CN213460024U

CN213460024U - 一种程控多通道微波器件切换设备

Info

Publication number: CN213460024U
Application number: CN202022204511.9U
Authority: CN
Inventors: 马晖; 余磊; 王道酉; 刘连照; 徐宙; 聂纯; 刘长海; 杨留超; 王小臻; 杨会民
Original assignee: UNIT 63892 OF PLA
Current assignee: UNIT 63892 OF PLA
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2030-09-30

Abstract

本实用新型涉及微波器件切换技术领域，公开的一种程控多通道微波器件切换设备包括：外部框架箱体和内部微波器件链路，外部框架箱体的前面板设置有两个信号输入端口、两个信号输出端口和触摸屏操作面板，内部微波器件链路结构采用开关级联的方式连接，由两条微波器件切换支路组成，微波器件切换支路包括信号放大、信号衰减和信号滤波节点；本实用新型能够满足正反双向、多路微波器件链路切换，减小了因输入端口限制导致的设备损毁概率，并且能够满足不同测试场景、不同被测对象的测试需求，其中器件切换及信号流向直观，系统交互性好，大大降低了测试复杂度，提高了测试效率，并且适用于多种测试环境。

Description

一种程控多通道微波器件切换设备

【技术领域】

本实用新型涉及微波器件切换技术领域，尤其涉及一种程控多通道微波器件切换设备。

【背景技术】

在开展射频信号测试时，不同测试参数往往需要通过衰减、放大、滤波等操作，将待测信号转换成能够识别分析的标准信号，即为信号调理。在某射频系统测试中，测试人员运用射频电缆为连通介质，串接衰减器、放大器、滤波器、分路器等微波器件，达到不同的测试目的。由于测试场景不同、被测信号样式多样，测试时往往需要手动更换微波器件，在一定程度上增加了测试的复杂程度，也降低了测试可靠性和效率。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本实用新型提供一种程控多通道微波器件切换设备。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用技术方案如下：

一种程控多通道微波器件切换设备，包括：外部框架箱体和内部微波器件链路，外部框架箱体的前面板设置有两个信号输入端口、两个信号输出端口和触摸屏操作面板，其中信号输入端口A为两个SMA（Φ3.5）端口，直接与测试仪器连接，信号输出端口B为两个N型射频端口，用于连接被测设备；所述信号输入端口A和信号输出端口B均为输入或输出端口使用端口。

内部微波器件链路结构采用开关级联的方式连接，由两条微波器件切换支路组成，在链路A、链路B两端分别设置两个分路器和合路器，通过控制链路两端的单刀单掷开关SPST的通断：实现输入信号分路及输入信号合路功能；实现输出信号分路及输出信号合路功能；

微波器件切换支路包括信号放大、信号衰减和信号滤波节点；信号放大节点根据信号输入方向不同，设置了两个方向相反的放大模块，放大模块的选择通过控制单刀双掷开关SP2T的连接，实现各开关选择的是直通及放大功能；信号衰减节点设置了10dB和1dB步进衰减模块，通过控制单刀双掷开关SP2T5和SP2T7、SP2T6和SP2T8控制10dB步进衰减模块的选择，通过控制单刀双掷开关SP2T9和SP2T11、SP2T10和SP2T12控制步进1dB衰减模块的选择，连接各自1号开关时，各开关选择直通功能，连接2号开关时，各开关选择10dB步进衰减功能或1dB步进衰减功能；信号滤波节点设置了300MHz、1GHz以及2.4GHz三个低通滤波模块，模块选择通过控制单刀四掷开关SP4T的连接实现，其中单刀四掷开关SP4T1和SP4T3、SP4T2和SP4T4连接各自1号开关时，各开关选择直通功能，连接各自2号开关时，各开关选择300MHz低通滤波功能，连接各自3号开关时，各开关选择1GHz低通滤波功能，连接各自4号开关时，各开关选择2.4GHz低通滤波功能。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：

