CN107222884A - 一种通信基站集成测试用开关箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通信基站集成测试用开关箱，包括箱体；箱体内部设有依次连接的低互调衰减器、同轴开关以及修正器件；所述修正器件包括功分器或者环形器；所述箱体内侧壁设有屏蔽涂层；所述屏蔽涂层的厚度为2‑3微米；本发明结构优化，可以看出，达到了集成性、易用性、可靠性、自动化、标准化的要求，还具有有效的散热性和可靠性等功能。
Description
技术领域
本发明涉及基站的功能和性能指标测试设备，尤其涉及一种通信基站集成测试用开关箱，用于FDD LTE和NB-IOT通信制式产品的自动化集成测试系统的高效和可靠的搭建。
背景技术
随着通讯技术的发展，在无线通讯中，各种制式的通讯网络不断更新，为了满足人们对网络日益俱增的需求，第四代移动通讯系统网络的技术也在不断更新迭进。网络通讯质量和网络覆盖率已成为各大运营商运营竞争的主要指标。
同时，新一代无线通信技术在FFD LTE的基础上出现了新的分支：针对物联网的NB-IOT通信制式。新一代无线通信技术涉及的基站性能、功能测试关系到布网基站的可靠性，也成为各大设备商和运营商之间成本、时间竞争的关键因素。
随着通讯设备测试技术日趋成熟，发展方向也向着自动化、小型化、更高精度发展。传统的测试手段已无法满足测试的需要，尤其是对基站射频测试接口的集成性、易用性、可靠性、自动化、标准化等，提出了更高的要求。
发明内容
本发明公开了一种用于通信基站集成测试的装置；通过集成多组低互调衰减器、高性能同轴射频开关以及宽频段功分器或环形器为主要器件的硬件测试开关箱HRCSF，结合相匹配的具有测试权限管理、测试用例编辑以及执行的自动化测试平台软件，实现多台RRU较多数量的端口并行自动化集成测试，减少环境搭建以及测试通道切换的所用时间，提升测试执行效率，体现测试环境客观性。
本发明通信基站集成测试用开关箱包括箱体；箱体内部设有依次连接的低互调衰减器、同轴开关以及修正器件；所述修正器件包括功分器或者环形器；所述箱体内侧壁设有屏蔽涂层；所述屏蔽涂层的厚度为2-3微米。利用本发明，基站设备的A端口FDD待测信号通过低互调衰减器进行衰减，再通过同轴开关传输给修正器件，最后传给频谱仪，输出结果。
本发明创造性的在箱体内侧壁设置一定厚度的屏蔽涂层，可以将低互调衰减器、同轴开关以及修正器件置于箱体内，箱体可完成内部器件、外部接口、可视化触摸屏的安装，尤其是内外信号的屏蔽，确保测试结果准确，通过厚度的限定避免对散热的影响，使设备具备一定的散热性和可靠性应力需求；优选的，箱体内部设有安装架，用于支撑以及各部件安装；优选的，箱体设有散热孔，进一步优选散热孔位于箱体侧面和/或顶部，散热孔呈方形分布。
本发明中，低互调衰减器为复数个；多组低互调衰减器对每一路待测信号进行衰减，并保证信号的低互调特性，限定低互调衰减器的PIM<-155dBc、VSWR<1.3、平坦度<±2dB，同时其功率容限、频率范围和衰减值可根据应用场景更换，接口形式包括N型母头。
本发明中，同轴开关为复数个高性能射频同轴开关，其符合测试需要，为市购产品，完成对测试通路的导通和断开状态切换；限定同轴开关频率范围为DC-18GHz、VSWR<1.2、切换时间<20ms，接口形式包括SMA型母头。
本发明中，功分器为宽频功分器，频率范围为600-6000MHz，功率容量不低于20W，端口驻波比<1.5，从而可以保证待测设备端口到频谱仪端口、信号源端口到待测设备端口导通，频谱仪端口和信号源端口之间有一定隔离度。
本发明硬件测试开关箱HRCSF的实现形式包括了多组低互调衰减器、高性能射频同轴开关、宽频段功分器或环形器三段式高集成的组合方式；用于从基站待测端口到测试仪表之间的FDD LTE和NB-IOT基站集成测试系统和装置中。
