CN112272065A - 具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明为具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统，应用于无射频测试座的测试系统；运用时采用射频测试探针、对称式调谐单元和测试仪表模块，射频测试探针将天线匹配电路与对称式调谐单元连接，对称式调谐单元与测试仪表模块连接，对称式调谐单元用于与天线匹配电路进行匹配，在射频芯片和测试仪表之间构成对称形式的双端口射频通路，利用对称式调谐单元和天线匹配电路构成对称式射频通路，保证射频通路两个方向的回波损耗非常接近，以达到从一个方向检测就可以保证检测效果真实性的目的，确保整个射频通路双端口网络的射频性能，在减少射频测试座的基础上，减少阻抗匹配的操作复杂度，节省调节时间和验证时间，同时保证检测效果的有效性。

Description

具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统及方法

技术领域

本发明涉及射频信号测试技术领域，尤其涉及一种具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统及方法。

背景技术

近年来，随着通信技术的不断发展，无线产品的普及程度越来越高，每年全球生产的无线产品的数量也不断增加，人们的生产生活日趋便捷。无线产品(以手机为代表)主要是指通讯频率工作在300kHz～300GHz，该频段范围内的通讯信号又叫做射频信号。为了保证无线产品主板上的射频信号质量，以满足无线产品一系列最基本的无线通信需求，通常需要对主板上的射频芯片进行板级射频测试。

如图1所示，传统的板级射频测试方案，是通过设计开发阶段在无线产品的主板上增加射频测试座，并在测试时将射频测试探针的一端和无线产品主板上的射频测试座进行机械结构的扣合，射频测试探针的另一端通过射频测试线缆连接到测试仪表模块，最后通过测试仪表模块的测量结果来判定无线产品板级射频测试是否合格，无线产品的主板是良品，还是不良品来进行筛选，以保证射频信号质量。以手机为代表的的无线产品已经发展到了5G时代，无线产品主板上使用的射频信号频率范围越来越广，为了保证无线产品的通讯质量，这就需要在无线产品上市前做更完备的板级射频测试以覆盖无线产品上市后使用到的所有射频信号频率范围。当前是通过设计开发阶段在无线产品的主板上增加更多的射频测试座；2～4G时代无线产品主板上的射频测试座的数量以个位数来计算，5G时代这个数量会上升到10个以上来满足传统板级射频测试的需求；对于设计越来越复杂，性能越来越高，用户体验越来越好的无线产品，主板上的设计空间非常有限，而10个以上的射频测试座仅仅是为了满足无线产品上市前保证射频信号质量的测试需求，在上市后并没有改善无线产品板上射频信号的收发质量。反而要在无线产品设计阶段在有限的主板空间上预留10个以上板级射频测试座的安装空间，而且增加了无线产品的物料成本。所以需要开发出一种无需射频测试座的板级射频信号测试系统，以方便测试射频信号，并且节约上游设计中关于射频测试座的成本。

于此同时，在节约了射频测试座设计后，申请人发现可以通过接触天线弹片上进行测试，其间需要进行一定的阻抗匹配调节，以满足测试的前提条件，从而有良好的测试效果，但是如何进行匹配，何种匹配形式最具有工程实用性是需要进行探究和设计的。

发明内容

针对上述技术中存在的如：在板级射频信号测试中，还未有一种无需射频测试座的测试系统，更具体的说，在进行无射频测试座的测试过程中，还未有一种方便、测试效果好的测试系统和方法。

具体为一种具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统，应用于无射频测试座的测试系统；包括对称式调谐单元，所述对称式调谐单元的一端与待测试主板的天线匹配电路连接，所述对称式调谐单元的另一端与外界的测试仪表模块连接，所述对称式调谐单元用于与天线匹配电路进行匹配，以在射频芯片和所述测试仪表模块之间构成对称形式的双端口射频通路，并通过所述对称式调谐单元进行阻抗匹配。

作为优选，还包括射频测试探针，所述射频测试探针的一端与所述天线匹配电路中的天线弹片连接，另一端与所述对称式调谐单元连接；在射频芯片和所述射频测试探针之间为待匹配的天线匹配电路，所述对称式调谐单元与待匹配的天线匹配电路构成对称式射频通路。

