CN206370835U - 一种射频测试用自动校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射频测试用自动校准装置包括箱体；箱体内部设有电源模块、主控模块、单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块；箱体外侧壁设置外部接口模块、射频接头；射频接头通过射频线分别与单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块相连；单刀多掷同轴机械射频开关模块通过射频线与双刀双掷机械射频开关模块连接；单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块分别与主控模块连接。本实用新型通过控制单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块的开关动作，具有操作简单，维护便捷，可扩展性和通用性高等特点，尤其成本价格低，适合产业化。

Description

一种射频测试用自动校准装置

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种射频测试用自动校准装置。

背景技术

随着无线通讯技术的发展，通信设备的功能愈加复杂，对于无线通信系统的射频测试也提出了更高的要求，尤其对于4G、5G通信系统，射频指标数量多，指标要求高，测试过程中需要搭建多个测试环境，测试环境复杂，工作量大。为提升测试效率，实现自动化测试成为目前的测试的发展方向，自动化测试的重点是物理环境固定，采用各类的控制方法实现自动的环境调整，降低或排除人为的操作。而通常测试环境的校准工作占据了大量的时间和人工操作工作量，在通道数或者测试环境较为复杂的情况下，需要手动改变被测端口、仪器端口以及内部环境互联等，一次及完整校准会花费大量时间，是自动测试系统中需要迫切解决的重要环节。现有的校准测试装置，未考虑被测端口和仪器的自动更换，以及端口数较少等原因，还存在需要手动调整端口等人为操作的环节，效率低下，同时操作性、易用性等方面存在不人性化的问题等，尤其是散热效果差，无法解决通信测试过程中温度上升的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种射频测试用自动校准装置，用于实现无线通讯射频测试环境的自动化校准，特别用于无线通信射频自动化测试环境的校准，降低校准过程的工作量，减少校准过程对线缆和环境的破坏；同时架构简单，可灵活根据测试环境的要求来定制输入输出端口数，测量准确、可靠性强。

为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种射频测试用自动校准装置，包括箱体；所述箱体内部设有通风模块、电源模块、主控模块、单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块；所述箱体侧壁设置外部接口模块、射频接头；所述射频接头通过射频线分别与所述单刀多掷同轴机械射频开关模块和所述双刀双掷机械射频开关模块相连；所述单刀多掷同轴机械射频开关模块通过射频线与所述双刀双掷机械射频开关模块连接；所述单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块分别与主控模块连接；所述通风模块包括通风道与通风窗；所述通风窗位于箱体侧壁；所述通风道为圆台结构；所述圆台结构中面积小的底面安装在箱体内侧壁通风窗处，面积大的底面朝向主控模块；所述通风道内部设有风扇与滤网。

上述技术方案中，所述电源模块主要进行电压变换，与主控模块相连，提供相应的工作电压，连接方式为现有技术。射频测试中，信号不断传输，各模块运算很快，短时间会造成箱体内部温度上升，极易影响信号传输准确性，从而影响测试结果，如果箱体内温度持高不下，很容易导致主板运行故障，甚至导致覆铜板铜线熔铜、断焊，使得数据无法传输，甚至更换主板，代价非常大，所以降低箱体内部温度尤其是主板温度具有十分重要的现实意义。本实用新型采用将通风模块安装在与主控模块相对的位置处，通过通风道的定位输送可以使得气流直接吹过主板表面，有效增大气流与主板的接触面，再排出热气流，通风窗由复数个通风孔组成，每个通风孔的孔径没有特别限制，常规尺寸即可，比如1毫米左右；通风道为空心管状结构，一端口安装在箱体侧壁内侧，与通风窗位置一致，内部设有风扇，这样启动风扇就可以将外界的凉风从通风窗吸入，经过另一端口吹向控制主板；优选的，通风窗为方形结构，通风道为圆形结构，圆形结构节省空间，并且避免其他结构存在的棱角伤害。通风道内部设有活性炭滤网，过滤精度为250～300目；可以有效过滤外界空气中的污染物，防止破坏主板精细电路；滤网可以在风扇前，也可以在风扇后，优选在风扇前即通风道内部，滤网位于圆台结构中面积小的一端，这样经过风扇的风不含污染颗粒。圆台结构为上下表面为圆形、侧面为弧面的结构，两个圆形表面面积不等；本实用新型将通风道设计为圆台形，面积大的底面对着主板，可以扩大气流面积、减缓流速，改善散热，同时避免气流损伤电子元件。

上述技术方案中，所述单刀多掷同轴机械射频开关模块包括两个单刀多掷同轴机械射频开关，每个开关均带有通讯接口，通过通讯接口与主控模块电性相连，可接收控制信息进行开关通道的设置。两个开关间使用射频线相连。本实用新型可以单独使用每一个单刀多掷同轴机械射频开关，也可以同时使用。所述双刀双掷机械射频开关模块包括一个双刀双掷机械射频开关，开关带有通讯接口，通过通讯接口与主控模块电性相连，可接收控制信息进行开关通道的设置，以实现仪表端口的内部较好。所述外部接口模块包括以太网口、RS232接口，一般位于箱体后侧面，可以通过螺钉固定在箱体的后面板部分，通过常规电子线路与主控模块相连。

