CN101814963A - 自动微波电子可调负载装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动微波电子可调负载装置，其用于模拟待测件的天线端口匹配情况以进行被测件天线负载失配报警模块的检测，包括前向信号发生器、前向射频功率放大器、反向信号发生器、反向射频功率放大器、射频信号耦合器、功率计、射频终端负载、计算机，其根据具体的被测件模拟其基站工作环境，通过模拟不同驻波比输出从而进行被测件天线端失配报警模块的运行状态，以对报警模块的精确与否进行判断，通过该装置使得测试更精确、运行更快捷，有效缩短了测试时间从而提高了生产效率，减少了被测件制造企业的制造成本投入。

Description

自动微波电子可调负载装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及无线通信发射设备和通信电路负载，特别涉及一种应用于发射机上的模拟不同驻波比输出以进行天线失配测试的装置及其控制方法。

背景技术

我们知道，对于一个双工通信设备如双工滤波器在投入到基站使用前一定要对其各项指标进行测试，这些指标中驻波比(VSWR：Voltage Standing WaveRatio)是射频的一个重要参数。所谓驻波是由于传输途径中的阻抗不匹配导致的，当传输途径中阻抗出现不匹配时，会有一部分信号功率被反射回来，该反射信号同发射信号叠加形成驻波。驻波比较大意味着信号反射比较厉害，也就是说传输途径上的匹配效果比较差。而在一个发射系统中，如果驻波比较大，则实际通过天线口发射出去的功率将会下降，导致系统的覆盖收缩，因此，良好的驻波特性是系统有效工作的重要保证。同时如果驻波过大，过强的反射信号可能会导致系统设备的损坏，导致设备可靠性的下降。为了保证系统的覆盖和出于设备保护的需求，需要对双工通信设备进行VSWR测试，以便及时发现问题，触发设置在天线端口的负载失配报警模块进行报警，从而采取措施纠正设备。

由上述分析可知，为了进行VSWR测试，需要模拟基站工作环境，以进行天线负载失配报警模块的检测，现有技术中主要采用机械方式实现，如专利号为200820058136.8、名称为“可同时调节驻波比和相位的模拟天线失配负载”，整个设备主要由可调失配负载和相位调节装置两部分组成，其中，相位调节装置包括壳体以及其内部的传动部分和相位调节器，可调失配负载部分采用板线结构传输，并采用特殊的吸收体材料，通过旋钮将带动齿轮及齿条来移动吸收体，从而使得吸收体在板线上移动，产生不同的能量吸收，来形成不同的驻波比，达到可调驻波比的失配负载，采用此种测试方式的不足在于机械动作时间较长，重复精度会随着使用时间的增加而显著下降，而且存在再现性差的问题，一旦应用到大批量生产作业中，由于一致性差会导致生产通过率低以及设备停机时间较长问题，同时，由于机械磨损导致机械回差值在连续运作3个月后逐渐变差(从50步进至100到200步进)大约两年将至报废，从而导致高成本制造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试更精确和快捷的自动微波电子可调负载装置及其进行天线负载失配报警检测的方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自动微波电子可调负载装置，其用于模拟待测件的天线端口匹配情况以进行被测件天线负载失配报警模块的检测，该装置包括，

前向信号发生器，其用于产生具体频率和相位的入射信号；

前向射频功率放大器，其电连接在前向信号发生器与被测件的发射端之间，用于将前向信号发生器输出的入射信号放大到所需的入射功率；

反向信号发生器，其用于产生具体频率和相位的反射信号；

反向射频功率放大器，其电连接在反向信号发生器与被测件的天线端之间，用于将反向信号发生器输出的反射信号放大到所需的反射功率；

射频信号耦合器，其分别设置在入射功率与反射功率的传输线路上，用于提取射频传输线上的功率信号；

功率计，其与射频信号耦合器的输出端相连接，用于对射频信号耦合器输出的功率信号进行分析；

射频终端负载，其连接在射频传输线的末端，用于匹配并吸收大功率射频信号；

计算机，其与上述各单元相控制连接，当根据被测件的工作环境进行其天线端口的模拟匹配后，所述的计算机控制并调整所述的前向信号和反向信号的功率及相位以检测天线负载的失配报警状况。

