CN106405272B - 射频功率放大器射频矩阵测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种射频功率放大器射频矩阵测试装置，旨在提供一种通用性强，成本低廉，设计简单的测试射频矩阵。本发明通过下述技术方案予以实现：测试射频矩阵内置一个切换连通信号源与矢网的二选一开关、环形开关1和切换连通九选一开关的环形开关2，其中，两个串联环形开关同时选择直连路径，每个环形开关设有A、C、D、B信号输入端口，环形开关2的信号输入端口B通过九选一开关切换连接多信号输出端口；环形开关1的信号输入端口A通过射频功率放大器并联二选一开关，接收来自信号源和矢网的信号，将该信号从信号输入端口到信号输入端口B传输到环形开关2的信号输入端口A，经环形开关2的信号输入端口B传输到九选一开关。

Description

射频功率放大器射频矩阵测试装置
技术领域
本发明涉及一种适用于射频功率放大器自动测试的通用射频矩阵，是针对射频功率放大器指标自动测试的通用硬件。
背景技术
向发射天线输送信号的功率放大器常常是影响整个发射系统性能的关键设备。射频功率放大器作为发射机的核心部件，它的性能是制约整个系统性能和技术水平的关键因素。整个通信领域对功率放大器的需求量巨大，质量要求也极高。尤其是在军用通信领域中，功放的质量决定了整个通信系统的成败。功率放大器消耗了无线通讯系统近80％的电功率，并且功率放大器和相关的射频器件占无线基站硬件成本的40％以上,所以功率放大器效率、线性度、增益的提高将极大地节约无线通信系统的成本。射频功率放大器的关键技术指标主要包括输出功率、功率增益和增益平坦度、功率附加效率、工作频段、输入输出驻波比、稳定性系数、噪声系数等。
射频功率放大器自动测试是对射频功率放大器设备的输入输出及一些关键指标进行自动测量并分析结果，从而确定射频功率放大器工作状态是否正常。根据射频功率放大器测试实际应用的场合，对射频功率放大器进行快速准确的检测，进而判断出射频功率放大器工作状态，对射频功率放大器状态判断十分关键。射频功率放大器的自动测试，包括射频功率放大器的测试指标、测试连接关系及测试流程。随着科学技术和生产的发展,对电子测量提出了越来越高的要求，测试内容日趋复杂,测试工作量急剧增加,对测试设备在功能、性能、测试速度、测量准确度等方面的要求日愈提高,射频功率放大器设备的测试也高度依赖自动测试设备。射频功率放大器的型号多种多样，不同型号的射频功率放大器，测试方法并不完全相同，且各射频功率放大器测试的连接关系也不尽同。射频功率放大器的指标繁多,常见的有电流、效率、输入输出特性、1dB压缩点功率(P-1dB)、饱和功率(Psat)、增益、输出驻波、平坦度、谐波抑制、杂散抑制、交调特性、相位、群时延、调幅/调相(AM/PM)特性等。射频功率放大器的测试需要衡量多方面的参数，而这些参数的测量涉及到众多的仪器以及这些仪器的连接、校准、信号调理和复杂操作。因此传统的人工测试方法往往需要1～2名工程师同时操作4～8台仪器。
传统的射频功率放大器自动测试系统主要由是频谱分析仪、射频和信号源、网络分析仪、噪声系数分析仪、功率计、数字示波器、高性能直流电源、万用表、低频开关以及数字I/O、定制的射频开关矩阵等仪器和相关设备组成。射频功率放大器自动测试中，是使用射频矩阵对射频功率放大器和测试仪器进行连接的。但由于射频功率放大器型号多样，频率跨度大，功率大小不一致，会导致射频功率放大器测试的连接方式差异很大，传统射频矩阵设计方式无法通用化。传统射频矩阵的设计是将一定频率范围、一定功率大小的射频功率放大器分为一类，一类射频功率放大器设计一种射频矩阵。这种方式成本高，设计复杂，对于生产量较小的射频功率放大器产品显然是不合算的，所以需要一种更为合理的矩阵设计方式，尽可能满足射频功率放大器产品的通用化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有射频功率放大器自动测试设备矩阵设计上的上述缺点，提供一种通用性强，成本低廉，设计简单的射频功率放大器射频矩阵测试装置。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到。