进一步的，所述通信基站集成测试用开关箱还包括接口，其可以安装在箱体侧壁；接口包括设备接口（测设备端口、测试仪表端口）、电源控制键（电源接口、开关机按键、接地柱）、数据接口（网口、串行接口），优选的包括待测设备端口、测试仪表端口、电源接口、开关机按键、RJ45网口、USB接口或者BNC接地柱，其中待测设备端口是被测设备的信号输入、输出端口，单个端口输入的功率限制与低互调衰减器的功率容限一致，端口数量根据测试需求可扩展；测试仪表端口是输入、输出到仪表的互连端口，测试仪表端口的功率限制不大于20W，优选单独使用一个端口时，另外一个端口需要加匹配负载；电源接口为本装置的电源输入端子；开关机按键可以为装置的电源开关；RJ45网口为远程控制及开关箱版本升级的网络接口；USB接口为屏幕版本升级接口；BNC接地柱为本装置的接地接口。
进一步的，所述通信基站集成测试用开关箱还包括输入装置，优选可视化触摸屏，可实现查询装置的版本信息、设置装置的ip地址的效果，还可以用触摸屏方式控制各路开关的导通状态，其可以安转在箱体外侧壁。
进一步的，所述通信基站集成测试用开关箱还包括自动化测试控制模块，一般集成在主板上，通过常规API接口对设备执行设置和查询操作，与输入装置以及其他部件常规连接，用户可以通过统一的命令格式进行通道选择及配置，将PC机配置与设备相同网段，即可远程对设备开关进行操作。
本发明还公开了用于通信基站集成测试的部件，包括依次连接的低互调衰减器、同轴开关以及修正器件；所述修正器件包括功分器或者环形器；所述低互调衰减器接有待测设备接口，用于接入待测基站。
本发明中，所述屏蔽涂层的制备方法为，将富勒烯衍生物加入四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯的氯苯溶液中，然后加入二乙基苯磷酸酯与1,8-辛二硫醇，回流反应40分钟后加入双羧基邻苯二甲酰亚胺、碳纳米管以及纳米氧化铝，反应25分钟后旋蒸得到固含量40%的涂浆；然后将涂浆喷涂在箱体内侧壁，干燥得到屏蔽涂层。
本发明还公开了一种通信基站集成测试开关箱体，所述通信基站集成测试开关箱体包括箱本体以及位于箱本体内侧壁的屏蔽涂层；所述屏蔽涂层的制备方法为，将富勒烯衍生物加入四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯的氯苯溶液中，然后加入二乙基苯磷酸酯与1,8-辛二硫醇，回流反应40分钟后加入双羧基邻苯二甲酰亚胺、碳纳米管以及纳米氧化铝，反应25分钟后旋蒸得到固含量40%的涂浆；然后将涂浆喷涂在开关箱内侧壁，干燥得到屏蔽涂层。
本发明还公开了一种通信基站集成测试开关箱用屏蔽涂层的制备方法，将富勒烯衍生物加入四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯的氯苯溶液中，然后加入二乙基苯磷酸酯与1,8-辛二硫醇，回流反应40分钟后加入双羧基邻苯二甲酰亚胺、碳纳米管以及纳米氧化铝，反应25分钟后旋蒸得到固含量40%的涂浆；然后将涂浆喷涂在开关箱内侧壁，干燥得到通信基站集成测试开关箱用屏蔽涂层。
本发明提供了在通信设备测试过程中高集成度，高可靠性、高效率的测试手段，满足在FDD LTE和FDD LTE+NB-IOT基站的集成测试中，对测试环境的互调特性、大功率测试的适应能力和稳定性、多个通道切换测试的测试效率上的高要求。符合通讯设备测试技术日趋成熟、自动化、小型化、更高精度发展方向，解决了传统的测试手段无法满足测试的需要，尤其是无法满足基站射频测试接口的集成性、易用性、可靠性、自动化、标准化等要求的问题。随着FDD LTE和NB-IOT基站的全面应用，测试场景非常广泛。
附图说明
图1是实施例一通信基站集成测试用开关箱箱体的结构示意图；
图2是实施例一通信基站集成测试用开关箱箱体背面的结构示意图；
图3是实施例一低互调衰减器、高性能射频同轴开关、宽频段功分器的连接示意图；
图4是实施例二低互调衰减器、高性能射频同轴开关、环形器的连接示意图；
其中，箱体1、可视化触摸屏2、测试仪表端口3、自锁式开关机按键4、散热孔5、待测设备端口6、电源接口7、RJ45网口8、USB口9、BNC接地柱10、低互调衰减器11、同轴开关12、功分器13、环形器14。
具体实施方式
本发明中，低互调衰减器的PIM<-155dBc、VSWR<1.3、平坦度<±2dB，接口形式包括N型母头；同轴开关频率范围为DC-18GHz、VSWR<1.2、切换时间<20ms，接口形式包括SMA型母头；功分器的频率范围为600-6000MHz，功率容量不低于20W，端口驻波比<1.5。
