CN219799629U - 多点射频参数测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多点射频参数测量装置，其包括向量信号产生器、向量信号分析器、通道切换装置与触发控制装置。在触发控制装置控制向量信号产生器依序产生多个射频向量信号时，触发控制装置控制通道切换装置维持待测物、向量信号产生器与向量信号分析器之间的导通路径。通道切换装置依序传送多个射频向量信号至待测物。待测物依序作用多个射频向量信号以形成多个待测向量信号。触发控制装置控制向量信号分析器通过通道切换装置依序接收多个待测向量信号与多个射频向量信号，并对此分析以同时得到分别对应多个频率的多个S参数测量值。

Description

多点射频参数测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，尤指一种多点射频参数测量装置。

背景技术

高频电路的设计中使用的散射参数，即所谓的S参数(Scattering Parameters)进行电路的设计，因为在高频的领域中甚难定义出绝对的开路或短路，且在网路中亦不易测量到总电压、电流。同时有些主动元件如电晶体、二极体等在开路或短路的电路环境中亦无法稳定工作。因此必须使用高频较易测量的入射与反射功率来定义电路的参数，即所谓的S参数。

在现有技术中，单一频点的S参数测量的测量过程包括下列步骤：向量信号产生器设定第一个频率信号；启动向量信号产生器产生第一个频率信号；向量信号分析器设定第一个撷取频率；启动向量信号分析器抓取第一个频率资料，并切换射频开关；以及从向量信号分析器获取第一个频率的连续信号并传回后台分析，以得到第一个频率的S参数。若欲进行多个频点的S参数测量的测量过程，仅需重复以上流程，直到所有待测频点的S参数测量完毕。然而，每测量一个频点，向量信号产生器与向量信号分析器需要再多下一次指令重新设定频率，然后将测量值搜集回来分析得到S参数，需多花费一次仪器设定的时间，导致多点S参数测量的测试时间变长，测试效率降低。

因此，本实用新型在针对上述的困扰，提出一种多点射频参数测量装置，以解决习知所产生的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，在于提供一种多点射频参数测量装置，以增加测量速度。

在本实用新型的一实施例中，一种多点射频参数测量装置耦接一待测物。多点射频参数测量装置包括一向量信号产生器、一向量信号分析器、一通道切换装置与一触发控制装置。通道切换装置耦接向量信号产生器与向量信号分析器。通道切换装置具有一第一端口与一第二端口，待测物耦接于第一端口与第二端口之间。触发控制装置耦接向量信号产生器、向量信号分析器与通道切换装置。在触发控制装置控制向量信号产生器依序产生分别对应多个不同射频频率的多个射频向量信号时，触发控制装置控制通道切换装置维持待测物、向量信号产生器与向量信号分析器之间的导通路径。通道切换装置用以依序接收多个射频向量信号，并将此依序传送至待测物。待测物用以依序作用多个射频向量信号以形成多个待测向量信号。在触发控制装置控制向量信号产生器依序产生多个射频向量信号时，触发控制装置控制向量信号分析器通过通道切换装置依序接收多个待测向量信号与多个射频向量信号，并对此分析以同时得到分别对应多个射频频率的多个S参数测量值。

在本实用新型的一实施例中，触发控制装置包括一控制器与一电子集成卡(PEcard)。控制器耦接通道切换装置，电子集成卡耦接控制器、向量信号产生器与向量信号分析器。电子集成卡用以依序产生多个触发信号，在向量信号产生器依序接收多个触发信号时，向量信号产生器依序产生多个射频向量信号。在控制器依序接收多个触发信号时，控制器控制通道切换装置维持待测物、向量信号产生器与向量信号分析器之间的导通路径。在向量信号分析器依序接收多个触发信号时，向量信号分析器通过通道切换装置依序接收多个待测向量信号与多个射频向量信号。

