K5及大功率衰减器1相连。

信号控制单元各器件的布局是根据测试标准中对各项目的测试通路要求而进行设计，具体测试通路描述如下：

射频开关K1、K2、K3、K4、K5、隔离器1、隔离器2、隔离器3、大功率负载1及耦合器1构成信号上行或下行输入测试通路，射频开关K6、K7、K8、K9、大功率衰减器1、大功率衰减器2、大功率衰减器3、大功率负载2、滤波器及耦合器2构成信号上行或下行输出测试通路，S1、S2、S3、S4四个单刀双掷开关构成换向单元；换向单元工作原理为：K5为信号的输入端、K6为信号的输出端。当测试直放站的上行通路时(即对于被测设备来说MT端输入信号、DT端输出信号)，S2、S1、被测设备、S3、S4依次导通。当测试直放站的下行通路时(即对于被测设备来说DT端输入信号、MT端输出信号)，S2、S3、被测设备、S1、S4依次导通。

输入测试通路上的耦合器1耦合输入信号至自激检测模块，当整个系统在工作过程中发生自激告警时，本信号控制单元中由S1、S2、S3、S4四个单刀双掷开关构成的换向单元会自动复位为图示的状态：即直放站的DT端和MT端与仪表的通路被断开从而保护仪表，同时控制计算机的界面会提示用户检查直放站是否存在自激现象；输出测试通路上的耦合器2耦合输出信号至过功率检测模块，功率检测模块为了保护经过直放站输出的信号不会对仪表造成损坏，在接通与K9相连的仪表以前，开关K9会先连通50Ω的大功率负载2来检测输出信号的功率，从而判断出是否大于仪表所能承受的最大功率，经确认不会大于仪表所能承受的最大功率时再接通与仪表的连接。

所述的控制计算机设有一个GPIB接口卡，两个RS232接口，所述的GPIB接口卡通过GPIB通信电缆与上述的各测试仪器的GPIB接口分别相连；所述其中一个RS232接口通过RS232通信电缆与上述的控制主板的RS232接口相连，另一个RS232接口通过RS232通信电缆与被测设备的RS232接口相连，所述的控制计算机还通过数据线与打印机相连。

所述隔离器1的频段范围是1900MHZ～2190MHZ，隔离器2的频段范围是1700MHZ～1900MHZ，隔离器3的频段范围是800MHZ～1000MHZ。

所述的大功率衰减器1及大功率衰减器2的衰减幅度均为20dB。

所述的大功率负载1及大功率负载2的阻值均为50Ω。

采用上述直放站产品射频性能的检测系统的检测方法，包括以下步骤：

(1)启动检测系统，配置模块立即启动，录入相关的用户信息、仪器信息、产品信息并保存至数据库中；

(2)系统校准，校准模块根据测试标准中涉及的所有链路，对测试仪器单元、信号控制单元至被测设备的所有链路的插入损耗进行测量，并将所测得的插入损耗值保存至数据库中；

(3)连接要检测的设备；

(4)自动测试各射频指标，测量模块根据测试标准中描述的测试流程，调用通信模块中的存储信息，设置/读取测试仪器单元、信号控制单元的工作参数，建立测试环境依次完成各种项目的测试；

(5)保存测试数据，完成指标测试后，系统会自动对所有测试数据进行判断，给出被检测设备是否合格信息，并提示用户是否保存测试数据至数据库中；

(6)断开检测设备连接；

(7)系统询问是否进行下一设备的检测，如还需检测下一产品，在相应提示下输入“Y”，则系统将返回步骤(3)，如不需要继续检测下一设备，在相应的提示下输入“N”，则系统自动退出检测程序；

(8)导出测试报表，调用数据处理模块导出测试报表，并通过打印机将测试报表打印出来；

(9)关闭检测系统，完成整个检测过程。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)能快速、准确、自动的测试出直放站产品的各种性能指标；