合成例
将150g富勒烯衍生物PCBM加入5000g四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯的氯苯溶液（固含量50%）中，然后加入800g二乙基苯磷酸酯与600g1,8-辛二硫醇，回流反应40分钟后加入600g双羧基邻苯二甲酰亚胺、200g碳纳米管以及150g纳米氧化铝，反应25分钟后旋蒸得到固含量40%的涂浆；然后将涂浆喷涂在通信基站集成测试用开关箱内侧壁，干燥得到屏蔽涂层，用于以下实施例；剥离强度为180N/m。
实施例一
通信基站集成测试用开关箱（称为HRCSF），包括箱体，箱体内侧壁设有厚度为2微米的屏蔽涂层；箱体内部安装依次连接的低互调衰减器、同轴开关以及功分器、集成自动化测试控制模块的主板，属于现有电路连接。
参见附图1，箱体1正面装有可视化触摸屏2、测试仪表端口3、自锁式开关机按键4，箱体侧面和顶部有长方形分布的散热孔5；本发明箱体内部安装架采用带螺丝孔的金属主龙骨甲进行主支撑和面板固定，配合带螺丝孔的金属辅龙骨甲进行内部器件的固定和调整，具体安装方式属于机械安装常规手段。参见附图2，箱体背面有上下各8个待测设备端口6及若干螺丝孔，设有电源接口7、RJ45网口8、USB口9和BNC接地柱10。箱体还设有常规螺丝孔，用于安装或者观察，还有备用接口，为常规设计。
本实施例中，一些常规设计比如螺丝孔、主板（其他部件）的具体安装不影响技术效果的实现，为了简洁未标注，同时下面图3-4重复元件较多，为了不影响附图的简洁，只标注一处。
本发明的通信基站集成测试用开关箱开机后，通过液晶显示屏控制界面对12个待测设备端口和2个测试仪表端口进行触摸操作即可打开对应通道，将频谱仪和信号源与待测通道连通，对应的开关位置显示为绿色；开机后，通过液晶显示屏Config界面查询和修改本设备的IP和端口，完成网络设置功能，并可一键恢复出厂设置。
参见附图3，测试单元包括依次连接的12个低互调衰减器11、3个高性能同轴开关12以及宽频功分器13，用测试基站A端口的FDD下行信号指标，内部使用宽频段功分器，来介绍硬件测试开关箱HRCSF测试步骤。如图3所示：
当通过可视化触摸屏选择A端口时，基站设备的A端口FDD待测信号通过低互调衰减器进行衰减，再通过两级高性能射频同轴开关传输给宽频段功分器，宽频功分器把信号功分后传给频谱仪，频谱仪输出测试结果，结果准确，误差小于万分之八。
实施例二
通信基站集成测试用开关箱，除了将功分器替换为环形器、箱体内侧壁设有厚度为3微米的屏蔽涂层外，其余与实施例一一致，用测试基站A端口的NB-IOT上行信号指标，内部使用环形器，来介绍测试硬件测试开关箱HRCSF步骤。如图4所示，测试单元包括依次连接的12个低互调衰减器11、3个高性能同轴开关12以及环形器14：
当通过可视化触摸屏选择A端口时，信号源输出任一电平的NB-IOT信号；该信号经过环形器，再通过两级高性能射频同轴开关传输给低互调衰减器进行衰减，衰减后的信号传输给待测基站的A端口解调丢包率，更改信号源电平，重复进行解调，测试出解调门限，结果准确，误差小于万分之八。
实施例三
通信基站集成测试用开关箱，除了将12个低互调衰减器增加至16个外，其余与实施例一一致，开关箱HRCSF测试基站信号结果准确，误差小于万分之八。
实施例四
通信基站集成测试用开关箱，除了将12个低互调衰减器减少至8个外，其余与实施例一一致，开关箱HRCSF测试基站信号结果准确，误差小于万分之八。
实施例五
通信基站集成测试用开关箱，除了可视化触摸屏替换为电脑外，其余与实施例一一致，开关箱HRCSF测试基站信号结果准确，误差小于万分之八。
对比例一
通信基站集成测试用开关箱，除了不在箱体内侧壁设置屏蔽涂层外，其余与实施例一一致，开关箱HRCSF测试基站信号结果误差小于千分之一。