本实用新型中，主控模块具有逻辑控制功能，主要包括安装一组MCU处理芯片和存储电路的主板，与所述外部接口模块相连；所述的主控模块通过电缆与所述的单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块相连，根据外部接口模块提供的开关信息，控制单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块的动作。本领域技术人员根据需要可以市购主控模块，或者在现有主控模块基础上进行简单设计。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点:

1．本实用新型首次公开了一种射频测试用自动校准装置，为射频环境自动校准系统，系统架构设计合理，功能电路实现较好，系统性能优良、稳定；特别适合用于射频测试环境线损的自动校准。

2．本实用新型公开的射频环境自动校准装置通过单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块实现测试环境输入口、输出口与测试仪表的连接，并可以灵活组合，适用范围广。

3. 本实用新型公开的射频测试用自动校准装置能够对连接仪表的两个端口进行内部切换，实现被测试环境线损的双向校准。校准使用的仪表不仅可以是矢量网络分析仪，也可以使用频谱仪加信号源，通过对双刀双掷机械射频开关模块的控制，在装置内部实现对两台仪表的切换。

4. 本实用新型公开的射频测试用自动校准装置能够对自身差损进行测量，实现校准过程的全自动化。单刀多掷同轴机械射频开关模块内两个单刀多掷开关间互联的射频线，实现了装置自身的环回，通过测量环回路径的线损即可得到整机所有通道的线损。装置在安装时需要保证不同通道间差损误差+/-0.1dB。

附图说明

图1为实施例一种射频环境自动化校准装置的结构示意图；

图2为实施例一种射频环境自动化校准装置的后视结构示意图；

其中：箱体1、电源模块2、主控模块3、双刀双掷机械射频开关模块4、通风道5、通风窗6、单刀五掷开关7、单刀九掷开关8、以太网口9、RS232接口10、仪表接口11、射频环境接口12、外部电源接口13。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一

参见附图1-2，一种用于射频测试自动化校准装置，包括箱体1，内部设有通风模块、电源模块2、主控模块3、单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块4；箱体侧壁设置外部接口模块、射频接头；通风模块包括通风道5与通风窗6；通风窗位于箱体侧壁；通风道为圆台结构；圆台结构中面积小的底面安装在箱体内侧壁通风窗处，面积大的底面朝向主控模块；通风道内部设有风扇与过滤精度为250目的活性炭滤网，滤网位于圆台结构中面积小的一端，通风窗由复数个通风孔组成；双刀双掷机械射频开关模块为一个双刀双掷开关，单刀多掷同轴机械射频开关模块为一个单刀五掷开关7和一个单刀九掷开关8；开关输入输出通过通讯接口射频SMA接头，通过射频线分别互相以及与仪表接口相连，与主控模块电性连接，并通过螺钉固定在箱体内部；外部接口模块包括以太网口9、RS232接口10，通过螺钉固定在箱体的后面板部分，通过电子线路与主控模块相连；射频接头包括仪表接口11以及射频环境接口12（射频环境输入口八个，输出口四个，都采用同样的标示，仅标注一处），其余元件与之相配常规连接；主控模块为包括MCU处理器和存储器件的电路板，通过螺钉固定在箱体内部，根据外部接口模块提供的开关控制信息，控制单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块的开关动作；电源模块为常规电压变换电路，具有外部电源接口13，通过螺钉固定在箱体内部，通过电子线路与主控模块相连，提供相应的工作电压。

射频接头通过射频线分别与单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块相连，单刀多掷同轴机械射频开关模块通过射频线与双刀双掷机械射频开关模块连接，单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块分别与主控模块连接，外部接口模块通过电路与主控模块相连，各模块之间的电性连接以及数据线连接为本领域常规连接，为了附图清楚简洁，一些常规连接以及常规安装方式未显示在图中；风扇以及滤网采用常规方式安装在通风道内，附图没有显示；同时为了清楚表示箱体内部结构，附图1中箱体前盖取下，内部朝上，为下图，实际应用时，为整体结构。

本实用新型连接频谱仪和信号源进行环境校准，频谱仪和信号源分别连接装置的两个仪表端口，用户环境的输出接口连接单刀五掷开关，用户环境的输入接口连接单刀九掷开关，用户通过本地触摸屏或者自动程序控制单刀五掷开关和单刀九掷开关遍历每一种组合方式，测量完毕后装置自动控制双刀双掷开关切换，实现用户环境反向校准；连接矢量网络分析仪进行环境校准，矢量网络分析仪的两个端口分别连接装置的两个仪表端口，用户环境的输出接口连接单刀五掷开关，用户环境的输入接口连接单刀九掷开关，用户通过本地触摸屏或者自动程序控制单刀五掷开关和单刀九掷开关遍历每一种组合方式，用户通过控制矢量网络分析仪完成S21和S12测量，实现用户环境的正反向校准。特别的，通风道可以直吹控制主板，有效流通箱内气流，带动热量散失；并利用圆台结构扩大气流面积、减缓流速，改善散热效果的同时避免损伤电子元件。

