CN212749037U - 插入损耗测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种插入损耗测量装置，包括：信号源、耦合器、第一接收器、第二接收器和处理器，耦合器与信号源、第一接收器、第二接收器和待测器件的一端分别相连，待测器件的另一端开路，处理器与第一接收器和第二接收器分别相连，其中，信号源，用以产生和发射射频信号至待测器件；第一接收器，用以通过耦合器接收射频信号，并将射频信号转换为第一电压信号；第二接收器，用以通过耦合器接收射频信号经待测器件反射的反射信号，并将反射信号转换为第二电压信号；处理器，用以采集第一电压信号和第二电压信号，以便根据第一电压信号和第二电压信号获取待测器件的插入损耗。该装置能够快速且准确地测量获得所有端口均开路的元器件的插损。

Description

插入损耗测量装置

技术领域

本实用新型涉及微波测量技术领域，尤其涉及一种插入损耗测量装置。

背景技术

插损一般是指插入损耗，具体是指在传输系统的某处由于其它元器件的插入而发生的负载功率的损耗，其值为其它元器件插入前负载上所收到的功率(以分贝为单位)与插入后同一负载上所接收到的功率的比值。

在测量插损时，一般采用VNA(Vector Network Analyzer，矢量网络分析仪)测S参数获得。例如，将待测元器件的两端分别连接至VNA的两个端口，然后通过VNA测量S21参数获得待测元器件的插损。该方式适用于端口为非开路的元器件，而对于所有端口均开路的元器件并不适用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种插入损耗测量装置，通过该装置能够快速且准确地测量获得所有端口均开路的元器件的插损。

为实现上述目的，本实用新型一方面实施例提出了一种插入损耗测量装置，包括信号源、耦合器、第一接收器、第二接收器和处理器，耦合器与信号源、第一接收器、第二接收器和待测器件的一端分别相连，待测器件的另一端开路，处理器与第一接收器和第二接收器分别相连，其中，信号源，用以产生和发射射频信号至待测器件；第一接收器，用以通过耦合器接收射频信号，并将射频信号转换为第一电压信号；第二接收器，用以通过耦合器接收射频信号经待测器件反射的反射信号，并将反射信号转换为第二电压信号；处理器，用以采集第一电压信号和第二电压信号，以便根据第一电压信号和第二电压信号获取待测器件的插入损耗。

根据本实用新型实施例的插入损耗测量装置，通过信号源产生和发射射频信号至待测器件，并通过第一接收器接收射频信号，并将射频信号转换为第一电压信号，同时通过第二接收器接收射频信号经待测器件反射的反射信号，并将反射信号转换为第二电压信号，以及通过处理器采集第一电压信号和第二电压信号，根据第一电压信号和第二电压信号获取待测器件的插入损耗，由此能够快速且准确地测量获得所有端口均开路的元器件的插损。

另外，根据本实用新型上述实施例的插入损耗测量装置，还可以具有如下的附加技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，信号源为功率和频率可调的射频信号发生器。

根据本实用新型的一个实施例，耦合器包括独立设置的第一耦合器和第二耦合器；或者，耦合器为双向耦合器。

根据本实用新型的一个实施例，第一接收器包括第一信号采集器和第一模数转换器，第一信号采集器用以通过耦合器接收射频信号，第一模数转换器用以进行模数转换以将射频信号转换为第一电压信号；第二接收器包括第二信号采集器和第二模数转换器，第二信号采集器用以通过耦合器接收反射信号，第二模数转换器用以进行模数转换以将反射信号转换为第二电压信号。

根据本实用新型的一个实施例，测量装置还包括：连接器，连接器的一端与耦合器相连，连接器的另一端用以连接待测器件，连接器包括连接线缆、探针和固定器中的一种或多种。

根据本实用新型的一个实施例，测量装置还包括：存储器，存储器与处理器相连，用以存储测量装置的运行数据；和/或，通信模块，通信模块与处理器相连，用以向外部设备传输测量装置的运行数据。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的插入损耗测量装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型另一个实施例的插入损耗测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例提出的插入损耗测量装置。