在本实用新型的一实施例中，通道切换装置还包括一第一通道切换开关、一第一方向性耦合器、一第二方向性耦合器与一第二通道切换开关。第一通道切换开关耦接向量信号产生器与触发控制装置，第一方向性耦合器耦接第一通道切换开关与第一端口，第二方向性耦合器耦接第二端口与第一通道切换开关，第二通道切换开关耦接触发控制装置、第一方向性耦合器、第二方向性耦合器与向量信号分析器。触发控制装置用以导通第一通道切换开关与第二通道切换开关，以维持待测物、向量信号产生器与向量信号分析器之间的导通路径。

在本实用新型的一实施例中，第一通道切换开关与第一方向性耦合器用以依序传送多个射频向量信号至待测物。第一通道切换开关、第一方向性耦合器与第二通道切换开关用以依序传送多个射频向量信号至向量信号分析器。第一方向性耦合器与第二通道切换开关用以依序传送多个待测向量信号至向量信号分析器。

在本实用新型的一实施例中，第一通道切换开关与第一方向性耦合器用以依序传送多个射频向量信号至待测物。第一通道切换开关、第一方向性耦合器与第二通道切换开关用以依序传送多个射频向量信号至向量信号分析器。第二方向性耦合器与第二通道切换开关用以依序传送多个待测向量信号至向量信号分析器。

在本实用新型的一实施例中，第一通道切换开关与第二方向性耦合器用以依序传送多个射频向量信号至待测物。第一通道切换开关、第二方向性耦合器与第二通道切换开关用以依序传送多个射频向量信号至向量信号分析器。第二方向性耦合器与第二通道切换开关用以依序传送多个待测向量信号至向量信号分析器。

在本实用新型的一实施例中，第一通道切换开关与第二方向性耦合器用以依序传送多个射频向量信号至待测物。第一通道切换开关、第二方向性耦合器与第二通道切换开关用以依序传送多个射频向量信号至向量信号分析器。第一方向性耦合器与第二通道切换开关用以依序传送多个待测向量信号至向量信号分析器。

在本实用新型的一实施例中，S参数测量值为顺向反射参数测量值、顺向馈入参数测量值、逆向反射参数测量值或逆向馈入参数测量值。

基于上述，多点射频参数测量装置利用触发控制装置同时控制向量信号产生器、向量信号分析器与通道切换装置进行运作，以同时快速取得对应多个射频频率的S参数。

附图说明

图1为本实用新型的第一实施例的多点射频参数测量装置的电路示意图。

图2为本实用新型的第二实施例的多点射频参数测量装置的电路示意图。

图3为本实用新型的第三实施例的多点射频参数测量装置的电路示意图。

图4为本实用新型的第四实施例的多点射频参数测量装置的电路示意图。

图5为本实用新型的多点射频参数测量装置与先前技术的单一频点的S参数测量方法的总测量时间与频点数量的曲线图。

【符号说明】

1多点射频参数测量装置

10向量信号产生器

11向量信号分析器

12通道切换装置

120第一端口

121第二端口

122第一通道切换开关

123 第一方向性耦合器

124 第二方向性耦合器

125 第二通道切换开关

13触发控制装置

130控制器

131电子集成卡

2待测物

R射频向量信号

UD待测向量信号

T触发信号

A、B、C、D、F信号传输端口

具体实施方式

本实用新型的实施例将借由下文配合相关图式进一步加以解说。尽可能的，于图式与说明书中，相同标号代表相同或相似构件。于图式中，基于简化与方便标示，形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是，未特别显示于图式中或描述于说明书中的元件，为所属技术领域中具有通常技术者所知之形态。本领域技术人员可依据本实用新型的内容而进行多种之改变与修改。

当一个元件被称为“在…上”时，它可泛指该元件直接在其他元件上，也可以是有其他元件存在于两者之中。相反地，当一个元件被称为“直接在”另一元件，它是不能有其他元件存在于两者之中间。如本文所用，词汇“及/或”包括了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。

于下文中关于“一个实施例”或“一实施例”之描述指关于至少一实施例内所相关联的一特定元件、结构或特征。因此，于下文中多处所出现的“一个实施例”或“一实施例”的多个描述并非针对同一实施例。再者，于一或多个实施例中的特定构件、结构与特征可依照一适当方式而结合。