(2)能对产品测试数据进行统一电子信息化的管理；

(3)能规范测试方法，确保测试结果的一致性；

(4)能防止由于人为的误操作，而损坏测试仪器；

(5)在被测直放站自激时，能快速检测并断开测试信号，有效保护测试仪器的安全；

(6)能大幅减少测试人员的劳动强度，并降低对测试人员的技术要求。

                          附图说明

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明的系统控制电路原理图；

图3为本发明的系统检测流程图。

                        具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步地详细说明。

如图1所示，本发明由控制计算机、测试仪器单元及信号控制单元组成。控制计算机通过GPIB通信电缆与测试仪器单元相连，通过RS232通信电缆与信号控制单元及被测设备相连。信号控制单元则通过射频电缆分别与测试仪器单元及被测设备相连。控制计算机是本发明的核心部分，它通过装在该计算机系统上面的各种程序模块来决定测试仪器单元及信号控制单元的工作方式、工作状态、及测试信号的通道选择和切换。

根据不同的需要，控制计算机可以选用通用微型、小型计算机或是专用工控计算机，同时配备必要的GPIB接口卡、RS232接口、磁盘驱动器、显示器、键盘、鼠标、仪器通信接口卡及打印机。控制计算机上安装有配置模块、系统校准模块、测量模块、数据处理模块、通信模块和数据库。配置模块用于产品测试前的用户信息、仪器信息、产品信息、系统术语信息的录入，并保存至数据库中；系统校准模块用于对测试仪器单元、信号控制单元及被检测设备的所有测试链路的插入损耗进行测量，并将测量得到的插入损耗值保存至数据库中；测量模块根据测试标准中描述的测试流程，调用通信模块中的存储信息，设置/读取测试仪器单元、信号控制单元的工作参数，并建立测试环境完成各项目的测试，获取测试数据并保存至数据库中，最后调用数据处理模块导出测试报表，并通过打印机将测试报表打印出来。

测试仪器单元通过信号控制单元为被测设备提供必要的激励信号，并能采集各种测试信号。测试仪器单元包括信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪及噪声测试仪。信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪、噪声测试仪的GPIB接口均通过GPIB通信电缆与控制计算机上的GPIB接口卡相连；信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪、噪声测试仪的射频端口均通过射频电缆与信号控制单元中的相应射频端口相连。

信号控制单元由控制主板、射频开关、大功率衰减器、隔离器、大功率负载、过功率检测模块、自激检测模块、滤波器、耦合器及换向单元组成。射频开关、自激检测模块、过功率检测模块均通过数据线与控制主板相连(图中未显示出来)。射频开关、大功率衰减器、大功率负载、隔离器、耦合器、滤波器、过功率检测模块、自激检测模块及换向开关相互之间通过射频电缆相连。控制主板还通过RS232通信电缆与控制计算机上的RS232接口相连，以实现被测设备和测试仪器单元之间的连接和测试链路的切换。信号控制单元的使用使自动测试系统可充分利用有限的测试仪器资源满足被测设备信号完备性要求，以降低整个测试系统的测试成本、提高系统测试过程的流畅性。

图2所示，射频开关包括K1～K9共9个，这些射频开关的控制端均通过数据线与控制主板相连(图中未显示出来)。其中K1、K4、K7为单刀双掷开关，K2、K3、K5、K6、K8、K9为单刀三掷开关。大功率衰减器包括衰减幅度均为20dB的大功率衰减器1、大功率衰减器2及大功率衰减器3，且大功率衰减器1的两端分别与K6及网络分析仪相连；大功率衰减器2的两端分别与K6及K7相连；大功率衰减器3的两端分别与K7及K8相连。隔离器包括隔离器1、隔离器2及隔离器3，且这三个隔离器的两端均分别与K2及K3相连。其中，隔离器1的频段范围是1900MHZ～2190MHZ，隔离器2的频段范围是1700MHZ～1900MHZ，隔离器3的频段范围是800～1000MHZ。大功率负载包括阻值均为50Ω的大功率负载1及大功率负载2，大功率负载1与K4相连，大功率负载2与K9相连。滤波器的两端分别与K6及K8相连。耦合器1分别与K4、K5及自激检测模块相连，耦合器2分别与K8、K9及过功率检测模块相连，且自激检测模块及过功率检测模块均通过数据线与控制主板相连。换向单元包括S1、S2、S3、S4这四个单刀双掷开关，其中，S1与被测设备的MT端相连，S3与被测设备的DT端相连，S2与K5相连，S4与K6相连。信号发生器通过射频电缆与K1相连，频谱分析仪则通过射频电缆分别与K1及K9相连，网络分析仪通过射频电缆分别与K5及大功率衰减器1相连，噪声测试仪通过射频电缆分别与K5及K9相连。