作为优选，所述对称式调谐单元包括电连接的对称电路和调谐电路；所述对称电路与天线匹配电路构成对称形式，所述天线匹配电路与所述对称电路之间设置有所述调谐电路；所述调谐电路为T型匹配网络或π型匹配网络。

作为优选，所述对称式调谐单元由电容、电感、电阻、可变电容、可变电感、可变电阻中的一种或多种组成。

作为优选，所述对称式调谐单元还设置有切换开关，所述切换开关用于调整所述对称式调谐单元的通路中元器件数量，使切换后的所述对称式调谐单元与不同频段的天线匹配电路构成对称形式的双端口射频通路。

还公开有一种具有对称调谐单元的无需射频测试座信号测试方法，基于上述的具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统实现，包括以下步骤：

S1、获取待测试产品中的天线匹配电路；

S2、利用所述射频测试探针连接天线匹配电路和所述对称式调谐单元，所述对称式调谐单元与所述测试仪表模块电性连接；

S3、所述对称式调谐单元与天线匹配电路构成对称式射频通路，并进行阻抗匹配；

S4、在构成了对称式射频通路后，验证该通路的回波损耗和插入损耗，当回波损耗和插入损耗符合阈值时，进行射频信号测试。

作为优选，在S1中，确定待测试频段下的天线匹配电路形式，其中包括元器件连接方式和元器件类型，所述对称式调谐单元通过所述切换开关进行元器件连接方式的切换，以与天线匹配电路构成对称式射频通路。

作为优选，在S3中，所述对称式调谐单元包括电连接的对称电路和调谐电路；所述对称电路与天线匹配电路构成对称形式，所述天线匹配电路与所述对称电路之间设置有所述调谐电路；所述调谐电路为T型匹配网络或π型匹配网络。

作为优选，在S4中检测回波损耗和插入损耗时，通过以下步骤对进行判断：

利用测试仪器发送第一电信号，所述第一电信号被射频电路的射频芯片接收，标记为第二电信号，通过所述第一电信号和所述第二电信号得到这一信号通路下的插入损耗，观测当前的回波损耗；调整所述对称式调谐单元，使回波损耗至小于第一阈值，插入损耗小于第二阈值，从而完成阻抗匹配。

还公开一种具有对称调谐单元的无需射频测试座信号测试装置，包括所述的一种具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统。

本发明的有益效果是：本发明所提出的一种具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统，应用于无射频测试座的测试系统；在运用时采用射频测试探针、对称式调谐单元和测试仪表模块，射频测试探针用于将天线匹配电路与对称式调谐单元连接，对称式调谐单元与测试仪表模块连接，对称式调谐单元用于与天线匹配电路进行匹配，以在射频芯片和测试仪表之间构成对称形式的双端口射频通路，并通过对称式调谐单元进行阻抗匹配；利用对称式调谐单元和天线匹配电路构成对称式射频通路，保证了射频通路两个方向上的回波损耗非常接近，以达到从一个方向进行检测就可以保证检测效果真实性的目的，从而保证整个射频通路双端口网络的射频性能，在减少了射频测试座的基础上，减少了阻抗匹配的操作复杂度，节省了调节时间和验证时间，同时保证了检测效果的有效性。

附图说明

图1为现有技术中射频信号的板级检测示意图；

图2为现有技术中利用射频测试座检测射频信号的系统框图；

图3为本发明的系统结构图；

图4为本发明的其中一个实施例系统架构示意图；

图5为本发明的实施例1对称式网络电路图；

图6为本发明的实施例1中N79全频段双端口S参数曲线图；

图7为本发明的实施例1中N78低频段双端口S参数曲线图；

图8为本发明的实施例1中N78中频段双端口S参数曲线图；

图9为本发明的实施例1中N78高频段双端口S参数曲线图；

图10为本发明的实施例2对称式网络电路图；

图11为本发明的实施例2中B5频段双端口S参数曲线图；

图12为本发明的实施例2中B40、B41频段双端口S参数曲线图；

图13为本发明的其中一个实施例电路架构图；

图14为本发明的其中一个实施例电路架构图；

图15为本发明的其中一个实施例电路架构图；

图16为本发明的方法流程图；

图17为本发明的图10中A部分电路放大图；

图18为本发明的图10中B部分电路放大图；

图19为本发明的图10中C部分电路放大图；

图20为本发明实施例3中对称式网络电路图；

图21为本发明图20中A部分电路图；

图22为本发明图20中B部分电路图；

图23为本发明图20中C部分电路图；

图24为本发明实施例3的N78频段双端口S参数曲线图。

附图标记说明

1、射频测试探针；2、对称式调谐单元；21、切换开关；3、测试仪表模块；4、天线匹配电路；41、天线弹片；5、射频芯片。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