1、采用手动和程控两种控制方式，适用于多种测试环境。

2、采用触屏方式，器件切换及信号流向直观，系统交互性好。

3、能够满足正反双向、多路微波器件链路切换，一方面大大减小因输入端口限制导致的设备损毁概率，另一方面使复杂的信号链路可根据测试配置不同一键切换。

4、在微波器件链路两端均采用功分器和合路器组合控制，实现输入、输出端口通道切换。

5、能够实现衰减器、滤波器和放大器功能任意组合，满足不同测试场景、不同被测对象的测试需求，大大降低测试复杂度，提高测试效率。

6、微波器件切换链路适用于频率为100MHz至6GHz的射频信号调理。

【附图说明】

附图1是程控多通道微波器件切换设备外部框架示意图；

附图2是程控多通道微波器件切换设备总框图。

具体实施方式

如附图1、2所示，一种程控多通道微波器件切换设备，微波器件切换设备提供两个信号输入端口：A端口和两个信号输出端口：B端口；

1、微波器件切换设备组成，微波器件切换设备由硬件箱体和控制件组成，控制件通过串口控制硬件箱体，实现微波器件切换功能。

（1）硬件结构，硬件箱体由外部框架和内部微波器件链路构成；外部框架尺寸600*450*200mm，箱体的前面板设置有信号输入、输出端口和触摸屏操作面板，其中A端口（A1、A2）为两个SMA（Φ3.5）端口，直接与测试仪器连接，B端口（B1、B2）为两个N型射频端口，用于连接被测设备。A端口和B端口均可以作为输入或输出端口使用。外部框架结构图见附图1。

内部微波器件链路采用开关级联的方式实现，其链路结构图见附图2。链路结构由两条微波器件切换支路组成，在链路A、B两端分别设置两个分路器和合路器，通过控制链路两端的单刀单掷开关（SPST）的通断实现输入、输出信号的合路与分路功能。其中关闭SPST2和SPST4或关闭SPST1和SPST3可以实现输入信号分路功能；关闭SPST3和SPST6或关闭SPST4和SPST5可以实现输入信号合路功能；关闭SPST8和SPST10或关闭SPST7和SPST9可以实现输出信号分路功能；关闭SPST9和SPST12或关闭SPS10和SPST11可以实现输出信号合路功能；关闭SPST3、SPST4、SPS9和SPST10可以实现微波器件切换支路的直接调理功能。

微波器件切换支路包括信号放大、信号衰减和信号滤波节点。信号放大节点根据信号输入方向不同，设置了两个方向相反的放大模块，放大模块的选择通过控制单刀双掷开关（SP2T）的连接实现，其中SP2T1和SP2T3、SP2T2和SP2T4、SP2T13和SP2T15以及SP2T14和SP2T16连接各自1号开关时，各开关选择的是直通功能，连接2号开关时，各开关选择放大功能；信号衰减节点设置了10dB和1dB步进衰减模块，SP2T5和SP2T7、SP2T6和SP2T8控制10dB步进衰减模块的选择，SP2T9和SP2T11、SP2T10和SP2T12控制步进1dB衰减模块的选择，连接各自1号开关时，各开关选择直通功能，连接2号开关时，各开关选择10dB步进衰减功能或1dB步进衰减功能；信号滤波节点设置了300MHz、1GHz以及2.4GHz三个低通滤波模块，模块选择通过控制单刀四掷开关（SP4T）的连接实现，其中SP4T1和SP4T3、SP4T2和SP4T4连接各自1号开关时，各开关选择直通功能，连接各自2号开关时，各开关选择300MHz低通滤波功能，连接各自3号开关时，各开关选择1GHz低通滤波功能，连接各自4号开关时，各开关选择2.4GHz低通滤波功能。

（2）控制件功能，控制件通过程序驱动微波器件切换设备内部开关的通断，实现各微波器件功能模块硬件连接，达到信号调理目的。控制件主界面主要分为三部分：一是信号输入端口选择，可以根据信号输入方向选择“A端输入”或“B端输入”，信号从测试仪器输出时，选择“A端输入”，从被测设备输出时，选择“B端输入”；二是选择控制软件工作模式，控制软件设置有“单入单出”、“单入双出”、“双入单出”以及“双入双出”共四种工作模式，根据实际信号测试需求进行选择；三是搭建微波器件切换链路，信号调理链路构建框用于搭建不同工作状态下的微波器件切换链路，用于详细配置信号调理功能。

信号调理链路构建框中设置有信号衰减、信号滤波、信号放大和链路调理模块，用于构建微波器件切换链路，其中信号衰减模块的衰减范围为70dB,衰减步进设置为1dB或10dB；信号滤波模块具有300MHz、1GHz以及2.4GHz三个可配置频段低通滤波功能；信号放大模块通过配置均衡器可以实现模块增益20dB；链路调理模块具有合路、分路和直通三种模式，在微波器件切换链路两端设置分路器和合路器可以实现信号的分路和合路模式，另外在各功能模块中设置了直通链路，用于实现信号直通功能。