信号控制单元各器件的布局是根据测试标准中对各项目的测试通路要求而进行设计，具体测试通路描述如下：

射频开关K1、K2、K3、K4、K5、隔离器1、隔离器2、隔离器3、大功率负载1及耦合器1构成信号上行或下行输入测试通路，射频开关K6、K7、K8、K9、大功率衰减器1、大功率衰减器2、大功率衰减器3、大功率负载2、滤波器及耦合器2构成信号上行或下行输出测试通路，S1、S2、S3、S4四个单刀双掷开关构成换向单元。换向单元工作原理为：K5为信号的输入端、K6为信号的输出端。当测试直放站的上行通路时(即对于被测设备来说MT端输入信号、DT端输出信号)，S2、S1、被测设备、S3、S4依次导通。当测试直放站的下行通路时(即对于被测设备来说DT端输入信号、MT端输出信号)，S2、S3、被测设备、S1、S4依次导通。

输入测试通路上的耦合器1耦合输入信号至自激检测模块，当整个系统在工作过程中发生自激告警时，本信号控制单元中由S1、S2、S3、S4四个单刀双掷开关构成的换向单元会自动复位为图示的状态：即直放站的DT端和MT端与仪表的通路被断开从而保护仪表，同时控制计算机的界面会提示用户检查直放站是否存在自激现象。输出测试通路上的耦合器2耦合输出信号至过功率检测模块，功率检测模块为了保护经过直放站输出的信号不会对仪表造成损坏，在接通与K9相连的仪表以前，开关K9会先连通50Ω的大功率负载2来检测输出信号的功率，从而判断出是否大于仪表所能承受的最大功率，经确认不会大于仪表所能承受的最大功率时再接通与仪表的连接。

本发明在进行自动测试时，测量模块根据测试标准中对各测试项目的测试通路要求，调用通信模块设置信号控制单元的工作参数，建立相应的测试通路，具体描述如下：

在检测被测设备上行通路最大增益、输出功率、输出互调、增益调节线性等指标时，信号回路依次为：信号发生器、K1、K2、K3、K4、耦合器1、K5、S2、S 1、被测设备、S3、S4、K6、K7、K8、耦合器2、K9、频谱分析仪。其中，K2和K3的导通位置及K6、K7、K8的导通位置均根据在PC机界面上选择的频段自动切换至合适的通路。同理，在检测被测设备下行通路最大增益、输出功率、输出互调、增益调节线性等指标时，只需将S2、S3、被测设备、S1、S4依次连接，其他连接不变即可。

在检测被测设备上行通路带内波动、带外抑制指标时，信号回路依次为：频谱分析仪、K1、K2、K3、K4、耦合器1、K5、S2、S1、被测设备、S3、S4、K6、K7、K8、耦合器2、K9、频谱分析仪。其中，K2和K3的导通位置及K6、K7、K8的导通位置均根据在PC机界面上选择的频段自动切换至合适的通路。同理，在检测被测设备下行通路带内波动、带外抑制指标时，只需将S2、S3、被测设备、S1、S4依次连接，其他连接不变即可。

