射频开关装置及多端口线阵列天线测试系统的制作方法

1.本发明涉及移动通信领域领域，特别涉及一种射频开关装置及多端口线阵列天线测试系统。


背景技术：

2.在基站的线阵列天线生产的过程中，需要对出厂的线阵列天线的性能进行检测，线阵列天线测试往往分为s参数测试和辐射参数测试，但线阵列天线往往是多端口的，在测试s参数时，用于测试的矢量网络分析仪往往只有两个端口，测试时需要重复更改端口连接很是麻烦，其次，在测试辐射参数时，每个端口的线阵列天线都需要单独测试，采集辐射信号的探头需要重复在预设检测范围内往返多次，以接收不同的端口的阵列单元辐射出的辐射参数，极大地拖延了测试的时间。此外，若在s参数测试完成后，还需要更改端口接线再测试辐射参数，整体降低了对出厂线阵列天线的s参数和辐射参数的测试速度。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种射频开关装置及多端口线阵列天线测试系统，旨在提高线阵列s参数和辐射参数检测的效率。
4.为实现上述目的，本发明提出一种射频开关装置，应用于多端口线阵列天线测试系统，线阵列天线包括多个阵列单元，所述多端口线阵列天线测试系统包括矢量网络分析仪、外部终端和探头，所述探头沿着所述线阵列天线方向移动，用于接收所述线阵列天线朝着不同方向输出的辐射信号，其特征在于，所述射频开关装置包括：
5.开关控制信号接入端，用于接入s参数测试开关信号、辐射参数测试开关信号和探头启动信号；
6.开关阵列，所述开关阵列的第一输入端与所述矢量网络分析仪的第一端口电连接，所述开关阵列的的第二输入端与所述矢量网络分析仪的第二端口电连接，所述开关阵列具有多个输出端，其一所述输出端与所述探头电连接，其余所述输出端与多个所述阵列单元的端口电连接；
7.所述开关阵列，用于在接收到所述s参数测试开关信号时，根据所述s 参数测试开关信号依次导通任意两个所述阵列单元的端口与所述矢量网络分析仪的第一端口和第二端口之间的通路；
8.所述开关阵列，还用于在接收到所述探头启动信号时，导通所述矢量网络分析仪的第二端口与所述探头之间的通路；以及在接收到所述辐射参数测试开关信号时，根据所述辐射参数测试开关信号，周期性切换所述矢量网络分析仪的第一端口与多个所述线阵列单元之间的通断。
9.可选地，所述矢量网络分析仪用于输出测试信号时对应同步输出同步信号，其特征在于，所述射频开关装置还包括同步控制电路，所述同步控制电路的输出端与所述开关阵列的受控端连接，所述同步控制电路的输入端与所述矢量网络分析仪的同步端连接，所
述同步控制电路用于与所述外部终端有线通讯连接；
10.所述同步控制电路，用于在接收到所述外部终端发来的通道切换指令时，停止接受所述同步信号，并根据所述通道切换指令输出相应的s参数测试开关信号；
11.所述同步控制电路，还用于在未接收到所述外部终端发来的通道切换指令时，输出探头启动信号；以及根据所述矢量网络分析仪输出的所述同步信号的周期输出对应的辐射参数测试开关信号，以控制所述开关阵列周期性切换所述矢量网络分析仪的第一端口与多个所述线阵列单元之间的通断。
12.可选地，所述阵列单元两两为一组，其特征在于，所述开关阵列包括多组开关单元和一探头开关；
13.每组所述开关单元包括第一输入开关、第二输入开关和输出开关；
14.所述第一输入开关、第二输入开关和输出开关的受控端均与所述同步控制电路电连接；
15.所述第一输入开关的输入端与所述所述矢量网络分析仪的第一端口电连接，所述第二输入开关的输入端与所述矢量网络分析仪的第二端口电连接；
16.所述输出开关具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述输出开关在未触发情况下，导通所述第一输入端与所述第一输出端之间的通路以及导通所述第二输入端与所述第二输出端之间的通路；所述输出开关在被触发情况下，导通所述第一输入端与所述第二输出端之间的通路以及导通所述第二输入端与所述第一输出端之间的通路；
17.所述第一输入开关的输出端与所述输出开关的第一输入端连接，所述第二输入开关的输出端与所述输出开关的第二输入端连接，所述输出开关的第一输出端与一组所述阵列单元的其一阵列单元的端口电连接，所述输出开关的第二输出端与一组所述阵列单元的另一阵列单元的端口电连接；