射频测试座的功能是在无线产品做板级射频性能测试时，通过将射频探针和射频测试座的机械扣合构成电性连接；那么在无线产品主板上射频芯片发送或接收的射频信号时，信号将会通过射频测试座和射频探针传递至测试仪表中进行射频信号的测试；测试完成以后，将探针拔出；射频芯片的收发信号通路则变成从射频芯片经由射频测试座到达天线弹片，由天线弹片发送射频信号达到无线通讯的目的；请参阅图2，所以，射频测试座的功能仅仅是为了测试天线匹配电路中射频信号质量的测试需求，并没有对改善射频信号质量本身作出贡献；但是随着5G时代的来临，主板设计越来越复杂，性能要求越来越高，用户需要体验越来越好的无线产品，主板上的设计空间本就非常有限，而射频测试座这一鸡肋设计也成了掣肘；同时增加了无线产品的物料成本。并且，由于天线匹配电路的设计由来已久，在生产和设计射频测试座都形成了固定的产业链，久而久之，在射频信号的测试领域，技术人员普遍是直接认同了射频测试座必须存在的客观事实，或者说技术人员无法找到一种更为优选的替代方案；为了改善现在的天线匹配电路的设计现状，节省射频测试座的设计空间和生产成本，同时保证射频信号的测试简便，发明人设计出一种无需射频测试座的板级射频信号测试系统。在此之前，先行介绍本领域中常用到的技术概念名词：

回波损耗(S11)，又称为反射损耗。是天线匹配电路中由于阻抗不匹配，或者不连续所产生的反射，可以用反射信号和入射信号的比来进行其数值表示。不匹配主要发生在连接器的地方，也可能发生于天线匹配电路中特性阻抗发生变化的地方。在采用了射频测试座的天线匹配电路中，由于天线匹配电路的阻抗一般为行业内通用的50Ω阻抗大小，将射频测试座的阻抗大小设置为天线匹配电路的阻抗大小，并且探针与射频测试座适配，那么就可以保证回波损耗会在一个标准内进行射频测试；但是在省去射频测试座后，在天线匹配电路中天线弹片之前不同状态的天线匹配会改变天线匹配电路通用的50Ω阻抗大小，需要解决不同阻抗的天线匹配电路设计中如何匹配的问题。

插入损耗(S21)，插入损耗指在传输系统的某处由于元件或器件的插入而发生的负载功率的损耗，它表示为该元件或器件插入前负载上所接收到的功率与插入后同一负载上所接收到的功率以分贝为单位的比值。

对应的，由于射频通路需要验证双端口的通路性能，才能比较准确的衡量通路的射频传输质量，而多用S参数来表征传输质量；在工程中，通常将射频芯片标记为端口1，将测试仪表模块端标记为端口2，除了上述的S11和S21参数，还具有S22和S12参数用于验证；具体的，

