CN110401459A - 一种实现射频开关杂散测试的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种实现射频开关杂散测试的系统，包括双工器、射频开关、信号源和频谱仪，其中，双工器将所述信号源输出的发射信号传输至射频开关，射频开关在开关状态切换时根据发射信号产生反射信号，并由双工器将反射信号传输至频谱仪，频谱仪根据反射信号测试射频开关在开关状态切换时产生的杂散。通过使用双工器配合频谱仪和信号源来测试射频开关在开关状态切换时产生的杂散，不需要使用其他测试杂散的专用设备，系统结构简单，搭建方便，便于技术人员测试射频开关的杂散。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种实现射频开关杂散测试的系统。
背景技术
在移动通信基站系统中，双工器是一个不可或缺的功能模块，其双工器的ANT口(天线端)会连接向周围空间辐射电磁波的天馈系统(包括TMA、电流注入器和天线等)。天馈系统与双工器这两个微波模块的连接，两个模块间阻抗不可能做到完全匹配，接口处存在或多或少的能量反射。当天馈系统严重失配时，即有效传输功率太少反射功率太多，基站系统中的许多模块尤其是功率放大器很容易被损坏，影响通信基站系统正常工作，所以监测系统中的入射功率和反射功率的关系很有必要，工程中一般采用驻波比(VSWR)或回波损耗(Return Loss)等参数来表示反射功率与入射功率的关系。因而在基站系统中增加一个驻波比检测系统来监测天馈系统是否失配很有必要。
如图1所示的驻波比检测系统，采用前后向双工器的耦合器模块分别检测入射和反射功率，根据入射功率和反射功率可以计算出驻波比，进而判断天馈系统失配与否。在主控制板供电模块对射频开关S1-7和2-4译码器(2-4DEC)供电的情况下，CPU_M(处理器)通过控制A、B和C三个信号的高低，采用轮询方式，令ADC(模数转换)模块周而复始地对四路前、反向(共八路)进行功率电平采样最后送至CPU_M处理。其中，A、B输入译码器产生编号1-4的信号，分别控制S1-4的使能脚，让其在同一时刻只有一个开启。同时A信号还控制S7，在同一时刻只能选通1和2路或3和4路，B信号控制S5-6，在同一时刻只能选通1路和3路或2路和4路。C信号控制S1-4，在同一时刻只能选通1-4路的前向或后向，从而测出入射功率和反射功率，进而得到驻波比。
在驻波比检测系统中，射频开关是其能正常工作的必备条件，同时射频开关在系统中开关状态不停切换，即根据需要使射频开关接通/断开/切换通路。当开关状态变化时，射频开关会由于阻抗失配而产生瞬时激励或反射，即射频开关状态切换产生杂散，该杂散的频带很宽，并且一般都可以到达双工器接收端的波段。如果杂散的电平过高，则在开关状态改变时，瞬态刺激与天线端口相耦合，使接收机的灵敏度降低。为了保证驻波比检测系统正常工作和测试结果，需要测试射频开关的杂散。
但是，传统的杂散测试需要模拟基站、频谱分析仪、带阻滤波器、可调滤波器、定向耦合器、衰减器和射频头等，所搭建的杂散测试系统不仅需要模拟基站等专用设备，而且结构复杂，技术人员测试杂散不方便。
发明内容
为了解决相关技术中存在的杂散测试需要使用专用设备和杂散测试系统结构复杂问题，本公开提供了一种实现射频开关杂散测试的系统。
一种实现射频开关杂散测试的系统，包括双工器、射频开关、信号源和频谱仪，其中，双工器将信号源输出的发射信号传输至射频开关，射频开关在开关状态切换时根据发射信号产生反射信号，并由双工器将反射信号传输至频谱仪，频谱仪根据反射信号测试射频开关在开关状态切换时产生的杂散。通过通信领域中常用的双工器来测试射频开关的杂散，而没有利用其它的专用设备来测试，系统结构简单，搭建容易，便于技术人员测试射频开关的杂散。
优选的，系统中还包括低噪声放大器，反射信号经双工器输出后先经低噪声放大器放大，再传输至频谱仪。
优选的，双工器包括发射端和第一滤波器，发射信号由发射端接收后，经第一滤波器滤波，再传输至射频开关。优选的，双工器包括第二滤波器和接收端，反射信号输入双工器后经第二滤波器滤波，再经接收端输出并传输至频谱仪。射频开关在开关状态切换时产生的杂散的频带在双工器接收端的带宽范围内，因而将反射信号通过接收端传输至频谱仪。
优选的，为了保证双工器的接收端上产生的杂散值最大，一方面，双工器的发射端接收到发射信号的功率配置为发射端的额定功率；另一方面，在频谱仪根据反射信号测试射频开关在开关状态切换时产生的杂散之前，电性连接双工器的天线端，进一步优选的，天线端连接5.1dB负载。进一步的，在3GPP标准要求下，满足额定功率和天线端连接5.1dB负载时，双工器接收端的通带杂散是-134dBm/100kHz，基于此，利用双工器来测射频开关的杂散可以通过如下公式计算得到：杂散＝-134.5dBm/100kHz-10log(3dB杂散时间/3.69us)。
优选的，射频开关包括使能端，使能端用于接收控制信号，射频开关的开关状态切换受控于控制信号；进一步优选的，控制信号为方波信号，优选5Hz方波信号。