18.所述探头开关的输入端与所述矢量网络分析仪的第二端口电连接，所述探头开关的输出端与所述探头电连接，所述探头开关的受控端与所述同步控制电路电连接。
19.可选地，所述第一输入开关为电子开关，多个所述第一输入开关可以集成为一个电子开关；所述第二输入开关、所述输出开关和所述探头开关均为机械开关，所述探头开关和多个所述第二输入开关可以集成为一个机械开关。
20.可选地，所述多端口线阵列天线测试系统包括矢量网络分析仪、外部终端、探头、驱动组件、位置检测装置和如权利要求1
‑
5任一项所述的射频开关装置；
21.所述射频开关装置分别与所述矢量网络分析仪、探头和所述线阵列天线电连接；
22.所述矢量网络分析仪与所述射频开关装置电连接，所述矢量网络分析仪用于与所述外部终端通讯连接；
23.所述探头与所述射频开关装置电连接，所述探头还与所述驱动组件驱动连接；
24.所述驱动组件用于与所述外部终端通讯连接；
25.所述位置检测装置用于与所述外部终端通讯连接；
26.所述外部终端，用于在进行线阵列天线s参数测试时，对所述射频开关装置输出通道切换指令；以及控制所述矢量网络分析仪输出测试信号对所述线阵列天线进行s参数测试并将s参数测试结果回传至所述外部终端；
27.所述外部终端，还用于在进行线阵列天线辐射参数测试时，控制所述矢量网络分析仪对所述线阵列天线发送测试信号；且控制所述驱动组件驱动所述探头在预设范围内移动，以使所述探头接收所述预设范围的线阵列天线向不同位置发出的辐射信号并输出至所述矢量网络分析仪；以及，控制所述位置检测装置检测所述探头的位置，并回传位置检测信号至所述外部终端；
28.所述矢量网络分析仪，还用于获得所述预设范围的线阵列天线向不同位置发出的辐射信号的场强数据，并上传至所述外部终端，以供所述外部终端根据位置检测信号和所述预设范围的线阵列天线向不同位置发出的辐射信号的场强数据生成线阵列天线的近场场强分布数据。
29.可选地，所述多端口阵列天线测试系统还包括极化器；
30.所述极化器与所述探头电连接，所述极化器用于与所述外部终端通讯连接，并在对所述线阵列天线进行辐射参数检测时根据所述外部终端控制，改变所述探头的极化，以使探头接收所述预设测试区域的线阵列天线向不同位置发出的不同极化的辐射信号。
31.可选地，所述预设范围具有第一位置和第二位置，线阵列天线的长度方向与所述第一位置至第二位置的方向一致；所述驱动组件包括：
32.导轨，所述导轨沿所述第一位置和第二位置的方向延伸设置；
33.传动件，设置于所述导轨上，所述传动件上设置有所述探头和极化器；
34.驱动件，所述驱动件用于与所述外部终端通讯连接，所述驱动件用于在所述外部终端的控制下驱动所述传动件在所述导轨上移动。
35.可选地，所述矢量网络分析仪还用于输出多组所述测试信号时对应同步输出多个同步信号，每一组所述测试信号对应一个所述同步信号，每一组所述测试信号包括多个频率的射频信号，各个频率的所述射频信号的持续时间相同；
36.所述多端口线阵列天线测试系统还包括同步装置，所述同步装置分别与所述矢量网络分析仪和所述位置检测装置电连接；所述同步装置用于与所述外部终端通讯连接；
37.所述同步装置，用于在进行辐射参数检测时，在每一组所述测试信号对应的所述同步信号的上升沿时，存储所述位置检测装置当前检测的位置检测信号并将其上传到外部终端；以及，在每一组所述测试信号对应的在所述同步信号的下降沿时，存储所述位置检测装置当前检测的所述位置检测信号并将其上传到外部终端，以供外部终端同步与所述位置检测装置输出的位置检测信号对应的所述矢量网络分析仪输出的辐射信号的场强数据。
38.可选地，所述多端口线阵列天线测试系统还包括暗室；
39.所述探头、极化器、驱动组件、位置检测装置、射频开关装置和同步装置均设置于所述暗室内；其中，所述暗室的内壁具有顶面和连接所述顶面的多个周侧面，所述顶面和至少一个所述周侧面设置有吸波材料。
40.本发明通过设置开关控制信号接入端接入s参数测试开关信号、辐射参数测试开关信号和探头启动信号，并使开关阵列在接收到s参数测试开关信号时，根据s参数测试开关信号依次导通任意两个阵列单元的端口与矢量网络分析仪的第一端口和第二端口之间的通路；以及在接收到探头启动信号时，导通矢量网络分析仪的第二端口与探头之间的通路，并根据辐射参数测试开关信号，周期性导通矢量网络分析仪的第一端口与多个线阵列单元之间的通断。从而实现了在对多端口线阵列天线的测试中，能够兼容测试多端口线阵