S11：端口2匹配时，端口1的反射系数；

S22：端口1匹配时，端口2的反射系数；

S12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；

S21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数。

在这个基础上，发明人进行了一系列关于本发明方案的实施，并在工程实施的过程中，发现了直接省去射频测试座进行调谐阻抗时，验证从射频芯片流向测试仪表这一通路的回波损耗非常困难，且实际生产中都是批量化进行测试，如果都需要从射频芯片一端进行回波损耗检测的话，耗时耗力且准确度无法保证；具体的讲，当使用射频测试探针和无线产品主板的天线弹片机械接触进行无线产品主板的射频测试时，我们比较方便从射频测试探针这个端口观测回波损耗，S11的好坏保证了测试仪表发射信号的好坏、也表征无线产品主板进行板级接收信号时的通路质量；但是从无线产品主板进行板级发射测试到测试设备时的通路质量是直接影响到射频信号质量的，而其表征参数S22不好进行观测。虽然按照射频通路验证的一般规律来说，S11参数可以一定程度上反应S22参数，但是在实际工程应用中射频通路质量受到线路质量、元器件质量等其他因素影响，所以不能简单的用S11参数去衡量S22参数，故而，在进行射频测试时，如何保证在仅测量单端口测量参数就可以保证双端口网络性能，这就是一个需要解决的问题；在这一个问题的基础上，发明人还发现手机主板的射频芯片具有多个频段，且是通过同一个天线弹片进行发射，而在频段改变之后该天线匹配电路的形式和元器件参数会有相应调整，那么在这个时候如果保证对称式调谐单元还能够进行阻抗匹配，并保持形成一个对称网络电路也是一个需要解决的问题。

具体为一种具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统，请参阅图3-图4，应用于无射频测试座的测试系统；包括射频测试探针1、对称式调谐单元2和外界的测试仪表模块3，射频测试探针1用于将天线匹配电路4与对称式调谐单元2连接，对称式调谐单元2与测试仪表模块3连接，对称式调谐单元4用于与天线匹配电路4进行匹配，以在射频芯片5和测试仪表模块3之间构成对称形式的双端口射频通路，并通过对称式调谐单元进行阻抗匹配。所谓对称形式的双端口射频通路，不是说该电路器件关于某个节点完全对称，而是其等效电路具有对称电路相同功能，因为在实际电路中还有一些为切换芯片开关和其它芯片，但是在设计对称形式时这些芯片不会完全复刻进行对称，因为其对电路形式的对称不会造成大的影响。

原先利用射频测试座进行射频信号测试时，由于探针与射频测试座进行电连接，所以射频芯片发出的电信号会从射频测试座流向测试仪表，而不会再传递至天线弹片，这是因为现在的射频测试座设计有机械开关结构，当插针插入后会断开天线弹片与射频测试座的连接；而当插针拔出后，天线弹片重新接收到射频芯片发出的信号；而在本发明中，射频芯片的信号直接从天线弹片发出，经由射频测试探针1和对称式调谐单元2最后被测试仪表模块3接收，而对称式调谐单元就是为了调整其阻抗大小，使得匹配阻抗的大小与整段天线匹配电路的阻抗相匹配，并且使得对称式调谐单元和天线匹配电路整体构成对称形式的双端口射频通路，从而能够保证由端口2(测试仪表)发送信号至端口1(射频芯片)这一方向上测得的S11数据真实性高，从双端口的射频通路的基本理论可知，当电路形式在非常对称的情况下，S11和S22会得到非常接近的观测效果，得到的测试数据真实可靠。由此可知，在对称式调谐单元和天线匹配电路端组成了对称式网络通路时，可以仅进行单端口的S参数验证，就能保证该通路的测量数据是真实有效的，并且在实际批量测量时减少操作流程的效果，从整体上我们可以得知，减少了射频测试座，那么接触到天线弹片上时可以直接接收由射频芯片发出的射频信号的，而针对同一款批量化生产的手机主板，其电路形式和适应频段都是确定的，由此可知，本方案的对称式调谐单元中具体的元器件参数以及元器件的连接方式，可以根据某一种待测产品主板直接进行设计，在通过初版验证后，就可以进行批量化的射频信号测试，从而达到良好的测试效果；而且关于同一手机主板天线弹片所具有的频段，其对应的电路形式也是确定的，因此，在对称式调谐单元的设计中，可以利用例如单刀双掷开关等同样具有选择功能的器件实现电路形式的切换，以达到不同频段下的对称电路形式。

值得说明的是，天线弹片是天线匹配电路中射频传导电路和射频辐射装置之间的连接装置，其结构不一定相同，且叫法也不一定统一；如本领域的普通技术人员会将其称呼为天线弹片、天线连接器等；同时射频测试探针也仅起到导通作用，并不是限定连接方式的结构仅为射频测试探针，所以不应当仅局限在本发明中的名称，应当包括的是术语在本发明中的具体含义。

