CN109884409A - 阵列天线自动测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阵列天线自动测试装置，其特征在于，包括：第一射频模块、第二射频模块、分别与控制模块相连的信号发生器、测试仪、第一选择模块和第二选择模块；第一射频同轴连接器的一端与第一选择模块的固定端连接，第一射频模块的各个子射频同轴连接器的一端分别与第一选择模块的各个选择端连接；第二射频同轴连接器的一端与第二选择模块的固定端连接，第二射频模块的各个子射频同轴连接器的一端分别与第二选择模块的各个选择端连接；信号发生器与第一射频同轴连接器的另一端连接，测试仪与第二射频同轴连接器的另一端连接。本发明能够实现阵列天线射频前端测试的模块化和测试自动化，保证了测试的一致性并缩短了测试时间。

Description

阵列天线自动测试装置

技术领域

本发明涉及阵列天线测试技术领域，尤其涉及一种阵列天线自动测试装置。

背景技术

阵列天线的研究和应用一直是天线领域的研究热点，对比于传统单个天线，阵列天线通过控制阵列天线每个天线单元的馈电相位能够快速灵活的实现天线方向图的波束赋形，所以被广泛应用于卫星导航、通信、军事、遥感等多个领域。有源阵列天线作为未来的天线技术，是今后天线阵列设计发展的一个重要趋势，是后续天线系统小型化，智能覆盖，绿色基站的重要发展方向。

现有技术中，阵列天线系统构架主要有两种，(1)阵列天线采用模拟的移相器来控制各个天线辐射单元的馈电相位来实现天线的波束重构，这种架构的相控阵天线灵活性有限，无法实现复杂的波束形状。(2)采用数字域的各种算法实现波束赋形，这种系统架构具有极高的灵活性，每一路都需要ADC/DAC来处理信号，成本高功耗大，尤其当系统带宽越宽时更为严重。

近年来模拟、数字混合波速赋形的技术逐渐流行，这种技术技能实现复杂的波速赋形，又能实现低功耗低成本。天线阵列中的天线数量众多，比如64单元阵列天线，128阵列天线，256阵列天线，每一个天线单元都对应一个射频单元，射频单元包含射频增益控制和相位控制功能，为了使阵列天线能够波束赋形的功能，所有的射频单元中的增益控制和相位控制都必须精确，所以针对射频单元的测试工作量较大。

发明内容

本发明实施例提供一种阵列天线自动测试装置，能够实现阵列天线射频前端测试的模块化和测试自动化，保证了测试的一致性并缩短了测试时间。

本发明实施例一提供一种阵列天线自动测试装置，包括：第一射频模块、第二射频模块、分别与控制模块相连的信号发生器、测试仪、第一选择模块和第二选择模块；

所述第一选择模块和第二选择模块均为多选一选择模块；

所述第一射频模块包括第一射频同轴连接器，以及N个子射频同轴连接器；所述第一射频同轴连接器的一端与所述第一选择模块的固定端连接，所述第一射频模块的各个子射频同轴连接器的一端分别与所述第一选择模块的各个选择端连接；

所述第二射频模块包括第二射频同轴连接器，以及N个子射频同轴连接器；所述第二射频同轴连接器的一端与所述第二选择模块的固定端连接，所述第二射频模块的各个子射频同轴连接器的一端分别与所述第二选择模块的各个选择端连接；其中，N为自然数；

所述信号发生器与所述第一射频同轴连接器的另一端连接，所述测试仪与所述第二射频同轴连接器的另一端连接；

所述控制模块搭载于计算设备终端，所述计算设备终端存储有由所述控制模块执行的测试数据接收程序，用于控制所述信号发生器以及控制所述第一选择模块和第二选择模块的选择程序。

作为上述方案的改进，所述第一选择模块包括若干个射频开关；将所述第一选择模块中的第一级射频开关的固定端作为所述第一选择模块的固定端；将下一级射频开关的固定端分别与所述第一选择模块中的第一级射频开关的选择端连接；

当某一级射频开关的选择端的总个数不小于N时，选取该级射频开关的各个选择端作为所述第一选择模块的各个选择端。

作为上述方案的改进，所述第二选择模块包括若干个射频开关；将所述第二选择模块中的第一级射频开关的固定端作为所述第二选择模块的固定端；将下一级射频开关的固定端分别与所述第二选择模块中的第一级射频开关的选择端连接；