图1为根据本实用新型实施例的插入损耗测量装置的结构示意图。参考图1所示，该插入损耗测量装置包括信号源10、耦合器20、第一接收器30、第二接收器40和处理器50，耦合器20与信号源10、第一接收器30、第二接收器40和待测器件的一端分别相连，待测器件的另一端开路(open)，处理器50与第一接收器30和第二接收器40分别相连。

其中，信号源10用以产生和发射射频信号至待测器件，第一接收器30用以通过耦合器20接收射频信号，并将射频信号转换为第一电压信号，第二接收器40用以通过耦合器20接收射频信号经待测器件反射的反射信号，并将反射信号转换为第二电压信号，处理器50用以采集第一电压信号和第二电压信号，以便根据第一电压信号和第二电压信号获取待测器件的插入损耗。

具体而言，参考图1所示，在对所有端口均开路的器件进行插损测量时，可将待测器件的一端连接至插入损耗测量装置的测量端口，另一端保持开路状态。然后，控制信号源10工作，以产生射频信号并发送至待测器件，在此过程中，第一接收器30通过耦合器20接收该射频信号，并进行模数转换以获得第一电压信号V_输入，同时第二接收器40通过耦合器20接收该射频信号经待测器件反射回来的反射信号，并进行模数转换以获得第二电压信号V_反射，然后处理器50根据第一电压信号V_输入和第二电压信号V_反射计算获得待测器件的插损。其中，由于待测器件的端口处于开路状态，射频信号经待测器件发生全反射，因此V_反射＝V_输入-2*V_插损，待测器件的插损IL＝10lg(2*V_插损)＝10lg(V_输入-V_反射)。

进一步地，在对待测器件的插损进行测量之前，可先对该插入损耗测量装置的测量端口进行校正，以消除测量端口及测量端口处连接件如电缆等引入的测量误差，从而有效提高测量的准确度。

举例来说，在未连接待测器件之前，先控制信号源10工作，以产生射频信号并发送至测量端口，此时处理器50将获得第一电压信号V0_输入和第二电压信号V0_反射，并对这两个信号进行保存。然后，将待测器件连接至测量端口，并控制信号源10工作，以产生射频信号并发送至待测器件，此时处理器50将获得第一电压信号V_输入和第二电压信号V_反射，然后根据上述四个电压信号计算获得待测器件的插损IL＝10lg[(V_输入-V_反射)-(V0_输入-V0_反射)]。进一步地，在该示例中，也可以针对校正过程，在插入损耗测量装置上设置一个校正按键，当用户按下该按键时，进入校正过程，以区别于是校正过程还是测量过程。

根据本实用新型实施例的插入损耗测量装置，通过信号源产生和发射射频信号至待测器件，并通过第一接收器接收射频信号，并将射频信号转换为第一电压信号，同时通过第二接收器接收射频信号经待测器件反射的反射信号，并将反射信号转换为第二电压信号，以及通过处理器采集第一电压信号和第二电压信号，根据第一电压信号和第二电压信号获取待测器件的插入损耗，由此能够快速且准确地测量获得所有端口均开路的元器件的插损。

根据本实用新型的一个实施例，信号源10可以为功率和频率可调的射频信号发生器。由于该射频信号发生器的功率和频率可以调节，因而可以满足不同的测试需求，提高了测量装置的通用性。

根据本实用新型的一个实施例，耦合器20包括独立设置的第一耦合器和第二耦合器；或者，耦合器20为双向耦合器。其中，当耦合器20包括独立设置的第一耦合器和第二耦合器时，第一耦合器分别与信号源10、第一接收器30相连，第二耦合器分别与待测设备、第二接收器40相连。当耦合器20为双向耦合器时，该双向耦合器分别与信号源10、第一接收器30、第二接收器40和待测设备相连。在实际应用中，可根据实际需求选择设置，并且第一耦合器、第二耦合器和双向耦合器均为现有技术，具体这里不再详述。