在本实施例中，射频测试探针的一端与天线匹配电路中的天线弹片41连接，另一端与对称式调谐单元连接；在射频芯片和射频测试探针之间就是待匹配的天线匹配电路，对称式调谐单元与待匹配的天线匹配电路进行对称式匹配和阻抗匹配，构成对称式射频通路，且射频芯片的射频信号发射需要经过的这么一部分电路(待匹配天线匹配电路)，为了保证射频芯片和测试仪表之间的电路整体构成对称形式，所以对称式调谐单元就是为了与待匹配天线匹配电路进行结合形成整体对称的射频网络，且起到阻抗匹配的作用来满足通路的可测试性。

在一个具体实施例中，对称式调谐单元包括电连接的对称电路和调谐电路；对称电路与天线匹配电路首先构成对称形式，天线匹配电路与对称电路之间设置有调谐电路；调谐电路为T型匹配网络或π型匹配网络；所以其整体也和天线匹配电路构成对称形式的网络；所谓T型匹配网络，在天线匹配电路领域中是指以至少三个电抗元件结成了“T”型结构的匹配电路，同理，π型网络是指以至少三个电抗元件结成了“π”型结构的匹配电路，因此，根据T型匹配网络和π型匹配网络的固有特性，形成了对称式的双端口匹配网络。对称式调谐单元由电容、电感、电阻、可变电容、可变电感、可变电阻中的一种或多种组成。

与此同时，在本实施例中，对称式调谐单元2还设置有切换开关21，切换开关21用于调整对称式调谐单元的通路中元器件数量，使切换后的对称式调谐单元与不同频段的天线匹配电路构成对称形式的双端口射频通路；正如前文所说，一个天线弹片可能会承担着多种频段信号的发射，所以对应不同的频段其天线匹配电路会产生一定的改变，而为了保证对称式调谐单元可以直接适应改变后的天线匹配电路，所以在预先设计中首先囊括了该主板下的所有天线匹配电路形式的对称式电路，然后通过切换开关进行对应的网络匹配切换。

实施例1

请参阅图5，图中所示为某一品牌的无线产品主板天线匹配电路和对称式调谐单元的具体电路形式，PORT1表示射频芯片端，PORT2表示测试仪表端，天线弹片(ANT CLIPCONTACT)至PORT1之间为天线匹配电路，由电容器C2和电感器L3组成，天线弹片至PORT2之间的电路为对称式调谐单元，从图5可以看出对称式调谐单元的电路和天线匹配电路匹配共同组成双端口对称式结构网络，目的是保证端口2(PORT2)和端口1(PORT1)的射频S参数对称性。由于该天线同时支持N78和N79这两个频段，根据无线产品天线匹配的组成形式(电容器C2和电感器L3)，经过调试发现，需要使用单刀双掷的射频开关U10、U12来进行切换对称式调谐单元的电路，以达到适配两个频段的天线匹配电路。

当射频芯片在N79(4.4-5.0GHz)频段工作时，对称式调谐单元通过U12和U10切换成T型分支，并进行S参数测试，其中测试仪表端可以直接测试得到，射频芯片端由于本申请的验证需要，故连接有输出线进行测试观察；N79全频段双端口S参数请参阅图6，统计数据如下表1：

表1

频率	S21(dB)	S12(dB)	S11(dB)	S22(dB)
					M1(4.4GHz)	-1.682	-1.4716	-12.6376	-11.4213
M2(4.7GHz)	-1.8864	-1.7809	-19.2705	-18.0901
					M3(5.0GHz)	-4.2889	-4.3159	-30.6656	-21.5202

由该数据可以看出，并根据射频天线的一般性规律，回波损耗小于-10dB且插入损耗大于-3dB，则表明该射频通路符合质量要求，无论是从射频芯片发射至测试仪表通路还是测试仪表发射至测试仪表端通路，射频信号的损耗都符合质量要求，在整个射频网络中可以达到相应的目的，也就是说，在本发明中的通路下进行射频芯片发射和接收质量验证，是真实可靠且有效的。从而达到了本发明的设计初衷：省去射频测试座。

当射频芯片切换至N78(3.3～3.8GHz)工作时，电路切换到π型分支，实际测试数据如下，改变图6中可调电容C178来覆盖N78低中高全频段的双端口S参数需求，调整到N78低频匹配时S曲线请参阅图7，统计数据如下表2：