列天线的s参数以及辐射参数。同时无需在s参数测试时，人工重复调整矢量网络分析仪的第一端口和第二端口与任意两个阵列单元之间的连接，以及无需在辐射参数测试时，让探头在预设检测范围往返多次对每一端口的阵列单元进行单独的测试，有效地提高了测试的效率。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
42.图1为本发明射频开关装置一实施例的功能模块结构图；
43.图2为本发明射频开关装置一实施例的电路模块示意图；
44.图3为本发明射频开关装置另一实施例的电路模块示意图；
45.图4为本发明射频开关装置另一实施例的电路具体示意图；
46.图5为本发明多端口线阵列天线测试系统一实施例的功能模块示意图；
47.图6为本发明多端口线阵列天线测试系统另一实施例的功能模块示意图；
48.图7为本发明矢量网络分析仪在工作时输出的同步信号。
49.附图标号说明：
50.标号名称标号名称10开关阵列20同步控制电路11开关单元12探头开关30矢量网络分析仪40探头50驱动组件51导轨52传动件53驱动件60位置检测装置70极化器80同步装置
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51.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
52.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
53.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
54.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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发明中的具体含义。
55.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
56.需要理解的是，射频开关装置应用于多端口线阵列天线测试系统，线阵列天线包括多个阵列单元，多端口线阵列天线测试系统包括矢量网络分析仪 30、外部终端和探头40，探头40沿着线阵列天线方向移动，用于接收线阵列天线朝着不同方向输出的辐射信号。
57.参考图1，在本发明一实施例中，射频开关装置包括：
58.开关控制信号接入端，用于接入s参数测试开关信号、辐射参数测试开关信号和探头40启动信号；
59.开关阵列10，开关阵列10的第一输入端与矢量网络分析仪30的第一端口电连接，开关阵列10的的第二输入端与矢量网络分析仪30的第二端口电连接，开关阵列10具有多个输出端，其一输出端与探头40电连接，其余输出端与多个阵列单元的端口电连接；
60.开关阵列10，用于在接收到s参数测试开关信号时，根据s参数测试开关信号依次导通任意两个阵列单元的端口与矢量网络分析仪30的第一端口和第二端口之间的通路；
61.开关阵列10，还用于在接收到探头40启动信号时，导通矢量网络分析仪 30的第二端口与探头40之间的通路；以及在接收到辐射参数测试开关信号时，根据辐射参数测试开关信号，周期性切换矢量网络分析仪30的第一端口与多个线阵列单元之间的通断。
62.需要理解的是，多端口的线阵列天线是由多个阵列单元，即小天线组成，每个天线均有均有一个端口从而形成了多端口的线阵列天线。当需要对多端口的线阵列天线进行s参数或者辐射参数检测时，则需要对每的端口的阵列单元均进行检测一遍。
63.在本实施例中，开关控制信号接入端可以为一与外部终端和矢量网络分析仪30的控制电路的输出端，也可以直接是外部终端进行控制。
64.需要理解的是，由于矢量网络分析仪30往往只有两个端口，所以在进行s 参数测试时，只能够对多端口的线阵列天线中的两个端口，即两个阵列单元进行s参数检测。
