CN208272981U - Trea多通道测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种TREA多通道测试装置，包括主控制器，用于监测和控制被测设备控制器并且分别控制该信号源、频谱仪、网络分析仪、功率计和射频矩阵开关；主控制器通过网络交换机分别与信号源、频谱仪、网络分析仪、功率计和射频矩阵开关连接；信号源，用于对该被测设备控制器进行信号输入；频谱仪，用于监测该被测设备控制器频谱信号；网络分析仪，用于检测该被测设备控制器网络参数信号；功率计，用于检测该被测设备控制器输出功率；射频矩阵开关，用于控制该被测设备控制器网络射频信号开启与闭合。本实用新型在于提供一种对多通道射频收发设备进行全面的电性能自动化测试，实现多通道指标参数的完整测试的一种TREA多通道测试装置。

Description

TREA多通道测试装置

技术领域

本实用新型涉及信号通道测试技术领域，尤其涉及一种TREA多通道测试装置。

背景技术

随着现代通信技术的发展,对其设备的测试要求越来越高,不仅需要测试的可靠性还要兼顾测试高效性.在目前,大多通信设备目前采用的测试工艺为手动或部分自动测试的方法.其测试工艺的可靠性和效率远远不能满足复杂通信测试需要.本着提高测试效率,可靠性的需求,我们开发研制此专利技术。

中国专利申请号为：201220392944.4，申请日是:2012年08月09日，公开日是：2013年02月20日，专利名称为：多种通讯方式集成的多通道测试装置，公开了一种多种通讯方式集成的多通道测试装置，包括通讯测试装置机箱，所述的通讯测试装置机箱上设有DB15通讯端口、DB9串口，DB15通讯端口内的第一路通讯模块、第二路通讯模块、第三路通讯模块、第四路通讯模块分别通过DB9串口内的第一串口模块、第二串口模块、第三串口模块、第四串口模块的转换与计算机上的RS232-1通讯端口、RS232-2通讯端口、RS232-3通讯端口、RS232-4通讯端口相连，该DB15通讯端口分别与被测模板PCBA相连；该在先申请的有益效果为：如果其中某个通道的子模块坏掉的话，只需要将该通道子模块拔出，更换一块新的即可，现场维修方便，维修时间短，最大限度的减少设备故障带来的生产停顿时间。

上述专利文献虽然公开了一种多种通讯方式集成的多通道测试装置，但是，该专利文献还不能用于多通道射频收发组件快捷自动化测试的复杂集成设备。

发明内容

本实用新型目的是克服现有技术的不足，提供一种对多通道射频收发设备/模块进行大量全面的电性能自动化测试，实现多通道指标参数的完整测试；操作简便，安全、可靠的一种TREA多通道测试装置。

为了实现本实用新型目的，可以采取以下技术方案：

一种TREA多通道测试装置，包括主控制器、网络交换机、被测设备控制器、信号源、频谱仪、网络分析仪、功率计和射频矩阵开关；所述主控制器，用于监测和控制被测设备控制器并且分别控制该信号源、频谱仪、网络分析仪、功率计和射频矩阵开关；所述主控制器制通过网络交换机分别与信号源、频谱仪、网络分析仪、功率计和射频矩阵开关连接；

所述信号源，用于对该被测设备控制器进行信号输入；所述频谱仪，用于监测该被测设备控制器频谱信号；所述网络分析仪，用于检测该被测设备控制器网络参数信号；所述功率计，用于检测该被测设备控制器输出功率；所述射频矩阵开关，用于控制该被测设备控制器网络射频信号开启与闭合；所述信号源、频谱仪、网络分析仪、功率计和射频矩阵开关分别和所述被测设备控制器连接。

进一步地，主控制器包括显示器，用于显示主控制器监测信息。

更进一步地，主控制器为个人电脑。

在其中一个实施例中，本实用新型还包括功放器，所述主控制器控制该功放器。

在其中一个实施例中，本实用新型还包括衰减器，该衰减器用于检测所述被测设备控制器信号，该衰减器与所述被测设备控制器连接。

其中，射频矩阵开关包括功率开关、信号开关、微波开关，所述功率开关用来对电源进行切换；矩阵开关和微波开关用于对信号进行切换。

本实用新型的有益效果是：1)本实用新型具有对多通道射频收发设备/模块进行大量全面的电性能自动化测试，可以一次连接被测件，实现多通道指标参数的完整测试；2)本实用新型能够实现多通道间同一指标的快速测试对比等数据分析功能；3)本实用新型测试功能齐全，操作简便，安全可靠，适合普遍推广。