表2

频率	S21(dB)	S12(dB)	S11(dB)	S22(dB)
					M1(3.3GHz)	-5.0460	-5.0015	-16.5928	-18.2549
M2(3.55GHz)	-6.2565	-6.0111	-11.7213	-12.5851
					M3(3.8GHz)	-6.8678	-7.7143	-4.9839	-10.1026

调整到N78中频匹配时S曲线请参阅图8，统计数据如下表3：

表3

频率	S21(dB)	S12(dB)	S11(dB)	S22(dB)
					M1(3.3GHz)	-6.6785	-6.5639	-6.5476	-11.5782
M2(3.55GHz)	-5.7929	-5.7790	-28.8105	-16.0654
					M3(3.8GHz)	-6.6259	-7.2968	-6.6909	-10.9517

调整到N78高频匹配时S曲线请参阅图9，统计数据如下表4：

表4

频率	S21(dB)	S12(dB)	S11(dB)	S22(dB)
					M1(3.3GHz)	-10.6605	-10.7280	-2.4385	-8.0147
M2(3.55GHz)	-6.9525	-7.3141	-7.019	-12.1430
					M3(3.8GHz)	-6.7232	-7.0736	-11.9343	-12.2422

另外，由于在端口2增加了一个3dB衰减器，回波损耗S11和S22的对称性以及插入损耗S21和S12有所恶化，但是由于端口2是测试仪表端，工程应用中也可以通过这种方式使得双端口网络的回波损耗S11和S22都低于-10dB，保证通道的可测试性。综上所述，对称式调谐单元可以通过切换开关进行电路调整，以适配天线匹配电路的改变，从而形成整体上的双端口对称式网络结构，在阻抗匹配后，一个方向上测定的回波损耗和插入损耗可以表征相反方向通路对应的损耗值，从而只需要在一端进行验证后即可进行测试，并且对于批量化生产的待测试产品，只需要进行一次的检验便可进行批量化测试。

实施例2

请参阅图10、图17-19，图10中分别有ABC三个电路部分，C部分电路为无线产品主板(4G天线)的天线匹配电路，且为了说明本发明，省略了实际生产中用到的天线开关芯片，通过分别列举的方式表达不同频段使用的匹配形式，也就是在C部分电路进行变化时，调整A和B部分的电路达到ABC整体的对称形式；其中B部分就是调谐电路部分，A部分为对称电路部分。经过调试发现，需要使用B框中单刀双掷的射频开关U4、U5来进行π型调谐电路串联可调电容C224的切换，需要使用B框中单刀四掷的射频开关U6、U7来进行π型调谐电路两个并联到地分支上元件值的切换，为了保证对称，切换到地的元件值必须一致。

当射频芯片在B5频段(824-894MHz)工作时，B框中单刀双掷开关U4、U5切换到可调电容C224通路，单刀双掷开关U6切换到电感器L2(18nH)，单刀双掷开关U7切换到电感器L3(18nH)，A框中单刀双掷开关U1切换到L5(1.5nH)和C12(2.7pF)并联的状态，单刀四掷开关切换到C2(1.5pF)，再加上A框中的电容器C113(0.6pF)和C框中无线产品主板4G天线B5频段的匹配组成对称形式。

B5频段的S曲线请参阅图11，统计数据如下表5：

表5

频率	S21(dB)	S12(dB)	S11(dB)	S22(dB)
					M1(824MHz)	-3.7655	-3.7825	-10.5025	-20.7796
M2(859MHz)	-3.1432	-3.1738	-13.8507	-13.8200
					M3(894MHz)	-3.1955	-3.1799	-30.1717	-11.9404

该数据表明该射频通路符合质量要求，无论是从射频芯片发射至测试仪表通路还是测试仪表发射至测试仪表端通路，射频信号的损耗都符合质量要求，在整个射频网络中可以达到相应的目的。

当射频芯片在频段B40、B41(2.3～2.7GHz)工作时，B框中单刀双掷开关U4、U5切换到可调电容C224通路，单刀双掷开关U6切换到电感器L1(1.2nH)，单刀双掷开关U7切换到电感器L3(1.2nH)，A框中单刀双掷开关U1切换到断开(NC)状态，单刀四掷开关切换到C134(1.0pF)，再加上A框中的电容器C113(0.6pF)和C框中无线产品主板4G天线B40/B41频段的匹配组成对称形式.