在检测被测设备上行通路的噪声系数指标时，信号回路依次为：噪声测试仪、K5、S2、S1、被测设备、S3、S4、K6、K7、K8、耦合器2、K9、噪声测试仪。其中，K6、K7、K8之间的导通位置根据PC机界面上选择的频段自动切换至合适的通路。同理，在检测被测设备下行通路的噪声系数指标时，只需将S2、S3、被测设备、S1、S4依次连接，其他连接不变即可。

在检测被测设备上行通路的传输时延指标时，信号回路依次为：网络分析仪、K5、S2、S1、被测设备、S3、S4、K6、大功率衰减器1、网络分析仪。同理，在检测被测设备的下行通路的传输时延指标时，只需将S2、S3、被测设备、S1、S4依次连接，其他连接不变即可。

如图3所示，本发明用于检测直放站产品的射频性能时，包括以下步骤：

(1)启动检测系统，配置模块立即启动，录入相关的用户信息、仪器信息、产品信息并保存至数据库中；

(2)系统校准，校准模块根据测试标准中涉及的所有链路，对测试仪器单元、信号控制单元至被测设备的所有链路的插入损耗进行测量，并将所测得的插入损耗值保存至数据库中；

(3)连接要检测的设备；

(4)自动测试各射频指标，测量模块根据测试标准中描述的测试流程，调用通信模块中的存储信息，设置/读取测试仪器单元、信号控制单元的工作参数，建立测试环境依次完成各种项目的测试，获取测试数据；

(5)保存测试数据，完成指标测试后，系统会自动对所有测试数据进行判断，给出被检测设备是否合格信息，并提示用户是否保存测试数据至数据库中；

(6)断开检测设备连接；

(7)系统询问是否进行下一设备的检测，如还需检测下一产品，在相应提示下输入“Y”，则系统将返回步骤(3)，如不需要继续检测下一设备，在相应的提示下输入“N”，则系统自动退出检测程序；

(8)导出测试报表，调用数据处理模块导出测试报表，并通过打印机将测试报表打印出来；

(9)关闭检测系统，完成整个检测过程。

如上所述，即可较好地实现本发明，但本发明的具体实施方式并不限于此，其他任何未背离本发明精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合及简化均为等效置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.直放站产品射频性能的检测系统，其特征在于，包括控制计算机、信号控制单元及测试仪器单元；所述的控制计算机通过通信电缆分别与测试仪器单元、信号控制单元及被测设备相连；所述的信号控制单元通过射频电缆分别与测试仪器单元及被测设备相连；

控制计算机用于决定测试仪器单元及信号控制单元的工作方式、工作状态、及测试信号的通道选择和切换；

测试仪器单元通过信号控制单元为被测设备提供激励信号，并采集测试信号；

所述的控制计算机包括配置模块、系统校准模块、测量模块、通信模块、数据处理模块和数据库，所述配置模块、系统校准模块、测量模块、通信模块、数据处理模块和数据库均安装在计算机系统上，配置模块用于产品测试前的用户信息、仪器信息、产品信息、系统术语信息的录入，并保存至数据处理模块；系统校准模块用于对测试仪器单元、信号控制单元及被检测设备的所有测试链路的插入损耗进行测量，并将测量得到的插入损耗值保存至数据处理模块中；测量模块根据测试标准中描述的测试流程，调用通信模块中的存储信息，设置/读取测试仪器单元、信号控制单元的工作参数，并建立测试环境完成各项目的测试，获取测试数据，最后通过打印机将数据处理模块所保存的测信息报表形式打印出来；