65.如此，在本实施例中，开关阵列10可以根据s参数测试开关信号，依次导通第一端口和第二端口与任意两个阵列单元之间的通路，并在矢量网络分析仪30对当前两个阵列单元检测完后，切换导通第一端口和第二端口与另外一组的阵列单元之间的通路，并进行s参数测试，直至矢量网络分析仪30完成多个阵列单元中任意两个阵列单元的s参数测试。例如当前多端口的线阵列天线为3端口，即具有abc三个阵列单元，开关阵列10一开始在s参数测试开关信号的控制下，导通阵列单元a与第一端口之间的通路，再导通阵列单元b与第二端口之间的通路，待矢量网络分析仪30进行s参数测试结束后，开关阵列10 保持阵列单元a与第一端口之间的通路，将第二端口切换至与阵列单元c导通，待检测完成后，保持阵列单元c与第二端口之间的通路，将第一端口切换至与阵列单元b导通，如此便完成了对三个阵列单元中任意两个的s参数的检测，即完成了三端口线阵列天线s参数的检测。
66.需要理解的是，在实际多端口线阵列天线测试系统应用中，矢量网络分析仪30会对多端口线阵列天线输出测试信号，探头40会在预设范围内进行移动(预设的范围为用户根据需求的辐射角度的检测进行对应设置)，以采集多端口线阵列天线辐射出的辐射信号并将其回传至矢量网络分析仪30，使矢量网络分析仪30根据辐射信号检测出多端口线阵列天线向不同位置辐射出的辐射信号的场强数据，即多端口线阵列天线的辐射参数检测。
67.但如上述内容可知，多端口线阵列天线测试具有多个阵列单元，需要对每个阵列单元均进行一次辐射参数检测，那就需要探头40在预设范围内重复往返多次，并且走一遍来回行程近就需要人工切换一次矢量网络分析仪30的第一端口与多个阵列单元之间的通路。
68.为此，在本实施中，当进行辐射参数检测时，开关阵列10会通过开关控制信号接入端接入辐射参数测试开关信号和探头40启动信号，从而使第二端口与探头40连接，以接收探头40采集到的辐射参数，并且在探头40移动的过程中，周期性切换矢量网络分析仪30的第一端口与多个阵列单元之间的通断。从而使原先的对每根阵列单元进行完整的检测变成对每根阵列单元进行间隔一定距离的采样。此时，只需要保证每根阵列单元的两次采样之间的距离小于所有频率的射频信号中波长最短的二分之一，就能够收集到能够表征整体阵列单元辐射参数的场强数据。如此，只需要探头40在一个行程内，便能够采集到每个阵列单元的辐射出的辐射信号，并使矢量网络分析仪30获得每根阵列单元的辐射参数，即多端口线阵列天线的辐射参数。
69.本发明通过设置开关控制信号接入端接入s参数测试开关信号、辐射参数测试开关信号和探头40启动信号，并使开关阵列10在接收到s参数测试开关信号时，根据s参数测试开关信号依次导通任意两个阵列单元的端口与矢量网络分析仪30的第一端口和第二端口之间的通路；以及在接收到探头40启动信号时，导通矢量网络分析仪30的第二端口与探头40之间的通路，并根据辐射参数测试开关信号，周期性导通矢量网络分析仪30的第一端口与多个线阵列单元之间的通断。从而实现了在对多端口线阵列天线的测试中，能够兼容测试多端口线阵列天线的s参数以及辐射参数。同时无需在s参数测试时，人工重复调整矢量网络分析仪30的第一端口和第二端口与任意两个阵列单元之间的连接，以及无需在辐射参数测试时，让探头40在预设检测范围往返多次对每一端口的阵列单元进行单独的测试，有效地提高了测试的效率。
70.参考图2，在发明一实施例中，矢量网络分析仪30用于输出测试信号时对应同步输出同步信号，其特征在于，射频开关装置还包括同步控制电路20，同步控制电路20的输出端与开关阵列10的受控端连接，同步控制电路20的输入端与矢量网络分析仪30的同步端连接，同步控制电路20用于与外部终端有线通讯连接；
71.同步控制电路20，用于在接收到外部终端发来的通道切换指令时，停止接受同步信号，并根据通道切换指令输出相应的s参数测试开关信号；
72.同步控制电路20，还用于在未接收到外部终端发来的通道切换指令时，输出探头40启动信号；以及根据矢量网络分析仪30输出的同步信号的周期输出对应的辐射参数测试开关信号，以控制开关阵列10周期性导通矢量网络分析仪30的第一端口与多个线阵列单元之间的通断。
73.在本实施例中，同步控制电路20可以由mcu、dsp(digital signal process，数字
信号处理芯片)、fpga(field programmable gate array，可编程逻辑门阵列芯片)来实现，例如采用stm32f103vet6演示板。