当某一级射频开关的选择端的总个数不小于N时，选取该级射频开关的各个选择端作为所述第二选择模块的各个选择端。

作为上述方案的改进，所述射频开关可以是单刀双掷开关或单刀多掷开关。

作为上述方案的改进，所述第一选择模块包括第一功分器和若干个射频开关；将所述第一选择模块中的第一功分器的固定端作为所述第一选择模块的固定端；所述第一选择模块中的各个射频开关的一端分别与所述第一功分器的选择端连接；将所述第一选择模块中的各个射频开关的另一端作为所述第一选择模块的各个选择端。

作为上述方案的改进，所述第二选择模块包括第二功分器和若干个射频开关；将所述第二选择模块中的第二功分器的固定端作为所述第二选择模块的固定端；所述第二选择模块中的各个射频开关的一端分别与所述第二功分器的选择端连接；将所述第二选择模块中的各个射频开关的另一端作为所述第二选择模块的各个选择端。

作为上述方案的改进，所述射频开关可以是单刀单掷开关、单刀双掷开关或单刀多掷开关。

本发明实施例提供的一种阵列天线自动测试装置，具有如下有益效果：

对阵列天线自动测试装置进行了模块化；可通过控制模块控制第一选择模块和第二选择模块选择开启的通道，通过控制模块对不同的射频链路进行选通，实现测试自动化；避免测试人员分别手动测试每一个射频链路，避免测试完一射频链路后手动重新拆卸测试线以测试下一个射频链路，保证了测试的一致性并缩短了测试时间；采用射频开关进行射频链路切换能够保证接收/发射链路之间的隔离度；当射频开关呈指数分布时，能够通过控制每个射频开关的切换实现特定一个射频链路导通其余关闭状态，并通过射频开关的叠加增加射频链路之间的隔离度，提高测试精度；当采用功分器和射频开关组成选择模块时，能够在提高隔离度的同时减少射频开关的数量，简化了控制模块的复杂程度。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种阵列天线自动测试装置的结构示意图。

图2是本发明一可选的实施例提供的一种阵列天线自动测试装置的结构示意图。

图3是本发明另一可选的实施例提供的一种阵列天线自动测试装置的结构示意图。

图4是本发明一个具体实施例提供的axb阵列天线的射频前端的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明一实施例提供的一种阵列天线自动测试装置的结构示意图，包括：第一射频模块101、第二射频模块102、分别与控制模块103相连的信号发生器104、测试仪105、第一选择模块106和第二选择模块107；

第一选择模块106和第二选择模107块均为多选一选择模块；

第一射频模块101包括第一射频同轴连接器111，以及N个子射频同轴连接器121；第一射频同轴连接器111的一端与第一选择模块106的固定端连接，第一射频模块101的各个子射频同轴连接器121的一端分别与第一选择模块106的各个选择端连接；

第二射频模块102包括第二射频同轴连接器112，以及M个子射频同轴连接器122；第二射频同轴连接器112的一端与第二选择模块107的固定端连接，第二射频模块102的各个子射频同轴连接器122的一端分别与第二选择模块107的各个选择端连接；其中，M和N为自然数；

信号发生器104与第一射频同轴连接器111的另一端连接，测试仪与第二射频同轴连接器112的另一端连接；

控制模块103搭载于计算设备终端，计算设备终端存储有由控制模块执行的测试数据接收程序，用于控制信号发生器104以及控制第一选择模块106和第二选择模块107的选择程序。

优选的，射频同轴连接器可以安装在PCB板、电缆或仪器上，作为传输线电气连接或分离的元件。常用的型号有SMA型，N型，BNC型，TNC型等。

本实施例对阵列天线自动测试装置进行了模块化；可通过控制模块控制第一选择模块和第二选择模块选择开启的通道，使得第一射频模块中一待测的子射频同轴连接器通过第一射频同轴连接器与信号源连接，第二射频模块中一待测的子射频同轴连接器通过第二射频同轴连接器与测试仪连接，实现阵列天线射频前端测试；通过控制模块对不同的射频链路进行选通，实现测试自动化；避免测试人员分别手动测试每一个射频链路，避免测试完一射频链路后手动重新拆卸测试线以测试下一个射频链路，保证了测试的一致性并缩短了测试时间。

在一可选的实施例中，参见图2，第一选择模块包括若干个射频开关；将第一选择模块中的第一级射频开关的固定端作为第一选择模块的固定端；将下一级射频开关的固定端分别与第一选择模块中的第一级射频开关的选择端连接；