所述信号控制单元包括控制主板、射频开关、大功率衰减器1、大功率衰减器2、大功率衰减器3、隔离器1、隔离器2、隔离器3、大功率负载1、大功率负载2、过功率检测模块、自激检测模块、滤波器、耦合器1、耦合器2及换向单元，所述的射频开关包括K1～K9；所述的控制主板通过RS232通信电缆与控制计算机相连，又通过数据线分别与自激检测模块、过功率检测模块及射频开关K1～K9的控制端相连；所述的自激检测模块通过射频电缆与耦合器1相连，所述的过功率检测模块通过射频电缆与耦合器2相连，所述大功率负载1通过射频电缆与射频开关K4相连，所述大功率负载2通过射频电缆与射频开关K9相连，所述的换向单元与被测设备相连，所述大功率衰减器1连接射频开关K6，所述大功率衰减器2一端连接射频开关K6，另一端连接射频开关K7，所述大功率衰减器3一端连接射频开关K7，另一端连接射频开关K8，所述隔离器1、隔离器2、隔离器3的一端均连接射频开关K3，隔离器1、隔离器2、隔离器3的另一端均连接射频开关K2，所述滤波器一端连接射频开关K6，另一端连接射频开关K8，所述过功率检测模块连接耦合器2；

所述的测试仪器单元包括信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪及噪声测试仪，所述信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪、噪声测试仪的GPIB接口均通过GPIB通信电缆与控制计算机上的GPIB接口卡相连；所述信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪及噪声测试仪的射频端口均通过射频电缆还分别与信号控制单元中的射频开关的各个射频端口相连，其中，所述的信号发生器与射频开关K1相连，频谱测试仪与射频开关K1及射频开关K9相连，噪声测试仪与射频开关K5及射频开关K9相连，网络分析仪与射频开关K5及大功率衰减器1相连。

2.根据权利要求1所述的直放站产品射频性能的检测系统，其特征在于，所述的控制计算机设有一个GPIB接口卡，两个RS232接口，所述的GPIB接口卡通过GPIB通信电缆与上述的信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪及噪声测试仪的GPIB接口分别相连；所述其中一个RS232接口通过RS232通信电缆与上述的控制主板的RS232接口相连，另一个RS232接口通过RS232通信电缆与被测设备的RS232接口相连，所述的控制计算机还通过数据线与打印机相连。

3.根据权利要求1所述的直放站产品射频性能的检测系统，其特征在于，所述隔离器1的频段范围是1900MHZ～2190MHZ，隔离器2的频段范围是1700MHZ～1900MHZ，隔离器3的频段范围是800MHZ～1000MHZ。

4.根据权利要求1所述的直放站产品射频性能的检测系统，其特征在于，所述的大功率衰减器1及大功率衰减器2的衰减幅度均为20dB。

5.根据权利要求1所述的直放站产品射频性能的检测系统，其特征在于，所述的大功率负载1及大功率负载2的阻值均为50Ω。

6.采用权利要求1～5任一项所述的直放站产品射频性能的检测系统的检测方法，包括以下步骤：

(1)启动检测系统，配置模块立即启动，录入相关的用户信息、仪器信息、产品信息并保存至数据库中；

(2)系统校准，校准模块根据测试标准中涉及的所有链路，对测试仪器单元、信号控制单元至被测设备的所有链路的插入损耗进行测量，并将所测得的插入损耗值保存至数据库中；

(3)连接要检测的设备；

(4)自动测试各射频指标，测量模块根据测试标准中描述的测试流程，调用通信模块中的存储信息，设置/读取测试仪器单元、信号控制单元的工作参数，建立测试环境依次完成各种项目的测试；

(5)保存测试数据，完成指标测试后，系统会自动对所有测试数据进行判断，给出被检测设备是否合格信息，并提示用户是否保存测试数据至数据库中；

(6)断开检测设备连接；

(7)系统询问是否进行下一设备的检测，如还需检测下一产品，在相应提示下输入“Y”，则系统将返回步骤(3)，如不需要继续检测下一设备，在相应的提示下输入“N”，则系统自动退出检测程序；

(8)导出测试报表，调用数据处理模块导出测试报表，并通过打印机将测试报表打印出来；

(9)关闭检测系统，完成整个检测过程。

Images