附图说明

图1为本实用新型实施例TREA多通道测试装置系统方框图；

图2为本实用新型实施例TREA多通道测试装置电路方框图；

图3为本实用新型实施例TREA多通道测试装置等效二端网络示意图；

图4为本实用新型实施例TREA多通道测试装置功率测量系统方框图；

图5为本实用新型实施例TREA多通道测试装置散射参数测量系统方框图；

图6为本实用新型实施例TREA多通道测试装置杂散参数测量系统方框图；

图7为本实用新型实施例TREA多通道测试装置开关网络结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及本实用新型的实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

参看图1，该一种TREA多通道测试装置，包括主控制器1、网络交换机2、被测设备控制器3、信号源4、频谱仪5、网络分析仪6、功率计7和射频矩阵开关8；所述主控制器1，用于监测和控制被测设备控制器3并且分别控制该信号源4、频谱仪5、网络分析仪6、功率计7和射频矩阵开关8；所述主控制器1通过网络交换机2分别与信号源4、频谱仪5、网络分析仪6、功率计7和射频矩阵开关8连接；

所述信号源4，用于对该被测设备控制器3进行信号输入；所述频谱仪 5，用于监测该被测设备控制器3的频谱信号；所述网络分析仪6，用于检测该被测设备控制器3的网络参数信号；所述功率计7，用于检测该被测设备控制器3的输出功率；所述射频矩阵开关8，用于控制该被测设备控制器3 的网络射频信号开启与闭合；所述信号源4、频谱仪5、网络分析仪6、功率计7和射频矩阵开关8分别和所述被测设备控制器3连接。

所述信号源4、频谱仪5、网络分析仪6、功率计7、射频矩阵开关8、是整个测试设备的数据采集中心和信号导向中心，为满足被测设备一次性安装多种指标测试的情况，我们需要使用射频矩阵开关将被测信号通过不同的链路并导向不同的测试仪表。

本实施例中，所述的主控制器1包括显示器11，用于显示主控制器1 监测信息，所述的主控制器1为个人电脑(PC)。

本实用新型具有如下功能：PC机1通过串口对控制被测设备控制器3 发送指令，通过网线对开关矩阵发送指令，指令主要包含要测试的参数，控制被测设备控制器3测试时根据所需要的测试指标，信号通道实行自动切换，导通相应的仪器，完成对测试结果的记录。所述信号源4、频谱仪5、网络分析仪6、功率计7、射频矩阵开关8、的设置可由PC机1完成，PC机1 还能实现脉冲矢量网络分析仪和噪声系数测量的自动校。通过PC机1通过显示器11使用人机界面与用户交互，用户通过人机界面控制组件测量。因此，本实用新型可以由各种微波测试仪器、测试设备控制设备、开关矩阵、微波元器件和电缆组成。

在本实用新型自动化测试设备的过程中，涉及到的技术很多，解决的关键技术主要有：

a)射频开关矩阵的设计；

b)使用最少量的同轴开关，使各路信号通道的损耗和驻波最小，而且要保证开关切换时通道各参数变化最小，一致性要好；

c)PC机与仪器设备的通信；

d)PC机对测试仪器、被测设备控制器、开关矩阵等发送指令和结果的反馈；

e)设备噪声的测试，在本设备中，附加了许多级联开关和电联，在被测件的前端和后端均附加了噪声和损耗，真实的噪声系数应该由测试结果修正得到，而且要使开关通道切换对测试结果影响要小；

f)测量前的校准问题；

g)每次测量前都把仪表进行校准不利于快速完成测试，所以最好能够实现单次校准多次测量；

h)测试结果的数据存储和管理分析；

i)仪器测量结果由PC机自动读取，然后再建立相应的数据库，方便以后使用。

参看图2，本实用新型测试电路原理为：在发射状态时，对內辐射端接收雷达前级功率放大器辐射的发射信号，根据波控机传来发射状态的数控移相器91和衰减数据92，由本实用新型内的波控芯片写入数控移相器91和数控衰减器92，单刀双掷开关93设置在发射通道，经微波发射功率放大器94 放大后通过环形器95到对外辐射端辐射。