本发明还提供一种上述自动微波电子可调负载装置进行天线负载失配报警检测方法，包括如下步骤：

(a)、根据被测件待工作环境的回波损耗大小确定被测件的额定入射功率和额定反射功率；

(b)、控制所述的前向信号发生器及前向射频功率放大器的信号输出，使得前向射频功率放大器的输出功率为确定的额定入射功率；

(c)、控制所述的反向信号发生器及反向射频功率放大器的信号输出，使得反向射频功率放大器的输出功率为确定的额定反射功率；

(d)、所述的功率计分别接收上述额定入射功率信号和反射功率信号并进行检测，以判断被测件天线端口是否匹配；

(e)、通过所述的计算机，调整前向信号源及反向信号源的输出功率及相位，所述的功率计同时接收并检测反向功率与前向功率的比值，以检测被测件在失配情况下是否正常报警。

由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明自动微波电子可调负载装置可根据具体的被测件模拟其基站工作环境，通过模拟不同驻波比输出从而进行被测件天线端失配报警模块的运行状态，以对报警模块的精确与否进行判断，通过该装置使得测试更精确、运行更快捷，有效缩短了测试时间从而提高了生产效率，减少了被测件制造企业的制造成本投入。

附图说明

附图1为本发明自动微波电子可调负载装置原理示意图；

其中：1、被测件；21、前向信号发生器；22、前向射频功率放大器；23、射频信号耦合器；24、射频功率隔离器；31、反向信号发生器；32、反向射频功率放大器；33、射频信号耦合器；34、射频功率隔离器；4、功率计；5、射频终端负载；6、计算机；7、射频环形器；8、射频信号合路器；

具体实施方式

下面结合附图对本发明优选实施例进行详细说明：

本实施例中要检测的是通信基站使用的双工滤波器，在双工滤波器投入到通信基站使用前，需要对其各项指标进行有效测试，这些测试指标中包括电压驻波比(VSWR：Voltage Standing Wave Ratio)测试，通过检测反向功率与正向功率的比值，根据报警门限值，测试双工滤波器天线内失配报警模块在失配情况下是否能够准确报警，因此，为了达到上述检测目的，需要模拟双工滤波器在基站中的工作环境，本实施例自动微波电子可调负载装置即为了实现该工作环境的模拟并为天线失配报警模块的检测提供检测信号源。

如图1所示，本实施例自动微波电子可调负载装置主要包括用于向被测件1即双工滤波器发射端提供入射功率信号的前向功率产生设备、用于向被测件1天线端提供反射功率信号的反向功率产生设备、用于获取并检测前向功率和反向功率以计算驻波比的耦合器及功率计、用于吸收大功率信号以保护整个装置的射频终端负载，下面对各部分组成及连接关系进行说明：

其中，前向功率产生设备主要由依次相电连接的前向信号发生器21、前向射频功率放大器22、射频功率隔离器24组成，前向信号发生器21用于产生具体频率和相位的入射信号，前向射频功率放大器22用于将前向信号发生器21输出的入射信号放大到所需的入射功率，射频功率隔离器24连接在前向射频功率放大器22与双工滤波器的发射端之间，射频功率隔离器24用于预防大功率信号反射，从而起到对功率放大器22的保护作用。

反向功率产生设备包括反向信号发生器31、反向射频功率放大器32、射频功率隔离器24，反向信号发生器31用于产生具体频率和相位的反射信号，反向射频功率放大器32与反向信号发生器31的输出端相电连接，其用于将反向信号发生器31输出的反射信号放大到所需的反射功率，射频功率隔离器24同样起到对功率放大器32的保护作用，反射信号经由射频功率放大器32放大后加载在双工滤波器的天线端。

在入射功率信号与反射功率信号的传输线路上分别设置有射频信号耦合器23、33，该两个耦合器分别提取上述功率信号，并将功率信号发送至功率计4以进行驻波比分析，为了节省成本，在耦合器23、33的输出端与功率计4的输入端之间设置有射频信号合路器8，该合路器可用于将两路不同的射频信号进行合路，从而，在本实施例中，只需要一个功率计4就可完成对反射功率信号与入射功率信号的检测。

为了防止入射功率信号或反射功率信号反射到其相应的产生设备上，从而对设备产生损坏，在入射功率信号与反射功率信号的传输线路上设置有控制射频信号传输方向的射频环形器7，同时为了吸收大功率射频信号，在射频传输线的末端还设置有大功率射频终端负载5。