B40、B41频段的S曲线请参阅图12，统计数据如下表6：

表6

同理，该数据表明在进行对称式网络匹配后，单端口数据可以表征双方向下的射频通路质量，从而使得在阻抗匹配时可以通过单端口验证是否合适，并且达到良好的测试效果，射频信号的测试数据真实可靠。

实施例3

请参阅图20，图21-23，图20中分别有ABC三个电路部分，C部分电路为无线产品主板的天线匹配电路，该天线匹配电路采用了Tuner芯片进行多种频段的天线匹配电路切换，具体的频段包括B1、B3、B40、B41、N78；C部分列举了各种频段下的天线匹配电路；同时在A部分为对称式协调单元的部分电路，为了和C部分匹配采用了Tuner芯片构成对称形式；在B框中是为了构成整体对称网络、并且能够进行阻抗匹配的电路；在调试时发现，需要利用单刀双掷的射频开关U4、U5进行π型调谐电路和T型调谐电路的切换；使用B框中单刀四掷的射频开关U6、U7进行π型调谐电路两个并联到地分支上元件值的切换，为了保证对称性，切换到地的元件值必须一致。

例如当工作在N78频段(3.3-3.8GHz)工作时，A部分的Tuner芯片U2切换到和C部分中N78天线匹配电路对称的形式，B部分电路切换到T型分支，其实际测试数据如下表7，并且通过改变B部分电路中的可调电容C5来覆盖N78低中高全频段的双端口S参数需求；S参数参阅图24。

表7

频率	S21(dB)	S12(dB)	S11(dB)	S22(dB)
					M1(3.3GHz)	-1.0538	-0.9650	-12.8669	-12.3451
M2(3.55GHz)	-0.8663	-0.9029	-25.6782	-22.9579
					M3(3.8GHz)	-1.6161	-1.6288	-13.6325	-14.2653

同理，该数据表明在进行对称式网络匹配后，单端口数据可以表征双方向下的射频通路质量，从而使得在阻抗匹配时可以通过单端口验证是否合适，并且达到良好的测试效果，射频信号的测试数据真实可靠

实施例4

请参阅图13-15，由于对称形式的电路在具体设置上可以由多种元器件选择排列构成，所以不应当理解本发明的实施方案拘泥于说明书中的实施例，比如常用的T型和π型对称网络形式，其根据元器件个数的不同还分为如一级并联的π型、三级π型和三级T型，而本发明中提到的对称式调谐单元包括但不限于上述形式。

还公开一种具有对称调谐单元的无需射频测试座信号测试方法，请参阅图16，基于的具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统实现，包括以下步骤：

S1、获取待测试产品的天线匹配电路；

S2、利用射频测试探针连接天线匹配电路和对称式调谐单元，对称式调谐单元与测试仪表模块电性连接；

S3、对称式调谐单元与天线匹配电路构成对称式射频通路，并进行阻抗匹配；

S4、在构成了对称式射频通路后，验证该通路的回波损耗和插入损耗，当回波损耗和插入损耗符合阈值时，进行射频信号测试。

在S1中，确定待测试频段下的天线匹配电路形式，其中包括元器件连接方式和元器件类型，对称式调谐单元通过切换开关进行元器件连接方式的切换，以与天线匹配电路构成对称式射频通路。在S3中，对称式调谐单元与天线匹配电路构成的对称式射频通路形式包括T型对称网络和π型对称网络。在S4中检测回波损耗和插入损耗时，通过以下步骤对进行判断：

利用测试仪器发送第一电信号，第一电信号被射频电路的射频芯片接收，标记为第二电信号，通过第一电信号和第二电信号得到这一信号通路下的插入损耗，观测当前的回波损耗；调整对称式调谐单元，使回波损耗至小于第一阈值，插入损耗小于第二阈值，从而完成阻抗匹配。

还公开一种具有对称调谐单元的无需射频测试座信号测试装置，包括的一种具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统。