一种射频功率放大器射频矩阵测试装置，包括：测试射频矩阵，其特征在于：所述测试射频矩阵内置一个切换连通信号源与矢网的二选一开关、环形开关1和切换连通九选一开关的环形开关2，其中，两个环形开关是一种直连路径串联环形开关，两个串联环形开关同时选择直连路径，每个环形开关设有A、C、D、B信号输入端口，且环形开关1的信号输入端口B连接环形开关2的信号输入端口A，环形开关2的信号输入端口B通过九选一开关切换连接各个仪器的信号输入端口；环形开关1的信号输入端口A通过射频功率放大器并联上述二选一开关，射频功率放大器通过所述二选一开关接收来自信号源和矢网的信号，将该信号输出至环形开关1的信号输入端口A，然后通过环形开关1的信号输入端口B连接的环形开关2的信号输入端口A，经环形开关2的信号输入端口B传输到九选一开关。
本发明相比现有技术具有如下有益效果：
通用性强。本发明采用环形开关代替传统设计上的直连方式，将两个环形开关串联提供了5种连接方式：1.直连方式，两个环形开关同时选择直连路径；2.20dB衰减方式，一个环形开关选择直连，一个环形开关选择20dB衰减器；2.30dB衰减方式，一个环形开关选择直连，一个环形开关选择30dB衰减器；4.50dB衰减方式，一个环形开关选择20dB，一个环形开关选择30dB衰减器；5.耦合器路径，将一个衰减器换为耦合器，一个环形开关选择直连，一个环形开关选择耦合器。上述5种连接方式可以测试需要直通连接方式的指标/功能测试、需要大衰减连接方式的指标/功能测试、需要小衰减连接方式，可以方便地将衰减器更换为耦合器。射频功率放大器频率适用范围可以达到0Hz-40Ghz，射频功率放大器测试可以扩展到1W-100W范围内；灵活切换多种连接方式。相比传统人工测试方法,本发明提供的自动测试过程快捷、安全,测试结果更准确、完整。
成本低廉。本发明用两个环形开关提供五种连接方式，相比于传统射频矩阵设计方式需要4～6个射频开关实现上述方式，本发明成本为传统方式的一半。
结构简单。本发明选择串行环形开关方式，通过环形开关提供的直连路径、连接外置衰减器或耦合器路径，采用的两种传输路径方式节约了射频矩阵开关总体积，减少大量半钢性连接器。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本方法进一步说明。
图1是是本发明射频功率放大器射频矩阵的测试电路示意图。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
参阅图1。在以下描述的实施例中,一种射频功率放大器射频矩阵测试装置，主要包括：测试射频矩阵。测试射频矩阵内置一个切换连通信号源与矢网的二选一开关、环形开关1和切换连通九选一开关的环形开关2，其中，两个环形开关是一种直连路径串联环形开关，两个串联环形开关同时选择直连路径，每个环形开关设有A、C、D、B信号输入端口，且环形开关1的信号输入端口B连接环形开关2的信号输入端口A，环形开关2的信号输入端口B通过九选一开关切换连接各个仪器的信号输入端口；环形开关1的信号输入端口A通过射频功率放大器并联上述二选一开关，射频功率放大器通过所述二选一开关接收来自信号源和矢网的信号，将该信号输出至环形开关1的信号输入端口A，然后通过环形开关1的信号输入端口B连接的环形开关2的信号输入端口A，经环形开关2的信号输入端口B传输到九选一开关。
两个串联环形开关提供了五种连接方式,环形开关1和环形开关2以直连方式，同时选择直连路径；环形开关1和环形开关以20dB衰减连接方式，其中一个环形开关选择直连，一个环形开关选择连接20dB衰减器；环形开关1和环形开关以30dB衰减连接方式，其中一个环形开关选择直连，一个环形开关选择连接30dB衰减器；环形开关1和环形开关50dB衰减连接方式，其中一个环形开关选择连接20dB衰减器，一个环形开关选择连接30dB衰减器；环形开关1和环形开关以耦合器路径连接方式将一个衰减器换为耦合器，其中一个环形开关选择直连，一个环形开关选择连接耦合器。