74.在本实施例中，同步控制电路20用于在外部终端的通道切换指令控制下，输出相应的s参数测试开关信号，以使矢量网络分析仪30对阵列单元中任意两个阵列单元完成s参数的测试，例如阵列单元有abc三根，同步控制电路20会在外部终端的控制下，首先控制开关阵列10导通矢量网络分析仪30的第一端口与阵列单元a之间的通路以及导通矢量网络分析仪30的第二端口与阵列单元b之间的通路，以使矢量网络分析仪30对阵列单元a和b进行s参数测试，待测试完成后，再根据外部终端的驱动控制开关阵列10导通矢量网络分析仪30 的第一端口与阵列单元a之间的通路，以及断开矢量网络分析仪30的第二端口与阵列单元b之间的通路并导通矢量网络分析仪30的第二端口与阵列单元c之间的通路，以使矢量网络分析仪30对阵列单元a和c进行s参数测试，待测试完成后，再在外部终端的驱动下，按照上述过程，控制开关阵列10导通第一端口与阵列单元b之间的通路以及导通第二端口与阵列单元c之间的通路，以使矢量网络分析仪30检测阵列单元b和阵列单元c之间的s参数。
75.需要理解的是，矢量网络分析仪30会被外部终端控制启动并输出多组测试信号的同时，通过同步端对外输出多组同步信号(参考图7)，每组测试信号包括多个频率的射频信号，每个频率的射频信号发射间隔时间一直。在同步信号高电平时代表矢量网络分析仪30在输出一组测试信号，在同步信号低电平时代表矢量网络分析仪30在停止输出以作部分准备工作，并且在下一组同步信号高电平时，重新开始输出一组测试信号，往后以此进行循环。
76.在本实施例中，同步控制电路20可以根据同步信号，在同步信号的低电平时，切换导通第一端口与下一组阵列单元之间的通路，例如在第一组同步信号高电平时，导通第一端口与阵列单元a之间的通路，在第一组同步信号低电平时，切换至导通第一端口与阵列单元b之间的通路，在第二组同步信号低电平时，切换至导通第一端口与阵列单元c之间的通路，在第三组同步信号的低电平时，再切换至导通第一端口与阵列单元a之间的通路，并以此循环往复，直至探头40走完形成，完成对线阵列天线的辐射参数采集与检测。
77.通过设置同步控制电路20，能够实现在s参数测试和辐射参数测试时，通过外部终端和矢量网络分析仪30对开关阵列10切换导通的控制，从而提高了对开关阵列10控制的精确性与稳定性，保证了射频开关装置在进行对多端口线阵列天线s参数和辐射参数测试的准确性。此外，由于同步控制电路20根据同步信号切换导通第一端口与不同的阵列单元之间的通路，并且在同步信号的低电平，即矢量网络分析仪30未输出测试信号时进行切换，从而使得在探头40能够检测到更为精确的辐射参数数据，保证了多端口的线阵列天线辐射参数检测的精确性。
78.参考图3，阵列单元两两为一组，其特征在于，阵列单元两两为一组，其特征在于，开关阵列10包括多组开关单元11和一探头开关12；
79.每组开关单元11包括第一输入开关、第二输入开关和输出开关；
80.第一输入开关、第二输入开关和输出开关的受控端均与同步控制电路20 电连接；
81.第一输入开关的输入端与矢量网络分析仪30的第一端口电连接，第二输入开关的输入端与矢量网络分析仪30的第二端口电连接；
82.输出开关具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，输出开关在未
触发情况下，导通第一输入端与第一输出端之间的通路以及导通第二输入端与第二输出端之间的通路；输出开关在被触发情况下，导通第一输入端与第二输出端之间的通路以及导通第二输入端与第一输出端之间的通路；
83.第一输入开关的输出端与输出开关的第一输入端连接，第二输入开关的输出端与输出开关的第二输入端连接，输出开关的第一输出端与一组阵列单元的其一阵列单元的端口电连接，输出开关的第二输出端与一组阵列单元的另一阵列单元的端口电连接；
84.探头开关12的输入端与矢量网络分析仪30的第二端口电连接，探头开关 12的输出端与探头40电连接，探头开关12的受控端与同步控制电路20电连接。