上述通信基站集成测试用开关箱HRCSF支持的频率范围为698-2700MHz，输入耐受功率<100W，反向耐受功率<20W，插入损耗为45±2dB，输入隔离度>70dB，驻波比<1.30，系统输入互调指标<-155dBc，同轴开关切换时间<20ms，同轴开关可重复性<0.03dB。本发明配置合理，结构优化，可以看出，达到了集成性、易用性、可靠性、自动化、标准化的要求，还具有有效的散热性和可靠性等功能，用于从基站待测端口到测试仪表之间的FDD LTE和NB-IOT基站集成测试系统和装置中。
本装置中应用了具体实施例对本装置的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本装置的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本装置的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，尤其对待测设备的端口类型、端口个数、低互调衰减器个数上的增减，高性能射频同轴开关个数和开关级数的增减，核心器件支持的频段、功率、互调特性等电气特性参数上的改变，均在此专利所涵盖的范围内。综上所述，本技术交底书内容不应理解为对本装置具体实施上的限制。
Claims (10)
1.通信基站集成测试用开关箱，其特征在于，所述通信基站集成测试用开关箱包括箱体；箱体内部设有依次连接的低互调衰减器、同轴开关以及修正器件；所述修正器件包括功分器或者环形器；所述箱体内侧壁设有屏蔽涂层；所述屏蔽涂层的厚度为2-3微米。
2.根据权利要求1所述通信基站集成测试用开关箱，其特征在于，所述低互调衰减器为复数个；所述低互调衰减器的PIM<-155dBc、VSWR<1.3、平坦度<±2dB；所述低互调衰减器的接口形式包括N型母头。
3.根据权利要求1所述通信基站集成测试用开关箱，其特征在于，所述同轴开关为复数个高性能射频同轴开关；所述同轴开关频率范围为DC-18GHz、VSWR<1.2、切换时间<20ms；所述同轴开关的接口形式包括SMA型母头。
4.根据权利要求1所述通信基站集成测试用开关箱，其特征在于，所述功分器的频率范围为600-6000MHz，功率容量不低于20W，端口驻波比<1.5。
5.根据权利要求1所述通信基站集成测试用开关箱，其特征在于，所述箱体内部设有安装架；所述箱体设有散热孔。
6.根据权利要求1所述通信基站集成测试用开关箱，其特征在于，所述通信基站集成测试用开关箱还包括接口、输入装置或者自动化测试控制模块。
7.根据权利要求1所述通信基站集成测试用开关箱，其特征在于，所述屏蔽涂层的制备方法为，将富勒烯衍生物加入四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯的氯苯溶液中，然后加入二乙基苯磷酸酯与1,8-辛二硫醇，回流反应40分钟后加入双羧基邻苯二甲酰亚胺、碳纳米管以及纳米氧化铝，反应25分钟后旋蒸得到固含量40%的涂浆；然后将涂浆喷涂在箱体内侧壁，干燥得到屏蔽涂层。
8.一种用于通信基站集成测试的部件，包括依次连接的低互调衰减器、同轴开关以及修正器件；所述修正器件包括功分器或者环形器；所述低互调衰减器接有待测设备接口。
9.一种通信基站集成测试开关箱体，其特征在于，所述通信基站集成测试开关箱体包括箱本体以及位于箱本体内侧壁的屏蔽涂层；所述屏蔽涂层的制备方法为，将富勒烯衍生物加入四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯的氯苯溶液中，然后加入二乙基苯磷酸酯与1,8-辛二硫醇，回流反应40分钟后加入双羧基邻苯二甲酰亚胺、碳纳米管以及纳米氧化铝，反应25分钟后旋蒸得到固含量40%的涂浆；然后将涂浆喷涂在开关箱内侧壁，干燥得到屏蔽涂层。
10.一种通信基站集成测试开关箱用屏蔽涂层的制备方法，其特征在于，将富勒烯衍生物加入四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯的氯苯溶液中，然后加入二乙基苯磷酸酯与1,8-辛二硫醇，回流反应40分钟后加入双羧基邻苯二甲酰亚胺、碳纳米管以及纳米氧化铝，反应25分钟后旋蒸得到固含量40%的涂浆；然后将涂浆喷涂在开关箱内侧壁，干燥得到通信基站集成测试开关箱用屏蔽涂层。
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