CN103869189A - 一种无源器件调试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种能够对现有滤波器、双工器、合路器等无源器件进行自动调试的系统，系统包括器件装夹平台、机器手驱动平台和调试分析单元；器件装夹平台上设有装夹夹具以及夹具伸缩驱动机构，夹具头上连接有测试电缆；机器手驱动平台上设有调试机器手，和可带动调试机器手作水平横向、水平纵向、垂直和旋转运动的机器手驱动机构；调试分析单元包括主控制器、矢量网络分析仪、分析仪交互模块和机器手控制模块；矢量网络分析仪的测试端口连接测试电缆，分析仪交互模块读取矢量网络分析仪中的测试数据，并传输至主控制器，主控制器根据测试数据，通过机器手控制模块控制机器手驱动机构的运行，以带动调试机器手动作。本发明可简化无源器件的调试工作，降低成本。

Description

一种无源器件调试系统

技术领域

本发明涉及通信技术中无源器件的自动化调试技术领域，特别是一种无源器件调试系统。

背景技术

无源器件在目前的通信行业得到了大量的应用，无源器件主要包括滤波器、双工器、合路器，它们被广泛应用于基站设备、直放站设备和覆盖网络中。由于此类无源器件在设计和加工中所固有的特性，为了较好地满足指标要求必须进行人工调试，由此带来生产的工作量增大，且传统的调试工作对调试员的专业素质要求也较高，同时枯燥繁琐的调试工作也使的器件的一致性较难保证，无源器件的生产成本也无形中增高。

发明内容

本发明的目的为，提供一种能够对现有滤波器、双工器、合路器等无源器件进行自动调试的系统，在保证调试可靠性、保障经调试后的无源器件能够满足其相应的各个设计性能指标的基础上，使得无源器件的调试工作变得简单快捷，提高生产效率，降低生产成本。

本发明要解决的技术问题为：在无源器件的调试过程中，自动调整无源器件的位置，同时针对不同的调试要求，自动调整无源器件的结构参数，从而获得相应的调试结果。

本发明采取的技术方案具体为：一种无源器件调试系统，包括器件装夹平台、机器手驱动平台和调试分析单元；

器件装夹平台上设有装夹夹具以及夹具伸缩驱动机构；夹具伸缩驱动机构连接装夹夹具的夹具头；装夹夹具的夹具头上连接有测试电缆；

机器手驱动平台上设有调试机器手、机器手驱动机构；机器手驱动机构连接调试机器手，并可带动调试机器手在装夹平台上方作水平横向、水平纵向、垂直和旋转运动；

调试分析单元包括主控制器、矢量网络分析仪和分析仪交互模块；上述测试电缆连接矢量网络分析仪的测试端口；主控制器通过机器手控制模块控制机器手驱动平台中机器手驱动机构的运行，以带动调试机器手动作；主控制器通过分析仪交互模块连接矢量网络分析仪；分析仪交互模块读取矢量网络分析仪中被测器件的测试数据，并将测试数据传输至主控制器。

本发明中，矢量网络分析仪以及利用矢量网络分析仪直接对已连接的无源器件进行调试的技术皆为现有技术，矢量网络分析仪的调试过程一般配有相应的可视化的软件调试界面。本发明主控制器可通过分析仪交互模块，对矢量网络分析仪的不同调试功能及相关参数进行选择设定，可视化的软件调试界面运行在主控制器上。同时根据需要进行的调试功能，主控制器即可进行对机器手的相应操作，以改变被调试器件的结构参数，获得相应调试结果。针对不同的调试功能，调试过程中对被调试器件结构参数的改变参考现有技术，因此主控制器可利用现有软件技术实现相应的控制功能，以使得机器手能够完成这些对被调试器件结构参数的改变。 

本发明在应用时，首先将待测无源器件置于器件装夹平台的测试工位上，操作夹具伸缩机构运行，使得装夹夹具固定住待测器件，同时连接夹具头的测试电缆的接头插入无源器件的端口，使得测试电缆与待测无源器件的端口有效连接；然后主控制器即可按照调试要求，通过机器手控制模块控制机器手驱动机构运行，从而控制机器手移动，对待测无源器件上的调节螺钉进行旋转调节，同时矢量网络分析仪通过夹具头上的测试电缆获取被调试无源器件的测试数据；主控器从矢量网络分析仪中获取测试数据。通过器件装夹平台装夹夹具对待测无源器件的测试通道切换，以及调节螺钉旋转，本发明系统即可自动完成对待测无源器件不同通道指标参数的检测，达到调试目的。