85.在本实施例中，输入开关和输出开关可以为机械开关，例如继电器，也可以为电子开关，例如mos管、igbt管、三极管、电子开关芯片(集成有多个电子开关)等电子开关。需要理解的是，机械开关的射频性能好，成本低，但切换次数有限，切换速度慢(15～20ms)。而电子开关相反，射频性能稍低，成本高，但切换寿命几乎无限，切换速度快。需要理解的是，在实际应用中，在进行s参数检测时，输入开关和输出开关之间的切换频率并不快，然而在辐射参数测试时，同步信号的高电平时间比较短，所以第一输入开关和切换的频率比较快。故在本实施例中，第一输入开关为电子开关，多个第一输入开关可以集成为一个电子开关，例如单输入通道多输出通道的电子开关芯片，电子开关芯片可以在外部控制电路的控制下切换输入端与不同的输出端之间的通路导通。第二输入开关、输出开关和探头开关12均为机械开关，探头开关12和多个第二输入开关可以集成为一个机械开关，例如采用单刀多掷式开关。从而在保证开关速度的同时，降低成本。
86.在另一实施例中，若阵列单元的数量多奇数，即多端口线阵列天线的端口数为奇数，那只需要为剩余的一个阵列单元单独配置一组开关单元11即可。
87.具体地，参考图4，以四个阵列单元(abcd)、两组开关单元11和一探头开关12为例进行说明。其中，两组开关单元11中的第一输入开关可以集成在一起，采用单通道输入双通道输出的电子开关sw1来实现。两组开关单元 11中的第二输入开关可以与探头开关12集成在一起采用单刀双掷式开关sw2 来实现。第一组开关单元11的输出开关采用双刀双掷式开关swo3(未被触发情况下，例如swo3接受到的控制信号为低电平，sw3的第一输入端1i和第一输出端1o导通，swo3的第二输入端2i和第二输出端2o导通。sw3被触发时，例如swo3接受到的控制信号为高电平，切换至第一输入端1i和第二输出端2o 导通，以及第二输入端2i和第一输出端1o导通)，第二组开关单元11的输出开关同样采用双刀双掷式开关swo4。第一端口与sw1的输入端in连接，第二端口与sw2的输入端in连接，swo3的第一输入端1i与sw1的第一输出端1o 连接，swo3的第一输出端1o与阵列单元a连接，swo3的第二输入端与sw2 的第一输出端1o连接，swo3的第二输出端与阵列单元b连接，swo4的第一输入端1i与sw1的第二输出段2o连接，swo4的第一输出端与阵列单元c连接，swo4的第二输入端2i与sw2的第二输出端2o连接，swo4的第二输出端 2o与阵列单元d连接，sw2的第三输出端3o与探头40连接。sw1、sw2、swo3 和swo4的受控端均与同步控制电路20电连接。
88.在进行s参数测试时，外部终端输出通道切换指令，使同步控制电路20停止接收同步信号。同步控制电路20输出s参数测试开关信号控制sw1的输入端 1n与第一输出端1o连接，sw2的输入端1in与第一输出端1o连接，swo3的第一输入端in与第一输出端1o连接，swo4的第二输入端2n与第二输出端2o 连接，从而使得第一端口与阵列单元a连接，第二端口与
阵列单元b连接。同时，外部终端控制矢量网络分析仪30开始进行s参数测试，矢量网络分析仪30 会根据外部终端的控制，通过第一端口输出测试信号，并且通过第一端口接收阵列单元a的反射参数(s11)以及通过第二端口接收阵列单元a传输到阵列单元b的传输参数(s12)。然后，矢量网络分析仪30再通过第二端口输出测试信号，并且通过第二端口接收阵列单元b的反射参数(s22)以及通过第一端口接收阵列单元b传输到阵列单元a的传输参数(s21)。在进行阵列单元a与阵列单元b的s参数测试的过程中，矢量网络分析仪30同时将s11、s12、 s21和s22的参数通过有线通讯上传至外部终端。待阵列单元a与阵列单元b的 s参数测试完成后，外部终端输出通道切换指令，以驱动同步控制电路20输出 s参数测试开关信号sw2的输入端1in切换至与第二输出端2o连接，同时触发 swo4动作，使swo4的第二输入端2n切换至与第一输出端1o连接，以及使 swo4的第一输入端1n切换至与第二输出端2o连接，从而使得第一端口与阵列单元a连接，第二端口与阵列单元c连接。同时，外部终端控制矢量网络分析仪30如上述的s参数测试，并在阵列单元a和阵列单元c的s参数测试完成后。再重复上述实施过程，依次使第一端口和第二端口导通阵列单元a和阵列单元b、阵列单元a和阵列单元c、阵列单元a和阵列单元d、阵列单元b和阵列单元c、阵列单元b和阵列单元d和阵列单元c和阵列单元d，从而完成s参数的测试。