当某一级射频开关的选择端的总个数不小于N时，选取该级射频开关的各个选择端作为第一选择模块的各个选择端。

进一步的，第二选择模块包括若干个射频开关；将第二选择模块中的第一级射频开关的固定端作为第二选择模块的固定端；将下一级射频开关的固定端分别与第二选择模块中的第一级射频开关的选择端连接；

当某一级射频开关的选择端的总个数不小于M时，选取该级射频开关的各个选择端作为第二选择模块的各个选择端。

进一步的，射频开关可以是单刀双掷开关或单刀多掷开关。

接收/发射链路之间的隔离度不足时，会有两路甚至多路射频信号同时经过被测设备，对测试结果准确度造成一定的误差。如果射频开关隔离度不够，当测试一射频链路的射频增益时，相邻的另一射频链路也会出现频率相同、功率小于被测射频链路的射频信号经过被测设备，测试结果就是被测射频链路和相邻的另一射频两路射频信号的功率之和，因此会导致对测试结果准确度造成一定的干扰。

本实施例提供的射频开关用作射频信号传输路径接收/发射、频段选择或天线分集的切换，同时能够保证接收/发射链路之间的隔离度。射频开关呈指数分布，能够通过控制每个射频开关的切换实现特定一个射频链路导通其余关闭状态，并通过射频开关的叠加增加射频链路之间的隔离度，提高测试精度。

在另一可选的实施例中，参见图3，第一选择模块包括第一功分器和若干个射频开关；将第一选择模块中的第一功分器的固定端作为第一选择模块的固定端；第一选择模块中的各个射频开关的一端分别与第一功分器的选择端连接；将第一选择模块中的各个射频开关的另一端作为第一选择模块的各个选择端。

进一步的，第二选择模块包括第二功分器和若干个射频开关；将第二选择模块中的第二功分器的固定端作为第二选择模块的固定端；第二选择模块中的各个射频开关的一端分别与第二功分器的选择端连接；将第二选择模块中的各个射频开关的另一端作为第二选择模块的各个选择端。

进一步的，射频开关可以是单刀单掷开关、单刀双掷开关或单刀多掷开关。

当射频开关是单刀单掷开关时，每一射频开关与一子射频同轴连接器相连；当射频开关是单刀双掷开关时，每一射频开关分别与两个子射频同轴连接器相连；当射频开关是单刀多掷开关时，每一射频开关分别与多个子射频同轴连接器相连。

本实施例通过功分器和射频开关组成选择模块，能够在提高隔离度的同时减少射频开关的数量，简化了控制模块的复杂程度，当测试某一射频链路时，只需要控制开关模块选通这个射频链路，其余射频链路全部关闭，控制模块控制射频开关的逻辑简单。

可选地，测试仪可以是频谱仪、综合测试仪、矢量分析仪等测试测量设备。

在一个具体的实施例中，参见图4，是进行axb阵列天线的射频前端的结构示意图。对该axb阵列天线的射频前端进行下行测试，图4中左边a个射频接口为射频前端下行输入端口和上行输出端口，右边axb个射频接口为下行输出端口和上行输入端口。

信号发生器连接第一射频同轴连接器，第一射频模块的各个子射频同轴连接器分别连接阵列天线射频前端的a个下行输入射频接口，第二射频模块的各个子射频同轴连接器分别连接阵列天线射频前端的axb个下行输出射频接口，测试仪连接第二射频同轴连接器。

控制模块控制信号发生器输出射频前端下行相应的频率和功率的下行射频信号，下行射频信号进入第一射频模块，经过第一选择模块的射频链路，使得下行射频信号进入阵列天线射频前端的a(a＝1)输入口，其余和输入端口相连接的射频开关关闭，下行射频信号经过阵列天线射频前端的ab(a＝1，b＝1)输出端口进入第二射频模块，控制模块控制第二选择模块使得所对应的ab(a＝1，b＝1)端口打开，其余其余和输入端口相连接的射频开关关闭，下行射频信号经过第二射频模块进入测试仪，控制模块接收并记录测试仪中的测试数据。记录测试数据后，测试ab(a＝1，b＝2)端口，直到所有端口都测试完成。