当环形开关1它的选择信号输入端口A连接它的信号输入端口B，环形开关2选择它的信号输入端口A连接信号输入端口B通过九选一开关将射频功率放大器射频信号直接切换到综合测试仪器输出端口；当环形开关1选择它的信号输入端口A连接它的信号输入端口B，环形开关2顺次选择它的信号输入端口A、C、D、B连接20dB衰减器，将射频功率放大器射频信号输出到各类测试仪器；当环形开关1顺次选择它的信号输入端口A、C、D、B连接时，环形开关2选择它的信号输入端口A连接它的信号输入端口B连接30dB衰减器，通过九选一开关将来自射频功率放大器的射频信号传输到检波器输出端口；当环形开关1顺次选择它的信号输入端口A、C、D、B连接时，环形开关2顺次选择信号输入端口A、C、D、B连接50dB衰减器测试仪，通过九选一开关将来自射频功率放大器的射频信号传输到信号分析仪输出端口；当环形开关1选择它的信号输入端口A连接它的信号输入端口B时，环形开关2将衰减器换为耦合器，选择它的信号输入端口A、C、D、B顺次连接耦合器，通过九选一开关将来自实现射频功率放大器的射频信号传输到检波器、开路、短路、适配器、信号分析仪、功率计、频谱仪、矢网、综合测试仪其中的一个输出端口。
以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，比如，本发明可以考虑环形开关扩展到三个以上，输出端口包括但不限于实施例所述的内容，其位置可以任意变换，九选一开关也可以不受实施例限制，这些变更和改变应视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种射频功率放大器射频矩阵测试装置，包括：测试射频矩阵，其特征在于：所述测试射频矩阵内置一个切换连通信号源与矢网的二选一开关、环形开关1和切换连通九选一开关的环形开关2，其中，两个环形开关是一种直连路径串联环形开关，并且两个串联环形开关提供了五种连接方式，环形开关1和环形开关2以直连方式，同时选择直连路径；环形开关1和环形开关2以20dB衰减连接方式，其中环形开关2选择直连，环形开关1选择连接20dB衰减器；环形开关1和环形开关2以30dB衰减连接方式，其中环形开关1选择直连，环形开关2选择连接30dB衰减器；环形开关1和环形开关2以50dB衰减连接方式，其中环形开关1选择连接20dB衰减器，环形开关2选择连接30dB衰减器；环形开关1和环形开关2以耦合器路径连接方式将一个衰减器换为耦合器，其中一个环形开关选择直连，一个环形开关选择连接耦合器；每个环形开关设有A、C、D、B信号输入端口，且环形开关1的信号输入端口B连接环形开关2的信号输入端口A，环形开关2的信号输入端口B通过九选一开关切换连接各个仪器的信号输入端口；环形开关1的信号输入端口A通过射频功率放大器并联上述二选一开关，射频功率放大器通过所述二选一开关接收来自信号源和矢网的信号，将该信号输出至环形开关1的信号输入端口A，然后通过环形开关1的信号输入端口B连接的环形开关2的信号输入端口A，经环形开关2的信号输入端口B传输到九选一开关。
2.如权利要求1所述的射频功率放大器射频矩阵测试装置，其特征在于：当环形开关1它的选择信号输入端口A连接它的信号输入端口B，环形开关2选择它的信号输入端口A连接信号输入端口B通过九选一开关将射频功率放大器射频信号直接切换到综合测试仪器输出端口。
3.如权利要求1所述的射频功率放大器射频矩阵测试装置，其特征在于：当环形开关1选择它的信号输入端口A连接它的信号输入端口B，环形开关2顺次选择它的信号输入端口A、C、D、B连接20dB衰减器，将射频功率放大器射频信号输出到各类测试仪器。
4.如权利要求1所述的射频功率放大器射频矩阵测试装置，其特征在于：当环形开关1顺次选择它的信号输入端口A、C、D、B连接时，环形开关2选择它的信号输入端口A连接它的信号输入端口B连接30dB衰减器，通过九选一开关将来自射频功率放大器的射频信号传输到检波器输出端口。
5.如权利要求1所述的射频功率放大器射频矩阵测试装置，其特征在于：当环形开关1顺次选择它的信号输入端口A、C、D、B连接时，环形开关2顺次选择信号输入端口A、C、D、B连接50dB衰减器测试仪，通过九选一开关将来自射频功率放大器的射频信号传输到信号分析仪输出端口。
6.如权利要求1所述的射频功率放大器射频矩阵测试装置，其特征在于：当环形开关1选择它的信号输入端口A连接它的信号输入端口B时，环形开关2将衰减器换为耦合器，选择它的信号输入端口A、C、D、B顺次连接耦合器，通过九选一开关将来自实现射频功率放大器的射频信号传输到检波器、开路、短路、适配器、信号分析仪、功率计、频谱仪、矢网、综合测试仪其中的一个输出端口。
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