89.在进行辐射参数测试时，外部终端不输出通道切换指令。此时，同步控制电路20会在接收到同步信号时，输出探头40启动信号sw2的输入端in切换至与第三输出端3o连接，从而使第二端口与探头40连接。同时，同步控制电路20会根据同步信号(参考图7)，在第一组同步信号高电平时，输出辐射参数测试开关信号先控制sw1的输入端in与第一输出端1o连接，swo3的第一输入端in与第一输出端io连接，以导通第一端口与阵列单元a之间的通路。此时，同步信号处于高电平状态，矢量网络分析仪30向阵列单元a输出测试信号，并且探头40在移动过程中采集阵列单元a辐射出的辐射信号，并输出至矢量网络分析仪30的第二端口，使矢量网络分析仪30检测辐射信号的场强数据并回传至外部终端。
90.在第一组同步信号的低电平时，同步控制电路20再对swo3输出控制信号以触发swo3切换，使得swo3的第一输入端in切换至与第二输出端2o连接，以及使得swo3的第二输入端2n切换至与第一输出端1o连接，从而导通第一端口与阵列单元b之间的通路。随后在第二组的同步信号恢复高电平时，矢量网络分析仪30再向阵列单元b输出测试信号，并且探头40在移动过程中检测阵列单元a辐射出的测试信号。在第二组的同步信号低电平时，同步控制电路20 再控制sw1的输入端in切换至与第二输出端2o连接，以及swo4的第一输入端in与第一输出端io连接，从而导通第一端口与阵列单元c之间的通路，并在第三组的同步信号高电平时重复上述辐射参数测试过程，再在第三组的同步信号的低电平时触发swo4，使swo4的第一输入端in切换至与第二输出端2o 连接，以及使swo4的第二输入端2n切换至与第一输出端1o连接，从而导通第一端口与阵列单元d之间的通路，并在第四组的同步信号高电平时重复上述辐射参数测试过程。此时，在第四组的同步信号低电平时，再导通第一端口和阵列单元a，并重复上述的过程，周期性切换所述矢量网络分析仪30的第一端口与多个所述线阵列单元之间的通断，直至多端口线阵列天线测试系统结束辐射参数的检测。
91.通过上述设置，射频开关装置便能够实现兼容线阵列天线的s参数和辐射参数的测试，并且电路结构简单，成本较低，易适用于在多端口线阵列天线的s参数以及辐射参数的测试，并且提高了测试的效率。
92.参考图5，本发明还提出一种多端口线阵列天线测试系统，多端口线阵列天线测试系统包括矢量网络分析仪30、外部终端、探头40、驱动组件50、位置检测装置60和如上述任一项的射频开关装置；
93.射频开关装置分别与矢量网络分析仪30、探头40和线阵列天线电连接；
94.矢量网络分析仪30与射频开关装置电连接，矢量网络分析仪30用于与外部终端通讯连接；
95.探头40与射频开关装置电连接，探头40还与驱动组件50驱动连接；
96.驱动组件50用于与外部终端通讯连接；
97.所述位置检测装置60用于与所述外部终端通讯连接；
98.在本实施例中，外部终端可以为电脑等。矢量网络分析仪30、探头40、驱动组件50、位置检测装置60可以在内部设置无线通讯模块，并通过wifi、 4g/5g、局域网和无线网等无线通讯网络与外部终端建立通讯连接，实现数据互传与控制；也可以按照rs485、rs233、can等有线通讯协议通过通讯电缆与外部终端建立通讯连接，实现数据互传与控制。
99.在本实施例中，位置检测装置60可以光栅，磁栅，编码器等定位检测装置或者雷达检测装置，可以直接检测探头40在预设范围内的坐标位置。位置检测装置60亦可以采用编码器来实现，驱动组件50可以包括导轨51，导轨51 沿线阵列天线的长度的方向设置，导轨51的行程即为预设范围，探头40可以在驱动组件50的驱动下，在导轨51上移动。编码器可以检测当前探头40在导轨51上移动的位置，并上报至外部终端。外部终端便能够根据用户预设设置的参数，比如探头40距离线阵列天线的高度，计算得到探头40相对于线阵列天线的位置，例如探头40相对于线阵列天线中心位置的角度，由于当前探头 40处于线阵列天线的中轴线的正上方，则该角度即为线阵列天线在垂直主切面上(线阵列天线中轴线位置的垂直切面)不同的辐射角度。其中，预设测试区域的长度可以大于线阵列天线的长度，也可以小于线阵列天线的长度，如此，探头40可以根据用户的需求，检测不同辐射角度之间的辐射信号。