对该axb阵列天线的射频前端进行上行测试时，将信号发生器连接第一射频同轴连接器，第一射频模块的各个子射频同轴连接器分别连接阵列天线射频前端的axb个下行输入射频接口，第二射频模块的各个子射频同轴连接器分别连接阵列天线射频前端的a个下行输出射频接口，测试仪连接第二射频同轴连接器。控制模块依次选通各个射频链路，对阵列天线的射频前端进行测试。

本发明实施例提供的一种阵列天线自动测试装置，具有如下有益效果：

对阵列天线自动测试装置进行了模块化；可通过控制模块控制第一选择模块和第二选择模块选择开启的通道，通过控制模块对不同的射频链路进行选通，实现测试自动化；避免测试人员分别手动测试每一个射频链路，避免测试完一射频链路后手动重新拆卸测试线以测试下一个射频链路，保证了测试的一致性并缩短了测试时间；采用射频开关进行射频链路切换能够保证接收/发射链路之间的隔离度；当射频开关呈指数分布时，能够通过控制每个射频开关的切换实现特定一个射频链路导通其余关闭状态，并通过射频开关的叠加增加射频链路之间的隔离度，提高测试精度；当采用功分器和射频开关组成选择模块时，能够在提高隔离度的同时减少射频开关的数量，简化了控制模块的复杂程度。

需说明的是，以上所描述的模型实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种阵列天线自动测试装置，其特征在于，包括：第一射频模块、第二射频模块、分别与控制模块相连的信号发生器、测试仪、第一选择模块和第二选择模块；

所述第一选择模块和第二选择模块均为多选一选择模块；

所述第一射频模块包括第一射频同轴连接器，以及N个子射频同轴连接器；所述第一射频同轴连接器的一端与所述第一选择模块的固定端连接，所述第一射频模块的各个子射频同轴连接器的一端分别与所述第一选择模块的各个选择端连接；

所述第二射频模块包括第二射频同轴连接器，以及M个子射频同轴连接器；所述第二射频同轴连接器的一端与所述第二选择模块的固定端连接，所述第二射频模块的各个子射频同轴连接器的一端分别与所述第二选择模块的各个选择端连接；其中，M和N为自然数；

所述信号发生器与所述第一射频同轴连接器的另一端连接，所述测试仪与所述第二射频同轴连接器的另一端连接；

所述控制模块搭载于计算设备终端，所述计算设备终端存储有由所述控制模块执行的测试数据接收程序，用于控制所述信号发生器以及控制所述第一选择模块和第二选择模块的选择程序。

2.如权利要求1所述的一种阵列天线自动测试装置，其特征在于，所述第一选择模块包括若干个射频开关；将所述第一选择模块中的第一级射频开关的固定端作为所述第一选择模块的固定端；将下一级射频开关的固定端分别与所述第一选择模块中的第一级射频开关的选择端连接；

当某一级射频开关的选择端的总个数不小于N时，选取该级射频开关的各个选择端作为所述第一选择模块的各个选择端。

3.如权利要求2所述的一种阵列天线自动测试装置，其特征在于，所述第二选择模块包括若干个射频开关；将所述第二选择模块中的第一级射频开关的固定端作为所述第二选择模块的固定端；将下一级射频开关的固定端分别与所述第二选择模块中的第一级射频开关的选择端连接；

当某一级射频开关的选择端的总个数不小于M时，选取该级射频开关的各个选择端作为所述第二选择模块的各个选择端。

4.如权利要求2-3中任意一项所述的一种阵列天线自动测试装置，其特征在于，所述射频开关可以是单刀双掷开关或单刀多掷开关。

5.如权利要求1所述的一种阵列天线自动测试装置，其特征在于，所述第一选择模块包括第一功分器和若干个射频开关；将所述第一选择模块中的第一功分器的固定端作为所述第一选择模块的固定端；所述第一选择模块中的各个射频开关的一端分别与所述第一功分器的选择端连接；将所述第一选择模块中的各个射频开关的另一端作为所述第一选择模块的各个选择端。

6.如权利要求5所述的一种阵列天线自动测试装置，其特征在于，所述第二选择模块包括第二功分器和若干个射频开关；将所述第二选择模块中的第二功分器的固定端作为所述第二选择模块的固定端；所述第二选择模块中的各个射频开关的一端分别与所述第二功分器的选择端连接；将所述第二选择模块中的各个射频开关的另一端作为所述第二选择模块的各个选择端。

7.如权利要求5-6中任意一项所述的一种阵列天线自动测试装置，其特征在于，所述射频开关可以是单刀单掷开关、单刀双掷开关或单刀多掷开关。