进一步的，本发明所述装夹夹具数量为2组，两组装夹夹具的装夹方向相互垂直；夹具伸缩机构由伸缩方向分别与两组装夹夹具装夹方向相对应的伸缩驱动组件组成。相互垂直设置的装夹夹具可保证被测器件在调试过程中端口位置稳定，与测试电缆的连接可靠，同时机器手也能够更准确的对待测器件进行调节，保证调试过程顺利进行，提高调试的精确度。

本发明中，调试机器手的移动采用横向、纵向、垂直三个方向移动的合成，机器手驱动机构包括横向驱动机构、纵向驱动机构、垂直驱动机构和旋转驱动机构； 

机器手控制模块分别控制横向驱动机构、纵向驱动机构和垂直驱动机构的运行，以分别带动调试机器手在水平横向、水平纵向、垂直方向上运动，使得调试机器手的调节端卡在待测器件的调节螺钉上；

机器手控制模块控制旋转驱动机构的运行以带动调试机器手作正向或反向旋转运动。

主控器根据待测无源器件的种类、端口数等结构参数，分析得到调试机器手的逻辑控制数据，进而通过机器手控制模块控制机器手的动作，使得机器手对无源器件上的调节螺钉进行相应的调试动作，达到调试的目的。本发明对无源器件的调试步骤参照现有人工无源器件调试步骤，针对不同的无源器件的种类、端口数等结构参数，主控制器中既定有相应的调试步骤，即对调试机器手的动作控制程序，相关软件程序可利用现有软件技术实现。

更进一步的，上述横向驱动机构包括横向齿条导轨和横向驱动电机，横向齿条导轨滑动连接于机器手调试平台上，横向驱动电机输出轴与横向齿条导轨之间通过齿轮啮合连接；横向齿条导轨上固定有横向运动支架；

纵向驱动机构包括纵向齿条导轨和纵向驱动电机，纵向齿条导轨滑动连接于横向运动支架上，纵向驱动电机输出轴与纵向齿条导轨通过齿轮啮合连接；纵向齿条导轨上固定有纵向运动支架；

垂直驱动机构包括垂直驱动电机；旋转驱动机构包括旋转驱动电机； 

调试机器手转动连接有垂直运动支架，垂直运动支架与纵向运动支架之间为滑动连接；垂直驱动电机的运行可带动垂直运动支架在纵向运动支架上垂直上下滑动；旋转驱动电机的运行可带动调试机器手在垂直运动支架上旋转。

本发明中，机器手控制模块包括机器手控制器和AD转换器；AD转换器包括4个数字脉冲信号输出端，分别连接横向驱动电机、纵向驱动电机、垂直驱动电机和旋转驱动电机；

主控制器根据器件调试要求向机器手控制器发送机器手动作命令，机器手控制器根据机器手动作命令，通过AD转换模块输出数字脉冲以控制各驱动电机的运行。

主控制器按照对应待测无源器件结构参数的调试机器手动作程序，向机器手控制器发送机器手动作命令；机器手控制器向AD转换模块发送对应机器手动作命令的电压模拟信号，经AD转换模块转换为数字脉冲信号，数字脉冲信号输出端的4个端口高低电平分别决定4个驱动电机是否动作。4个驱动电机可采用现有的伺服电机，保证调试机器手的动作精确度。

为了完善本发明系统的自动化特性，本发明中，器件装夹平台上，夹具伸缩驱动机构的输入端连接主控制器，由主控制器控制夹具伸缩机构中装夹夹具的伸缩，进一步实现多端口待测无源器件的调试通道自动切换。

主控制器为计算机，机器手控制器采用微控制器MCU，分析仪交互模块中包括采用微控制器MCU的数据交互控制器。进一步的，本发明可将机器手控制模块与分析仪交互模块分别集成为嵌入式板卡的形式，与主控制器计算机进一步集成为，实现系统结构的一体化。

本发明的有益效果为：自动化水平高，用于替代现有的无源器件人工调试工作时，对无源器件的调试方便可靠，精确度高，能够大大提高无源器件调试的效率，提高生产效率，降低成本。可适用于现有无源滤波器、双工器、合路器等多种器件不同结构参数的自动调试。

附图说明

图1所示为本发明系统的实施例一结构示意框图；

图2所示为本发明系统的实施例二结构示意框图；

图3所示为本发明中机器手调试平台结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

结合图1至图3所示，本发明的无源器件调试系统，包括器件装夹平台3、机器手驱动平台4和调试分析单元；器件装夹平台3上设有装夹夹具以及夹具伸缩机构；夹具伸缩机构连接装夹夹具的夹具头，并可带动夹具头作伸缩运动；装夹夹具的夹具头上连接有测试电缆；机器手驱动平台4上设有调试机器手、机器手驱动机构2；机器手驱动机构2连接调试机器手，并可带动调试机器手在器件装夹平台上方作水平横向、水平纵向、垂直和旋转运动；