同时，为了控制上述各设备并实现产生不同的驻波比，本实施例中还包括一计算机6。

上述对本实施例自动微波电子可调负载装置的各功能单元进行了介绍，下面将对利用该设备进行失配报警检测的方法进行说明：

本实施例在进行天线负载失配报警检测时，具体操作包括如下步骤：

(a)、根据被测件待工作环境的回波损耗大小确定被测件的额定入射功率和额定反射功率，不同的工作环境，回波损耗的大小也不同，如一特定的工作环境，天线端口的回波损耗为14dBm；

(b)、控制前向信号发生器21及前向射频功率放大器22的信号输出，使得前向射频功率放大器的输出功率22为确定的额定入射功率；

(c)、控制反向信号发生器31及反向射频功率放大器32的信号输出，使得反向射频功率放大器32的输出功率为确定的额定反射功率；

(d)、功率计4分别接收上述额定入射功率信号和反射功率信号并进行检测，以判断被测件天线端口是否匹配，如入射功率45dBm，反射功率31dBm，那么天线端口的回波损耗为14dBm，此时，即建立了双工滤波器的工作环境；

(e)、当建立模拟工作环境后，通过计算机6，控制并调整前向信号源及反向信号源的输出功率及相位，所述的功率计同时接收并检测反向功率与前向功率的比值，以检测被测件在失配情况下是否正常报警。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动微波电子可调负载装置，其用于模拟待测件(1)的天线端口匹配情况以进行被测件(1)天线负载失配报警模块的检测，该装置包括，前向信号发生器(21)，其用于产生具体频率和相位的入射信号；

前向射频功率放大器(22)，其电连接在前向信号发生器(21)与被测件(1)的发射端之间，用于将前向信号发生器(21)输出的入射信号放大到所需的入射功率；

反向信号发生器(31)，其用于产生具体频率和相位的反射信号；

反向射频功率放大器(32)，其电连接在反向信号发生器(31)与被测件(1)的天线端之间，用于将反向信号发生器(31)输出的反射信号放大到所需的反射功率；

射频信号耦合器(23、33)，其分别设置在入射功率与反射功率的传输线路上，用于提取射频传输线上的功率信号；

功率计(4)，其与射频信号耦合器(23、33)的输出端相连接，用于对射频信号耦合器(23、33)输出的功率信号进行分析；

射频终端负载(5)，其连接在射频传输线的末端，用于匹配并吸收大功率射频信号；

计算机(6)，其与上述各单元相控制连接，当根据被测件的工作环境进行天线端口的模拟匹配后，所述的计算机(6)控制并调整所述的前向信号和反向信号的功率及相位以检测天线负载的失配报警状况。

2.根据权利要求1所述的自动微波电子可调负载装置，其特征在于：所述的前向射频功率放大器(22)输出端还设置有前向射频信号隔离器(24)。

3.根据权利要求1或2所述的自动微波电子可调负载装置，其特征在于：所述的反向射频功率放大器(32)输出端还设置有反向射频信号隔离器(34)。

4.根据权利要求1所述的自动微波电子可调负载装置，其特征在于：在所述的射频终端负载(5)与被测件(1)发射端之间还连接有用于控制信号传输方向的射频环形器(7)。

5.根据权利要求1所述的自动微波电子可调负载装置，其特征在于：所述的射频信号耦合器(23、33)与功率计(4)之间还连接有用于将入射功率信号与反射功率信号进行合路的射频信号合路器(8)。

6.一种采用权利要求1所述的自动微波电子可调负载装置进行天线负载失配报警检测方法，包括如下步骤：

(a)、根据被测件待工作环境的回波损耗大小确定被测件的额定入射功率和额定反射功率；

(b)、控制所述的前向信号发生器及前向射频功率放大器的信号输出，使得前向射频功率放大器的输出功率为确定的额定入射功率；

(c)、控制所述的反向信号发生器及反向射频功率放大器的信号输出，使得反向射频功率放大器的输出功率为确定的额定反射功率；

(d)、所述的功率计分别接收上述额定入射功率信号和反射功率信号并进行检测，以判断被测件天线端口是否匹配；

(e)、通过所述的计算机，调整前向信号源及反向信号源的输出功率及相位，所述的功率计同时接收并检测反向功率与前向功率的比值，以检测被测件在失配情况下是否正常报警。

7.根据权利要求6所述的天线失配报警检测方法，其特征在于：步骤(a)中，不同的工作环境，回波损耗的大小不同。

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