根据本实用新型的一个实施例，参考图2所示，第一接收器30包括第一信号采集器31和第一模数转换器32，第一信号采集器31用以通过耦合器20接收射频信号，第一模数转换器32用以进行模数转换以将射频信号转换为第一电压信号；第二接收器40包括第二信号采集器41和第二模数转换器42，第二信号采集器41用以通过耦合器20接收反射信号，第二模数转换器42用以进行模数转换以将反射信号转换为第二电压信号。其中，第一信号采集器31、第一模数转换器32、第二信号采集器41和第二模数转换器42均可通过现有技术实现，具体这里不再详述。

根据本实用新型的一个实施例，参考图2所示，插入损耗测量装置还可包括：连接器60，连接器60的一端与耦合器20相连，连接器60的另一端用以连接待测器件，连接器60可包括连接线缆、探针和固定器中的一种或多种。

也就是说，可以在测量装置的测量端口设置连接线缆、探针或者固定器等器件，以便于将待测设备连接至待测端口，以进行插损测量。在该示例中，由于连接器60也会产生插损，因此可根据前面描述先进行校正，然后再进行测量，以进一步提高插损测量的准确度。

根据本实用新型的一个实施例，继续参考图2所示，插入损耗测量装置还可包括：存储器70，存储器70与处理器50相连，用以存储测量装置的运行数据，例如存储前述校正过程中产生的数据、正式测量时产生的数据、以及插入损耗测量装置的工作电压、工作电流等等，具体这里不做限制。

进一步地，参考图2所示，插入损耗测量装置还可包括：通信模块80，通信模块80与处理器50相连，用以向外部设备传输测量装置的运行数据，例如以报表的形式将测量过程中产生的数据输出至打印机、存储卡、手机等设备中，也可以将插入损耗测量装置的工作电压、工作电流等输出至PC机等。

综上所述，根据本实用新型实施例的插入损耗测量装置，能够快速且准确地测量获得所有端口均开路的元器件的插损。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种插入损耗测量装置，其特征在于，包括信号源、耦合器、第一接收器、第二接收器和处理器，所述耦合器与所述信号源、所述第一接收器、所述第二接收器和待测器件的一端分别相连，所述待测器件的另一端开路，所述处理器与所述第一接收器和所述第二接收器分别相连，其中，

所述信号源，用以产生和发射射频信号至所述待测器件；

所述第一接收器，用以通过所述耦合器接收所述射频信号，并将所述射频信号转换为第一电压信号；

所述第二接收器，用以通过所述耦合器接收所述射频信号经所述待测器件反射的反射信号，并将所述反射信号转换为第二电压信号；

所述处理器，用以采集所述第一电压信号和所述第二电压信号，以便根据所述第一电压信号和所述第二电压信号获取所述待测器件的插入损耗。

2.根据权利要求1所述的插入损耗测量装置，其特征在于，所述信号源为功率和频率可调的射频信号发生器。

3.根据权利要求1所述的插入损耗测量装置，其特征在于，所述耦合器包括独立设置的第一耦合器和第二耦合器；或者，所述耦合器为双向耦合器。

4.根据权利要求1所述的插入损耗测量装置，其特征在于，

所述第一接收器包括第一信号采集器和第一模数转换器，所述第一信号采集器用以通过所述耦合器接收所述射频信号，所述第一模数转换器用以进行模数转换以将所述射频信号转换为所述第一电压信号；

所述第二接收器包括第二信号采集器和第二模数转换器，所述第二信号采集器用以通过所述耦合器接收所述反射信号，所述第二模数转换器用以进行模数转换以将所述反射信号转换为所述第二电压信号。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的插入损耗测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

连接器，所述连接器的一端与所述耦合器相连，所述连接器的另一端用以连接所述待测器件，所述连接器包括连接线缆、探针和固定器中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的插入损耗测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：存储器，所述存储器与所述处理器相连，用以存储所述测量装置的运行数据；和/或，通信模块，所述通信模块与所述处理器相连，用以向外部设备传输所述测量装置的运行数据。

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