优选的，频谱仪根据反射信号测试射频开关在开关状态切换时产生的杂散，包括：
在频谱仪中进行最大频率值搜索，得到频率值最大的第一频点，频谱仪的测试频率范围设置为双工器的接收端带宽；
根据第一频点对所述测试频率范围中的下频点和中心频点进行修改，并进行最大频率值二次搜索，得到频率值最大的第二频点及其对应的时间值；
确定频率值与所述第二频点的频率值相差预设值的第三频点和第四频点；
根据第三频点所对应的时间值和第四频点所对应的时间值计算射频开关在开关状态切换时产生的杂散。
进一步优选的，根据所述第三频率点所对应的时间值和第四频点所对应的时间值计算所述射频开关在开关状态切换时产生的杂散，包括：
射频开关在开关状态切换时产生的杂散＝-134.5dBm/100kHz-10log(|T03-T04|us/3.69us)，其中T03为第三频点所对应的时间值，T04为第四频点所对应的时间值，所述第三频点与所述第二频点的差值与-3dB，第四频点与第二频点的差值为3dB，|T03-T04|即为3dB杂散时间。
优选的，使用该系统测试射频开关的杂散时，需要将该系统置于微波暗室中，避免其他信号影响杂散测试结果。
进一步的，射频开关可以是由芯片集成的。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
通过使用通信基站系统中的双工器配合频谱仪和信号源来测试射频开关在开关状态切换时产生的杂散，不需要使用其他测试杂散的专用设备，系统结构简单，搭建方便，便于技术人员测试射频开关的杂散。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是驻波比检测系统示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种实现射频开关杂散测试的系统示意图；
1-信号源，2-双工器，3-射频开关，4-低噪声放大器，5-频谱仪，6-5电阻负载，7-控制信号，10-TX信号，20-TX＇信号，30-TX＂信号，40-RX信号，50-RX＇信号。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图2是根据一示例性实施例示出的一种实现射频开关杂散测试的系统示意图，如图2所示，一种实现射频开关杂散测试的系统，包括双工器2、射频开关3、信号源1和频谱仪5，其中，双工器2将所述信号源1输出的发射信号传输至射频开关3，射频开关3在开关状态切换时根据发射信号产生反射信号，并由双工器2将反射信号传输至频谱仪5，频谱仪5根据反射信号测试射频开关3在开关状态切换时产生的杂散。通过通信领域中常用的双工器2来测试射频开关3的杂散，而没有利用其它的专用设备来测试，系统结构简单，搭建容易，便于技术人员测试射频开关的杂散。
进一步的，系统中还包括低噪声放大器4，反射信号经双工器2输出后先经低噪声放大器4放大，再传输至频谱仪5。
进一步的，双工器2包括发射端和第一滤波器，发射信号由发射端接收后，经第一滤波器滤波，再传输至射频开关3。进一步的，双工器2包括第二滤波器和接收端，反射信号输入双工器2后经第二滤波器滤波，再经接收端输出并传输至频谱仪5。射频开关3在开关状态切换即射频开关接通/断开/切换通路时产生的杂散的频带在双工器2接收端的带宽范围内，因而将反射信号通过接收端传输至频谱仪5。
进一步的，为了保证双工器2的接收端上信号的杂散值最大，一方面，双工器2的发射端接收发射信号的功率配置为发射端的额定功率；另一方面，在频谱仪5根据反射信号测试射频开关3在开关状态切换时产生的杂散之前，电性连接双工器2的天线端，优选天线端连接5.1dB负载。在3GPP通信标准的要求下，符合额定功率和天线端负载为5.1dB时，双工器接收端的通带杂散是-134dBm/100kHz，基于此，利用双工器来测射频开关的杂散可以通过如下公式计算得到：杂散＝-134.5dBm/100kHz-10log(3dB杂散时间/3.69us)。
优选的，射频开关3包括使能端，使能端用于接收控制信号7，射频开关3的开关状态切换受控于控制信号7；进一步优选的，控制信号为方波信号，优选5Hz方波信号，还可以采用其他可以实现射频开关状态切换的信号。
具体的，如图2所示，信号源1所发送的发射信号即TX信号10由双工器2的发射端接收后，经第一滤波器滤波得TX＇信号20，并将该TX＇信号20传输至射频开关3；在控制信号7的控制下，射频开关3的状态不断切换，TX＇信号20输入射频开关3时，在射频开关3内根据该TX＇信号20会得到一发射信号即TX＂信号30；TX＂信号30经双工器2接收后，经第二滤波器滤波，滤波后得到RX信号40，并由双工器2的接收端发射该RX信号40；RX信号40经低噪声放大器4放大所得的RX＇信号50输入频谱仪5。
进一步优选的，射频开关3的两个输出端口还连接有电阻负载6，电阻负载6优选50欧姆电阻。