调试分析单元包括主控制器、矢量网络分析仪、分析仪交互模块和机器手控制模块1；主控制器通过分析仪交互模块连接矢量网络分析仪，以发送测试指令及获取器件测试数据；主控制器通过机器手控制模块控制机器手驱动机构的运行，从而控制调试机器手动作；矢量网络分析仪的测试端口连接装夹夹具中夹具头上的测试电缆。

结合图1和图2，本发明装夹夹具以及家具伸缩驱动机构可采用现有技术。装夹夹具数量可设为2组，两组装夹夹具的装夹方向相互垂直；夹具伸缩驱动机构由伸缩方向分别与两组装夹夹具装夹方向相对应的伸缩驱动组件组成。相互垂直设置的装夹夹具可保证被测器件在调试过程中端口位置稳定，与测试电缆的连接可靠，同时机器手也能够更准确的对待测器件进行调节，保证调试过程顺利进行，提高调试的精确度。

进一步的，参考图2中的实施例，器件装夹平台上夹具伸缩驱动机构的输入端连接主控制器，由主控制器控制夹具伸缩驱动机构中装夹夹具的伸缩，进一步实现多端口待测无源器件的调试通道自动切换，完善本发明系统的自动化特性。

结合图1至图3，本发明中，调试机器手的移动采用横向、纵向、垂直三个方向移动的合成，机器手驱动机构包括横向驱动机构、纵向驱动机构、垂直驱动机构和正反旋转驱动机构； 

机器手控制模块分别控制横向驱动机构、纵向驱动机构和垂直驱动机构的运行，以分别带动调试机器手在水平横向、水平纵向、垂直方向上运动，使得调试机器手的调节端卡在待测器件的调节螺钉上；机器手控制器控制旋转驱动机构的运行以带动调试机器手作正向或反向旋转运动，从而带动待测器件的调节螺钉旋转，改变待测无源器件的结构参数，矢量网络分析仪中获取的测试数据也会相应变化，从而得到无源器件的参数特性，达到调试的目的。

本发明中主控制器根据待测无源器件的种类、端口数等结构参数，可分析得到调试机器手的逻辑控制数据，进而通过机器手控制器控制机器手驱动机构运行，从而控制机器手的动作，使得机器手对无源器件上的调节螺钉进行相应的调试动作，达到调试的目的。本发明对无源器件的调试步骤参照现有人工无源器件调试步骤，针对不同的无源器件的种类、端口数等结构参数，主控制器中既定有相应的调试步骤，即对调试机器手的动作控制程序，相关软件程序可利用现有软件技术实现。

具体的参考图3，横向驱动机构包括横向齿条导轨21和横向驱动电机22，横向齿条导轨21滑动连接于机器手调试平台4上，横向驱动电机22输出轴与横向齿条导轨21之间通过齿轮啮合连接；横向齿条导轨21上固定有横向运动支架25；

纵向驱动机构包括纵向齿条导轨23和纵向驱动电机24，纵向齿条导轨23滑动连接于横向运动支架25上，纵向驱动电机24输出轴与纵向齿条导轨23通过齿轮啮合连接；纵向齿条导轨23上固定有纵向运动支架26；

垂直驱动机构包括垂直驱动电机；旋转驱动机构包括旋转驱动电机；由于部分结构可利用一般现有技术，故图3中未示出； 

调试机器手28转动连接有垂直运动支架27，垂直运动支架27与纵向运动支架26之间为滑动连接；垂直驱动电机的运行可带动垂直运动支架27在纵向运动支架26上垂直上下滑动；旋转驱动电机的运行可带动调试机器手28在垂直运动支架27内旋转。

机器手控制模块包括机器手控制器和AD转换器；AD转换器包括4个数字脉冲信号输出端，分别连接横向驱动电机、纵向驱动电机、垂直驱动电机和旋转驱动电机；

主控制器根据器件调试要求向机器手控制器发送机器手动作命令，机器手控制器根据机器手动作命令，通过AD转换模块输出数字脉冲以控制各驱动电机的运行。

主控制器按照对应待测无源器件结构参数的调试机器手动作程序，向机器手控制器发送机器手动作命令；机器手控制器向AD转换模块发送对应机器手动作命令的电压模拟信号，经AD转换模块转换为数字脉冲信号，数字脉冲信号输出端的4个端口高低电平分别决定4个驱动电机是否动作，驱动电机可采用现有的伺服电机，保证调试机器手的动作精确度。

本发明中主控制器为计算机，机器手控制器采用微控制器MCU，分析仪交互模块中包括采用微控制器MCU的数据交互控制器。本发明可将机器手控制模块与分析仪交互模块分别集成为嵌入式板卡的形式，与主控制器计算机进一步集成，实现系统结构的一体化。