在接收状态时，对外辐射端接收回波信号，经环形器95、隔离器96和限幅器97保护和匹配后，通过微波低噪放器98放大，单刀双掷开关93在接收通道，根据波控机传来的接收状态数控移相器91和衰减数据，由本实用新型的波控芯片写入数控移相器91和数控衰减器92，最后到对内辐射端辐射。

参看图3，在TR组件测试中，可将本实用新型测试装置等效为一个微波二端口网络，而对于一个二端口网络可以用4个散射参数(S参数)描述其特性，在微波设备中其实际意义为测试信号与输入信号的功率比，该图3中 DUT(device under test)代表待测元件，在本测试设备中就是被测设备控制器3，带有箭头的线表示在DUT两个端口的信号输入和流动情况。

由于本实用新型发射通道的峰值功率很高，已经超出了矢量网络分析仪和频谱仪所能测试的最大功率，所以对发射通道相关指标的测试需要加入衰减器，实际的指标值应该由测试值加上衰减量。在测试发射通道的杂波抑制指标时，由于矢量网络分析仪内部信号源的杂散指标不够，所以需要外加一个信号源用作杂散源。由微波矩阵开控制通道的切换，开关矩阵主要由同轴开关组成，可以同时测试八通道。

实施例2

参看图4，与上述实施例的不同之处在于，本实用新型还包括功放器81，所述主控制器1控制该功放器81。

本实用新型还包括衰减器61，该衰减器61用于检测所述被测设备控制器信号，该衰减器61与所述被测设备控制器3连接。

本实施例是对被测设备控制器3输出功率测量工作原理进行描述：所述主控制器1通过网络交换机2和信号源4、功率计7接在同一个局域网内，实现网口通信控制所述主控制器1通过串口线与功放器61和被测设备控制器3相连，实现串口通信控制；信号源4和功放器61通过射频线缆相连，该功放器61和被测设备控制器3通过射频线缆相连，被测设备控制器3和衰减器61通过射频线缆相连，功率计7和衰减器61通过射频线缆相连。

实施例3

参看图5，本实施例，与上述实施例的不同之处在于，本实施例是对被测设备控制器3散射参数(S参数)测量工作原理进行描述：所述主控制器1 通过网络交换机2和网络分析仪6接在同一个局域网内，实现网口通信控制；所述主控制器1通过串口线和该被测设备控制器3相连，实现串口通信控制；该被测设备控制器3的输入端与网络分析仪6的输出端通过射频线缆相连，被测设备控制器3和衰减器61通过射频线缆相连，网络分析仪6和衰减器61通过射频线缆相连。

实施例4

参看图6，本实施例，与上述实施例的不同之处在于，本实施例是对被测设备控制器3杂散参数测量工作原理进行描述：所述主控制器1通过网络交换机2和信号源4，频谱仪5接在同一个局域网内，实现网口通信控制；所述主控制器1通过串口线与功放器81和被测设备控制器3相连，实现串口通信控制；信号源4和功放器81通过射频线缆相连，功放器81和被测设备控制器3通过射频线缆相连，被测设备控制器3和衰减器61通过射频线缆相连，频谱仪5和衰减器61通过射频线缆相连。

实施例5

参看图7，本实施例，与上述实施例的不同之处在于，所述射频矩阵开,8 包括功率开关、信号开关、微波开关，所述功率开关用来对电源进行切换；矩阵开关和微波开关用于对信号进行切换。

根据实际UUT的测量需求，灵活分配设备的测试资源。目前，自动测试设备中的信号开关设备通常由两个或多个矩阵开关组成，按照各种接口标准相互连接，形成从测试资源到UUT的灵活切换。

开关网络的结构如图7所示，该结构采用矩阵开关对接的方式，形成了环形虚线包围的逻辑意义上的总线，进一步形成开关网络结构。如果把各个型号矩阵开关与各自的4路信号连接在一起，就形成了任意两路接可以互达的总线型开关网络结构。总线的数量，取决于测试时需要同时加载的最大信号通道数；总线的连接能力，取决于矩阵开关模块的数量。(图中双向箭头，表示测试资源TR与连接器ITRC采用直接连接方式。)

构成开关组件/设备的开关类型主要有以下几种。

(1)干簧管继电器。干簧管开关速度快(与电磁继电器相比)，导通电阻小，开关处于密封结构中，但承载大电流和高电压的能力较差。当需要较快的开关速度时，可选择干簧管继电器开关。