优选的，使用该系统测试射频开关3的杂散时，需要将该系统置于微波暗室中，避免其他信号影响杂散测试结果；进一步的，根据双工器的发射端的额定功率P1计算信号源的输出功率P，P＝P1-C-5.1dB-K，其中C为双工器的耦合度，K为双工器发射端的插入损耗，功率P即为信号源发送发射信号的功率。
进一步的，频谱仪5根据反射信号测试射频开关3在开关状态切换时产生的杂散，包括：
在频谱仪5中进行最大频率值搜索，得到频率值最大的第一频点M，频谱仪5的测试频率范围设置为双工器2的接收端带宽；
根据第一频点M对频谱仪测试频率范围中的下频点和中心频点进行修改，并进行最大频率值二次搜索，得到频率值最大的第二频点P02及其对应的时间值T02；具体的，将测试频率范围的下频点设为0Hz，中心频点设为M；
基于第二频点的频率P02，确定频率值与所述第二频点的频率值相差预设值的第三频点和第四频点；具体的，第三频点P03＝P02-3dB所对应的时间值为T03，第四频点P04＝P02+3dB所对应的时间值为T04；
根据时间值T03和时间值T04计算射频开关3在开关状态切换时产生的杂散，杂散＝-134.5dBm/100kHz-10log(|T03-T04|us/3.69us)，|T03-T04|即为3dB杂散时间。
进一步的，本发明中的射频开关可以是由芯片集成的。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围执行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种实现射频开关杂散测试的系统，其特征在于，包括双工器、射频开关、信号源和频谱仪，其中，所述双工器将所述信号源输出的发射信号传输至所述射频开关，所述射频开关在开关状态切换时根据所述发射信号产生反射信号，并由所述双工器将所述反射信号传输至所述频谱仪，所述频谱仪根据所述反射信号测试所述射频开关在开关状态切换时产生的杂散。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括低噪声放大器，所述反射信号经双工器输出后先经低噪声放大器放大，再传输至所述频谱仪。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双工器包括发射端和第一滤波器，所述发射信号由发射端接收后，经第一滤波器滤波，再传输至所述射频开关。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述频谱仪根据所述反射信号测试所述射频开关在开关状态切换时产生的杂散之前，将所述发射端接收所述发射信号的功率配置为所述发射端的额定功率。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双工器包括第二滤波器和接收端，所述反射信号输入双工器后经第二滤波器滤波，再经接收端输出并传输至所述频谱仪。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其特征在于，所述双工器包括天线端，在所述频谱仪根据所述反射信号测试所述射频开关在开关状态切换时产生的杂散之前，电性连接所述天线端。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述射频开关包括使能端，所述使能端用于接收控制信号，所述射频开关的开关状态切换受控于所述控制信号。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述的控制信号为方波信号。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述频谱仪根据所述反射信号测试所述射频开关在开关状态切换时产生的杂散，包括：
在频谱仪中进行最大频率值搜索，得到频率值最大的第一频点，所述频谱仪的测试频率范围设置为双工器的接收端带宽；
根据所述第一频点对所述测试频率范围中的下频点和中心频点进行修改，并进行最大频率值二次搜索，得到频率值最大的第二频点及其对应的时间值；
确定频率值与所述第二频点的频率值相差预设值的第三频点和第四频点；
根据所述第三频点所对应的时间值和所述第四频点所对应的时间值计算所述射频开关在开关状态切换时产生的杂散。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述根据所述第三频率点所对应的时间值和第四频点所对应的时间值计算所述射频开关在开关状态切换时产生的杂散，包括：
所述射频开关在开关状态切换时产生的杂散＝-134.5dBm/100kHz-10log(|T03-T04|us/3.69us)，其中T03为第三频点所对应的时间值，T04为第四频点所对应的时间值，所述第三频点与所述第二频点的差值与-3dB，所述第四频点与所述第二频点的差值为3dB。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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