本发明在应用时，首先将待测无源器件置于器件装夹平台的测试工位上，操作夹具伸缩驱动机构运行，使得装夹夹具固定住待测器件，同时夹具头抵接无源器件的端口，使得测试电缆与待测无源器件的端口有效连接；然后主控制器即可按照调试要求通过机器手控制模块控制机器手移动，对待测无源器件上的调节螺钉进行旋转调节，同时矢量网络分析仪通过夹具头上的测试电缆获取被调试无源器件的测试数据；主控器从矢量网络分析仪中获取测试数据。通过器件装夹平台装夹夹具对待测无源器件的测试通道切换，以及调节螺钉旋转，本发明系统即可自动完成对待测无源器件不同通道指标参数的检测，达到调试目的。

本发明自动化水平高，用于替代现有的无源器件人工调试工作时，对无源器件的调试方便可靠，精确度高，能够大大提高无源器件调试的效率，提高生产效率，降低成本。可适用于现有无源滤波器、双工器、合路器等多种器件不同结构参数的自动调试。

Claims (7)

1.一种无源器件调试系统，其特征是，包括器件装夹平台、机器手驱动平台和调试分析单元；

器件装夹平台上设有装夹夹具以及夹具伸缩驱动机构；夹具伸缩驱动机构连接装夹夹具的夹具头；装夹夹具的夹具头上连接有测试电缆；

机器手驱动平台上设有调试机器手、机器手驱动机构；机器手驱动机构连接调试机器手，并可带动调试机器手在装夹平台上方作水平横向、水平纵向、垂直和旋转运动；

调试分析单元包括主控制器、矢量网络分析仪、分析仪交互模块和机器手控制模块；上述测试电缆连接矢量网络分析仪的测试端口；主控制器通过机器手控制模块控制机器手驱动平台中机器手驱动机构的运行，以带动调试机器手动作；主控制器通过分析仪交互模块连接矢量网络分析仪；分析仪交互模块读取矢量网络分析仪中被测器件的测试数据，并将测试数据传输至主控制器。

2.根据权利要求1所述的无源器件调试系统，其特征是，所述装夹夹具数量为2组，两组装夹夹具的装夹方向相互垂直；夹具由伸缩方向分别与两组装夹夹具装夹方向相对应的伸缩驱动组件组成。

3.根据权利要求1所述的无源器件调试系统，其特征是，机器手驱动机构包括横向驱动机构、纵向驱动机构、垂直驱动机构和旋转驱动机构；

机器手控制模块分别控制横向驱动机构、纵向驱动机构和垂直驱动机构的运行，以分别带动调试机器手在水平横向、水平纵向、垂直方向上运动，使得调试机器手的调节端卡在待测器件的调节螺钉上；机器手控制模块控制旋转驱动机构的运行以带动调试机器手作正向或反向旋转运动。

4.根据权利要求3所述的无源器件调试系统，其特征是，所述横向驱动机构包括横向齿条导轨和横向驱动电机，横向齿条导轨滑动连接于机器手调试平台上，横向驱动电机输出轴与横向齿条导轨之间通过齿轮啮合连接；横向齿条导轨上固定有横向运动支架；

纵向驱动机构包括纵向齿条导轨和纵向驱动电机，纵向齿条导轨滑动连接于横向运动支架上，纵向驱动电机输出轴与纵向齿条导轨通过齿轮啮合连接；纵向齿条导轨上固定有纵向运动支架；

垂直驱动机构包括垂直驱动电机；旋转驱动机构包括旋转驱动电机； 

调试机器手转动连接有垂直运动支架，垂直运动支架与纵向运动支架之间为滑动连接；垂直驱动电机的运行可带动垂直运动支架在纵向运动支架上垂直上下滑动；旋转驱动电机的运行可带动调试机器手在垂直运动支架上旋转。

5.根据权利要求4所述的无源器件调试系统，其特征是，机器手控制模块包括机器手控制器和AD转换器；

AD转换器包括4个数字脉冲信号输出端，分别连接横向驱动电机、纵向驱动电机、垂直驱动电机和旋转驱动电机；

主控制器根据器件调试要求向机器手控制器发送机器手动作命令，机器手控制器根据机器手动作命令，通过AD转换模块输出数字脉冲以控制各驱动电机的运行。

6.根据权利要求1所述的无源器件调试系统，其特征是，器件装夹平台上，夹具伸缩机构的输入端连接主控制器。

7.根据权利要求5所述的无源器件调试系统，其特征是，主控制器为计算机，机器手控制器采用微控制器MCU，分析仪交互模块中包括采用微控制器MCU的数据交互控制器。

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