(2)水银继电器。它的使用寿命长，导通电阻非常小，无触点抖动。但水银继电器安装位置敏感，必须正确安装才能正常工作，同时水银受到环境因素的影响较大，限制了此类继电器的应用范围。

(3)电磁继电器。目前应用最广泛的是机电式电磁继电器开关，该类继电器既有适用于大功率信号切换的功率开关，也有适用于微波和射频信号切换的高频开关，还有用于光信号切换的光纤开关。该类继电器开关具有开路隔离电阻大、导通电阻小、工作电流大等优点，但一般体积较大、开关速度慢、使用寿命短、所需的驱动电流较大。

(4)场效应管(FET)开关。它为无触点的电子开关，具有体积小、驱动电流低、可靠性高、抗干扰能力强、使用寿命长和开关速度快(可达微秒级)等优点，适用于高密度、大功率、频繁切换信号的应用场合，但场效应管开关导通电阻较大，断开时有漏电流，一般不具有双向导通能力，同时成本价格较高。

本实用新型所述射频功率放大器81是各种无线发射机的主要组成部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大如缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器81。射频功率放大器81电路设计需要对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题进行综合考虑。射频功率放大器81的主要技术指标是输出功率与效率，是研究射频功率放大器的关键。而对功率晶体管的要求，主要是考虑击穿电压、最大集电极电流和最大管耗等参数。为了实现有效的能量传输，天线和放大器之间需要采用阻抗匹配网络。

输出功率：在发射设备中，射频末级功率放大器输出功率的范围可小到毫瓦级(便携式移动通信设备)、大至数千瓦级(发射广播电台)。为了要实现大功率输出，末级功率放大器的前级放大器单路必须要有足够高的激励功率电平。显然大功率发射设备中，往往由二到三级甚至由四级以上功率放大器组成射频功率放大器，而各级的工作状态也往往不同。根据对工作频率、输出功率、用途等的不同要求，可以用晶体管、FET、射频功率集成电路或电子管作为射频功率放大器。在射频功率方面，目前无论是在输出功率或在最高工作频率方面，电子管仍然占优势。现在已有单管输出功率达2000kW的巨型电子管，千瓦级以上的发射机大多数还是采用电子管。当然，晶体管、FET也在射频大功率方面不断取得新的突破。例如，目前单管的功率输出已超过100W，若采用功率合成技术，输出功率可以达到3000W。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种TREA多通道测试装置，其特征在于：包括主控制器、网络交换机、被测设备控制器、信号源、频谱仪、网络分析仪、功率计和射频矩阵开关；所述主控制器，用于监测和控制所述被测设备控制器并且分别控制所述信号源、所述频谱仪、所述网络分析仪、所述功率计和所述射频矩阵开关；所述主控制器通过网络交换机分别与所述信号源、所述频谱仪、所述网络分析仪、所述功率计和所述射频矩阵开关连接；

所述信号源，用于对所述被测设备控制器进行信号输入；所述频谱仪，用于监测所述被测设备控制器频谱信号；所述网络分析仪，用于检测所述被测设备控制器网络参数信号；所述功率计，用于检测所述被测设备控制器输出功率；所述射频矩阵开关，用于控制所述被测设备控制器网络射频信号开启与闭合；所述信号源、所述频谱仪、所述网络所述分析仪、所述功率计和所述射频矩阵开关分别和所述被测设备控制器连接。

2.根据权利要求1所述的TREA多通道测试装置，其特征在于：所述主控制器包括显示器，用于显示所述主控制器监测信息。

3.根据权利要求1所述的TREA多通道测试装置，其特征在于：所述的主控制器为个人电脑。

4.根据权利要求1-3任一所述的TREA多通道测试装置，其特征在于：还包括功放器，所述主控制器控制所述功放器。

5.根据权利要求1-3任一所述的TREA多通道测试装置，其特征在于：还包括衰减器，所述衰减器用于检测所述被测设备控制器信号，所述衰减器与所述被测设备控制器连接。

6.根据权利要求1-3任一所述的TREA多通道测试装置，其特征在于：所述射频矩阵开关包括功率开关、信号开关、微波开关，所述功率开关用来对电源进行切换；所述射频矩阵开关和所述微波开关用于对信号进行切换。