本发明的优势在于：

1)利用本发明可以直接省去射频测试座，直接将射频测试探针电连接天线弹片，通过对称式调谐单元进行阻抗匹配，并和天线匹配电路组成对称式的射频通路，简化验证操作，保证射频信号测试数据的真实性和可靠性；

2)通过在对称式调谐单元内设置有切换开关，可以直接适配不同规格、不同型号的射频芯片和同一射频芯片下的不同频段电路，并且适配后也是形成对称形式的网络，使得单端口测量数据可以表征双端口通路质量，从而保证射频信号测试操作方便、数据准确。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统，其特征在于，应用于无射频测试座的测试系统；包括对称式调谐单元，所述对称式调谐单元的一端与待测试主板的天线匹配电路连接，所述对称式调谐单元的另一端与外界的测试仪表模块连接，所述对称式调谐单元用于与天线匹配电路进行匹配，以在射频芯片和所述测试仪表模块之间构成对称形式的双端口射频通路，并通过所述对称式调谐单元进行阻抗匹配。

2.根据权利要求1所述的具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统，其特征在于，还包括射频测试探针，所述射频测试探针的一端与所述天线匹配电路中的天线弹片连接，另一端与所述对称式调谐单元连接；在射频芯片和所述射频测试探针之间为待匹配的天线匹配电路，所述对称式调谐单元与待匹配的天线匹配电路构成对称式射频通路。

3.根据权利要求1所述的具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统，其特征在于，所述对称式调谐单元包括电连接的对称电路和调谐电路；所述对称电路与天线匹配电路构成对称形式，所述天线匹配电路与所述对称电路之间设置有所述调谐电路；所述调谐电路为T型匹配网络或π型匹配网络。

4.根据权利要求1-3任一项所述的具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统，其特征在于，所述对称式调谐单元由电容、电感、电阻、可变电容、可变电感、可变电阻中的一种或多种组成。

5.根据权利要求1-2任一项所述的具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统，其特征在于，所述对称式调谐单元还设置有切换开关，所述切换开关用于调整所述对称式调谐单元的通路中元器件数量，使切换后的所述对称式调谐单元与不同频段的天线匹配电路构成对称形式的双端口射频通路。

6.一种具有对称调谐单元的无需射频测试座信号测试方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述的具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统实现，包括以下步骤：

S1、获取待测试产品中的天线匹配电路；

S2、利用所述射频测试探针连接天线匹配电路和所述对称式调谐单元，所述对称式调谐单元与所述测试仪表模块电性连接；

S3、所述对称式调谐单元与天线匹配电路构成对称式射频通路，并进行阻抗匹配；

S4、在构成了对称式射频通路后，验证该通路的回波损耗和插入损耗，当回波损耗和插入损耗符合阈值时，进行射频信号测试。

7.根据权利要求6所述的具有对称调谐单元的无需射频测试座信号测试方法，其特征在于，在S1中，确定待测试频段下的天线匹配电路形式，其中包括元器件连接方式和元器件类型，所述对称式调谐单元通过所述切换开关进行元器件连接方式的切换，以与天线匹配电路构成对称式射频通路。

8.根据权利要求6所述的具有对称调谐单元的无需射频测试座信号测试方法，其特征在于，在S3中，所述对称式调谐单元包括电连接的对称电路和调谐电路；所述对称电路与天线匹配电路构成对称形式，所述天线匹配电路与所述对称电路之间设置有所述调谐电路；所述调谐电路为T型匹配网络或π型匹配网络。

9.根据权利要求6所述的具有对称调谐单元的无需射频测试座信号测试方法，其特征在于，在S4中检测回波损耗和插入损耗时，通过以下步骤对进行判断：

利用测试仪器发送第一电信号，所述第一电信号被射频电路的射频芯片接收，标记为第二电信号，通过所述第一电信号和所述第二电信号得到这一信号通路下的插入损耗，观测当前的回波损耗；调整所述对称式调谐单元，使回波损耗至小于第一阈值，插入损耗小于第二阈值，从而完成阻抗匹配。

10.一种具有对称调谐单元的无需射频测试座信号测试装置，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的一种具有对称式调谐单元的无射频测试座信号测试系统。

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