2、功能实现，控制件实现多通道微波器件切换功能操作步骤分三步，第一步选择信号输入端口，第二步选择微波器件切换所需的软件工作模式，第三步在信号调理链路构建框中配置所需的微波器件功能模块。各工作模式下的微波器件切换功能实现如下：

（1）“单入单出”，是指单个信号输入微波器件切换设备，经微波器件信号调理后仍以单个信号输出的工作模式。在确定输入端口的基础上，选择“单入单出”模式，在微波器件切换链路的各功能模块中选择功能控件，单击“确定”后信号流箭头自动连接各模块，

（2）“单入双出”，是指单个信号输入微波器件切换设备，经微波器件信号调理后输出两个信号的工作模式。

1）“先分后调”情况，是指信号从输入端输入后，连接分路器分成两路信号，两路信号分别进行信号调理后从输出端输出。选择“单入双出”模式下的“先分后调”，在两路微波器件切换链路中，单击“确定”后信号流箭头自动连接各模块。

2）“先调后分”情况，是指单路信号从输入端口输入后，经微波器件信号调理，调理后的信号连接分路器分成两路信号从输出端输出。选择“单入双出”模式下的“先调后分”，在单个微波器件切换链路中配置各功能控件，单击“确定”后信号流箭头自动连接各模块。

（3）“双入单出”，工作模式是指两个信号输入信号微波器件切换设备，经信号调理后输出单个信号的工作模式。包括：

1）“先合后调”情况，是指两路信号从输入端两个端口输入后，连接合路器形成一路信号，这路信号经微波器件调理后从输出端输出。选择“双入单出”模式下的“先合后调”，在单个微波器件切换链路中配置各功能控件，单击“确定”后信号流箭头自动连接各模块。

2）“先调后合”情况，是指两路信号从输入端输入后，分别经微波器件进行信号调理，调理后的两路信号连接合路器形成一路信号从输出端输出。选择“双入单出”模式下的“先调后合”，在两路微波器件切换链路中分别配置各链路的功能控件，单击“确定”后信号流箭头自动连接各模块。

（4）“双入双出”，工作模式是指两个信号输入信号微波器件切换设备，经信号调理后输出两个信号的工作模式。

1）“直接调理”情况，是指两路信号从输入端两个端口输入后，分别经微波器件进行信号调理，调理后的两路信号直接从输出端两个端口输出。2）“合并调理”情况，是指两路信号从输入端两个端口输入后，连接合路器形成一路信号，这路信号经微波器件调理后连接分路器，形成的两路信号分别从输出端两个端口输出。

Claims

1.一种程控多通道微波器件切换设备，其特征是：包括：外部框架箱体和微波器件链路，所述外部框架箱体内部设置有微波器件链路，所述外部框架箱体（1）的前面板（2）设置有两个信号输入端口、两个信号输出端口和触摸屏操作面板（3），其中信号输入端口A为两个Φ3.5的SMA端口，直接与测试仪器连接，信号输出端口B为两个N型射频端口，用于连接被测设备；所述信号输入端口A和信号输出端口B均为输入或输出端口使用端口；

所述微波器件链路结构为开关级联的方式连接，由两条微波器件切换支路组成，在链路A、链路B两端分别设置两个分路器和合路器，分别通过控制链路两端的单刀单掷开关SPST与输入信号分路及输入信号合路相连。

2.根据权利要求1所述的一种程控多通道微波器件切换设备，其特征是：所述微波器件切换支路包括信号放大、信号衰减节点和信号滤波节点；

所述信号放大节点设置的两个方向相反的放大模块分别通过控制单刀双掷开关SP2T与直通选择开关及放大选择连接；

信号衰减节点设置的10dB步进衰减模块通过控制单刀双掷开关SP2T5和SP2T7、SP2T6和SP2T8与10dB步进衰减模块电连接；1dB步进衰减模块通过控制单刀双掷开关SP2T9和SP2T11、SP2T10和SP2T12与步进1dB衰减模块电连接，连接1号开关，各开关选择为直通功能；连接2号开关，各开关选择10dB步进衰减功能或1dB步进衰减功能；

所述信号滤波节点设置了300MHz、1GHz以及2.4GHz三个低通滤波模块，三个低通滤波模块分别与单刀四掷开关SP4T的SP4T1和SP4T3、SP4T2和SP4T4连接，其中单刀四掷开关SP4T1和SP4T3、SP4T2和SP4T4连接各自1号开关，各开关选择为直通功能；连接各自2号开关时，各开关选择为300MHz低通滤波功能，连接各自3号开关时，各开关选择为1GHz低通滤波功能，连接各自4号开关时，各开关选择2.4GHz为低通滤波功能。