本公开特别以下述例子加以描述，这些例子仅用以举例说明而已，因为对于熟习此技艺者而言，在不脱离本揭示内容之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本揭示内容之保护范围当视后附之权利要求范围所界定者为准。在通篇说明书与权利要求范围中，除非内容清楚指定，否则“一”以及“该”的意义包括这一类叙述包括“一或至少一”该元件或成分。此外，如本公开所用，除非从特定上下文明显可见将复数个排除在外，否则单数冠词亦包括复数个元件或成分的叙述。而且，应用在此描述中与下述之全部权利要求范围中时，除非内容清楚指定，否则“在其中”的意思可包括“在其中”与“在其上”。在通篇说明书与权利要求范围所使用之用词(terms)，除有特别注明，通常具有每个用词使用在此领域中、在此公开之内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本公开之用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供从业人员(practitioner)在有关本公开之描述上额外的引导。在通篇说明书之任何地方之例子，包括在此所讨论之任何用词之例子的使用，仅用以举例说明，当然不限制本公开或任何例示用词之范围与意义。同样地，本公开并不限于此说明书中所提出之各种实施例。

可了解如在此所使用的用词“包括(comprising)”、“包括(including)”、“具有(having)”、“含有(containing)”、“包括(involving)”等等，为开放性的(open-ended)，即意指包括但不限于。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求范围不须达成本实用新型所公开之全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本实用新型的权利要求范围。

此外，若使用“电(性)耦接”或“电(性)连接”一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。举例而言，若文中描述一第一装置电性耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。另外，若描述关于电信号之传输、提供，熟习此技艺者应该可了解电信号之传递过程中可能伴随衰减或其他非理想性之变化，但电信号传输或提供之来源与接收端若无特别叙明，实质上应视为同一信号。举例而言，若由电子电路之端点a传输(或提供)电信号S给电子电路之端点b，其中可能经过一电晶体开关之源极两端及/或可能之杂散电容而产生电压降，但此设计之目的若非刻意使用传输(或提供)时产生之衰减或其他非理想性之变化而达到某些特定的技术效果，电信号S在电子电路之端点a与端点b应可视为实质上为同一信号。

除非特别说明，一些条件句或字词，例如“可以(can)”、“可能(could)”、“也许(might)”，或“可(may)”，通常是试图表达本案实施例具有，但是也可以解释成可能不需要的特征、元件，或步骤。在其他实施例中，这些特征、元件，或步骤可能是不需要的。

以下将提出一种本实用新型的多点射频参数测量装置，其利用触发控制装置同时控制向量信号产生器、向量信号分析器与通道切换装置进行运作，以同时快速取得对应多个射频频率的S参数。

图1为本实用新型的第一实施例的多点射频参数测量装置的电路示意图。请参阅图1，多点射频参数测量装置1耦接一待测物2。多点射频参数测量装置1包括一向量信号产生器10、一向量信号分析器11、一通道切换装置12与一触发控制装置13。通道切换装置12耦接向量信号产生器10与向量信号分析器11，通道切换装置12具有一第一端口120与一第二端口121，待测物2耦接于第一端口120与第二端口121之间。触发控制装置13耦接向量信号产生器10、向量信号分析器11与通道切换装置12。

通道切换装置12的预设状态为阻断待测物2、向量信号产生器10与向量信号分析器11之间的导通路径。在触发控制装置13控制向量信号产生器10依序产生分别对应多个不同射频频率的多个射频向量信号R时，触发控制装置13控制通道切换装置12开启并维持待测物2、向量信号产生器10与向量信号分析器11之间的导通路径。同时，通道切换装置12依序接收多个射频向量信号R，并将此依序传送至待测物2，待测物2依序作用多个射频向量信号R以形成多个待测向量信号UD。在触发控制装置13控制向量信号产生器10依序产生多个射频向量信号R时，触发控制装置13控制向量信号分析器11通过通道切换装置12依序接收多个待测向量信号UD与多个射频向量信号R，并对此分析以同时快速得到分别对应多个射频频率的多个S参数测量值。借由测量短路、开路、负载、通过(Short Open Load andThrough,SOLT)标准校正套件，以建立S参数校准误差值，利用S参数校准误差值与S参数测量值可以计算出S参数实际值。