实施例二

一种射频测试的自动化校准装置，包括箱体，内部设有电源模块、主控模块、二个单刀九掷开关和一个双刀双掷开关、通风模块；箱体外侧壁设置外部接口模块（太网口、RS232接口）、射频接头；单刀九掷开关和双刀双掷开关输入输出通过通讯接口射频SMA接头，通过射频线分别相连，与主控模块电性连接，并通过螺钉固定在箱体内部；射频接头包括仪表接口以及射频环境接口（其中射频环境输入口八个，输出口四个），其余元件与之相配常规连接；通风模块包括圆台结构通风道与通风窗；圆台结构中面积小的底面安装在箱体内侧壁通风窗处，面积大的底面朝向主控模块；通风道内部设有风扇与过滤精度为300目的活性炭滤网，滤网位于圆台结构中面积小的一端，通风窗由复数个通风孔组成；主控模块为主要包括MCU处理器和存储器件的电路板，通过螺钉固定在箱体内部，根据外部接口模块提供的开关控制信息，控制单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块的开关动作；电源模块为常规电压变换电路，具有外部电源接口，通过螺钉固定在箱体内部，通过电子线路与主控模块相连，提供相应的工作电压。射频接头通过射频线分别与单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块相连，单刀多掷同轴机械射频开关模块通过射频线与双刀双掷机械射频开关模块连接，单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块分别与主控模块连接，外部接口模块分别通过电路与主控模块相连，各模块之间的电性连接以及数据线连接为本领域常规连接。

具体应用时，连接频谱仪和信号源进行环境校准，频谱仪和信号源分别连接装置的两个仪表端口，用户环境的输出接口连接其中一个单刀九掷开关，用户环境的输入接口连接另一个单刀九掷开关，用户通过本地触摸屏或者自动程序控制单刀九掷开关遍历每一种组合方式，测量完毕后装置自动控制双刀双掷开关切换，实现用户环境反向校准；连接矢量网络分析仪进行环境校准，矢量网络分析仪的两个端口分别连接装置的两个仪表端口，用户环境的输出接口连接其中一个单刀九掷开关，用户环境的输入接口连接另一个单刀九掷开关，用户通过本地触摸屏或者自动程序控制单刀九掷开关遍历每一种组合方式，用户通过控制矢量网络分析仪完成S21和S12测量，实现用户环境的正反向校准。

本实用新型实现了多路输入端口多路输出端口的射频环境自动校准装置，本领域技术人员可根据射频测试环境的需求，编写控制程序，通过以太网口、RS232接口进行通信，通过控制单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块的开关动作，具有操作简单，维护便捷，可扩展性和通用性高等特点，尤其成本价格低，适合产业化。

Claims (10)

1.一种射频测试用自动校准装置，其特征在于：所述射频测试用自动校准装置包括箱体；所述箱体内部设有通风模块、电源模块、主控模块、单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块；所述箱体侧壁设置外部接口模块、射频接头；所述射频接头通过射频线分别与所述单刀多掷同轴机械射频开关模块和所述双刀双掷机械射频开关模块相连；所述单刀多掷同轴机械射频开关模块通过射频线与所述双刀双掷机械射频开关模块连接；所述单刀多掷同轴机械射频开关模块和双刀双掷机械射频开关模块分别与主控模块连接；所述通风模块包括通风道与通风窗；所述通风窗位于箱体侧壁；所述通风道为圆台结构；所述圆台结构中面积小的底面安装在箱体内侧壁通风窗处，面积大的底面朝向主控模块；所述通风道内部设有风扇与滤网。

2.根据权利要求1所述射频测试用自动校准装置，其特征在于：所述外部接口模块分别通过电路与主控模块相连。

3.根据权利要求1所述射频测试用自动校准装置，其特征在于：所述通风道内部，滤网位于圆台结构中面积小的一端。

4.根据权利要求1所述射频测试用自动校准装置，其特征在于：所述滤网为活性炭滤网，过滤精度为250～300目。

5.根据权利要求1所述射频测试用自动校准装置，其特征在于：所述单刀多掷同轴机械射频开关模块包括两个单刀多掷同轴机械射频开关。

6.根据权利要求1所述射频测试用自动校准装置，其特征在于：所述双刀双掷机械射频开关模块包括一个双刀双掷机械射频开关。

7.根据权利要求1所述射频测试用自动校准装置，其特征在于：所述单刀多掷同轴机械射频开关模块通过通讯接口与主控模块电性相连；所述双刀双掷机械射频开关模块通过通讯接口与主控模块电性相连。

8.根据权利要求1所述射频测试用自动校准装置，其特征在于：所述外部接口模块包括以太网口、RS232接口。

9.根据权利要求1所述射频测试用自动校准装置，其特征在于：所述射频接头包括仪表接口以及射频环境接口。

10.根据权利要求1所述射频测试用自动校准装置，其特征在于：所述通风窗由复数个通风孔组成。