在本实用新型的某些实施例中，触发控制装置13可包括一控制器130与一电子集成卡(PE card)131。控制器130耦接通道切换装置12，电子集成卡131耦接控制器130、向量信号产生器10与向量信号分析器11。电子集成卡131依序产生多个触发信号T。在向量信号产生器10依序接收多个触发信号T时，向量信号产生器10依序产生多个射频向量信号R。在控制器130依序接收多个触发信号T时，控制器130控制通道切换装置12开启并维持待测物2、向量信号产生器10与向量信号分析器11之间的导通路径。在向量信号分析器11依序接收多个触发信号T时，向量信号分析器11通过通道切换装置12依序接收多个待测向量信号UD与多个射频向量信号R。

在本实用新型的某些实施例中，通道切换装置12还可包括一第一通道切换开关122、一第一方向性耦合器123、一第二方向性耦合器124与一第二通道切换开关125。第一通道切换开关122耦接向量信号产生器10与触发控制装置13的控制器130，第一方向性耦合器123耦接第一通道切换开关122与第一端口120。第二方向性耦合器124耦接第二端口121与第一通道切换开关122。第二通道切换开关125耦接触发控制装置13的控制器130、第一方向性耦合器123、第二方向性耦合器124与向量信号分析器11。第一通道切换开关122与第二通道切换开关125的预设状态是关断状态，以阻断待测物2、向量信号产生器10与向量信号分析器11之间的导通路径。触发控制装置13的控制器130可导通第一通道切换开关122与第二通道切换开关125，以维持待测物2、向量信号产生器10与向量信号分析器11之间的导通路径。

在第一实施例中，待测向量信号UD以顺向反射向量信号为例，导通的第一通道切换开关122的信号传输端口A、F与第一方向性耦合器123依序传送多个射频向量信号R至待测物2。导通的第一通道切换开关122的信号传输端口A、F、第一方向性耦合器123与导通的第二通道切换开关125的信号传输端口A、F依序传送多个射频向量信号R至向量信号分析器11。第一方向性耦合器123与导通的第二通道切换开关125的信号传输端口A、B依序传送多个待测向量信号UD至向量信号分析器11，使S参数测量值为顺向反射参数测量值。

图2为本实用新型的第二实施例的多点射频参数测量装置的电路示意图。请参阅图2，以下介绍第二实施例的多点射频参数测量装置1。在第二实施例中，待测向量信号UD以顺向透射向量信号为例，导通的第一通道切换开关122的信号传输端口A、F与第一方向性耦合器123依序传送多个射频向量信号R至待测物2。导通的第一通道切换开关122的信号传输端口A、F、第一方向性耦合器123与导通的第二通道切换开关125的信号传输端口A、F依序传送多个射频向量信号R至向量信号分析器11。第二方向性耦合器124与导通的第二通道切换开关125的信号传输端口D、F依序传送多个待测向量信号UD至向量信号分析器11，使S参数测量值为顺向馈入参数测量值。第二实施例的其余技术特征与第一实施例相同，于此不再赘述。

图3为本实用新型的第三实施例的多点射频参数测量装置的电路示意图。请参阅图3，以下介绍第三实施例的多点射频参数测量装置1。在第三实施例中，待测向量信号UD以逆向反射向量信号为例，导通的第一通道切换开关122的信号传输端口B、F与第二方向性耦合器124依序传送多个射频向量信号R至待测物2。导通的第一通道切换开关122的信号传输端口B、F、第二方向性耦合器124与导通的第二通道切换开关125的信号传输端口C、F依序传送多个射频向量信号R至向量信号分析器11。第二方向性耦合器124与导通的第二通道切换开关125的信号传输端口D、F依序传送多个待测向量信号UD至向量信号分析器11，使S参数测量值为逆向反射参数测量值。第三实施例的其余技术特征与第一实施例相同，于此不再赘述。

图4为本实用新型的第四实施例的多点射频参数测量装置的电路示意图。请参阅图4，以下介绍第四实施例的多点射频参数测量装置1。在第四实施例中，待测向量信号UD以逆向透射向量信号为例，导通的第一通道切换开关122的信号传输端口B、F与第二方向性耦合器124依序传送多个射频向量信号R至待测物2。导通的第一通道切换开关122的信号传输端口B、F、第二方向性耦合器124与导通的第二通道切换开关125的信号传输端口C、F依序传送多个射频向量信号R至向量信号分析器11。第一方向性耦合器123与导通的第二通道切换开关125的信号传输端口D、F依序传送多个待测向量信号UD至向量信号分析器11，使S参数测量值为逆向馈入参数测量值。第四实施例的其余技术特征与第一实施例相同，于此不再赘述。

图5为本实用新型的多点射频参数测量装置与先前技术的单一频点的S参数测量方法的总测量时间与频点数量的曲线图。请参阅图5，在图5中，方形代表本实用新型的多点射频参数测量装置所测量出来的数据，菱形代表先前技术的单一频点的S参数测量方法所测量出来的数据。从图5可知，当频点数量，即射频向量信号所对应的射频频率的数量超过10个时，本实用新型的多点射频参数测量装置所对应的总测量时间会小于先前技术的单一频点的S参数测量方法所对应的总测量时间。此外，如表一所示，先前技术测量1个频点的时间为5.8毫秒，测量20个频点的时间为116毫秒。然而，本实用新型的多点射频参数测量装置在测量20个频点的速度较先前技术更快，平均单一频点的测量时间为4.2毫秒。

表一

根据上述实施例，多点射频参数测量装置利用触发控制装置同时控制向量信号产生器、向量信号分析器与通道切换装置进行运作，以同时快速取得对应多个射频频率的S参数。

以上所述，仅为本实用新型一优选实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，故举凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (3)

1.一种多点射频参数测量装置，耦接一待测物，其特征在于，所述多点射频参数测量装置包括：

一向量信号产生器；

一向量信号分析器；

一通道切换装置，耦接所述向量信号产生器与所述向量信号分析器，其中所述通道切换装置具有一第一端口与一第二端口，所述待测物耦接于所述第一端口与所述第二端口之间；以及

一触发控制装置，耦接所述向量信号产生器、所述向量信号分析器与所述通道切换装置，其中在所述触发控制装置控制所述向量信号产生器依序产生分别对应多个不同射频频率的多个射频向量信号时，所述触发控制装置控制所述通道切换装置维持所述待测物、所述向量信号产生器与所述向量信号分析器之间的导通路径，所述通道切换装置用以依序接收所述多个射频向量信号，并将此依序传送至所述待测物，所述待测物用以依序作用所述多个射频向量信号以形成多个待测向量信号，在所述触发控制装置控制所述向量信号产生器依序产生所述多个射频向量信号时，所述触发控制装置控制所述向量信号分析器通过所述通道切换装置依序接收所述多个待测向量信号与所述多个射频向量信号，并对此分析以同时得到分别对应所述多个不同射频频率的多个S参数测量值。

2.如权利要求1所述的多点射频参数测量装置，其特征在于，所述触发控制装置包括：

一控制器，耦接所述通道切换装置；以及

一电子集成卡，耦接所述控制器、所述向量信号产生器与所述向量信号分析器通过。

3.如权利要求1所述的多点射频参数测量装置，其特征在于，所述通道切换装置还包括：

一第一通道切换开关，耦接所述向量信号产生器与所述触发控制装置；

一第一方向性耦合器，耦接所述第一通道切换开关与所述第一端口；

一第二方向性耦合器，耦接所述第二端口与所述第一通道切换开关；以及

一第二通道切换开关，耦接所述触发控制装置、所述第一方向性耦合器、所述第二方向性耦合器与所述向量信号分析器。