100.外部终端，用于在进行线阵列天线s参数测试时，对射频开关装置输出通道切换指令；以及控制矢量网络分析仪30输出测试信号对线阵列天线进行s参数测试并将s参数测试结果回传至外部终端。
101.在本实施例中，外部终端可以为个人电脑，当用户在外部终端进行操作对先阵列天线进行s参数检测时，外部终端会输出通道切换指令至同步控制电路20，让同步控制电路20控制射频开关装置，并且同时控制矢量网络分析仪 30开始进行s参数测试，并在一组s参数测试完成后，再通过同步控制电路20 使射频开关装置如上述实施例中例子一样进行切换到导通任意两个阵列单元与矢量网络分析仪30之间的通路，从而使得外部终端能够接收整个线阵列的s 参数。
102.外部终端，还用于在进行线阵列天线辐射参数测试时，控制矢量网络分析仪30对线阵列天线发送测试信号；且控制驱动组件50驱动探头40在预设范围内移动，以使探头40接收预设范围的线阵列天线向不同位置发出的辐射信号并输出至矢量网络分析仪30；以及，控制位置检测装置60检测探头40的位置，并回传位置检测信号至外部终端；
103.矢量网络分析仪30，还用于获得预设范围的线阵列天线向不同位置发出的辐射信号的场强数据，并上传至外部终端，以供外部终端根据位置检测信号和预设范围的线阵列
天线向不同位置发出的辐射信号的场强数据生成线阵列天线的近场场强分布数据。
104.在本实施例中，探头40可以采用单个探头40，也可以采用探头40阵列，用于在驱动组件50的带动下，对预设测试区域进行扫描，由于检测对象是线阵列天线，所以在实际应用中，探头40可以设置在线阵列天线的正上方例如在线阵列天线的中轴线的正上方，并且沿着线阵列天线的长度方向进行移动。在移动中的探头40可以采集线阵列天线向不同位置发出的辐射信号，并将其输出至矢量网络分析仪30。矢量网络分析仪30测定其辐射信号的场强的矢量值并将其上传至外部终端。
105.在本实施例中，当用户在外部终端进行操作对先阵列天线进行辐射参数检测时，外部终端会输出停止通道切换指令至同步控制电路20。并且控制矢量网络分析仪30开始对射频开关装置输出测试信号，以及控制驱动组件50驱动探头40沿着所述线阵列天线的长度方向进行移动。此时，根据上述射频开关装置的实施例，射频开关装置会在同步信号的低电平时期，轮换导通每个阵列单元与矢量网络分析仪30之间的通路，如此使得外部终端在控制探头40 走完一来一回一个行程后，便能够同时测量出所有阵列单元的辐射参数。
106.通过上述设置，能够有效地实现对于线阵列天线的s参数和辐射参数的兼容测试，并且整个系统占地空间小，设置成本低，测试效率高，能够有效的提高了多端口的线阵列天线测试的精确性。如此，在实际应用中，对于厂商来说，无需再为检测出厂时的线阵列天线搭建体积较大的传统检测设备，同时缩短了检测一个线阵列天线的时间，提高了线阵列天线的检测效率，进而提高了线阵列天线出厂的效率。
107.参考图5，在本发明一实施例中，多端口阵列天线测试系统还包括极化器70。
108.其中，极化器70与探头40电连接，极化器70用于与外部终端通讯连接，并在对线阵列天线进行辐射参数检测时根据外部终端控制，改变探头40的极化，以使探头40接收预设测试区域的线阵列天线向不同位置发出的不同极化的辐射信号。
109.在本实施例中，驱动组件50还用于根据外部终端输出的传送信号驱动扫描装置沿线阵列天线的长度方向做往复运动，以使扫描装置接收线阵列天线两个极化的辐射信号。由于线阵列天线往往为双极化线阵列天线，所以需要对天线的两个极化进行检测，改变探头40的极化可以采用极化器70来实现，极化器70可以采用极化电机，极化电机可以由外部终端进行控制，在驱动组件50驱动探头40走完一个行程以后，外部终端可以控制极化电机改变探头40 的极化，然后再控制驱动组件50驱动探头40沿着行程反向移动至行程起始点，从而完成对线阵列天线的两个极化的辐射信号的采集。极化器70亦可以采用双极化探头40，若采用双极化探头40，便能够在一次行程的过程中完成对于线阵列天线两个极化辐射信号的采集。
110.参考图5，在本发明一实施例中，预设范围具有第一位置和第二位置，线阵列天线的长度方向与第一位置至第二位置的方向一致。驱动组件50包括：
111.导轨51，导轨51沿第一位置和第二位置的方向延伸设置。
112.传动件52，设置于导轨51上，传动件52上设置有探头40和极化器70。
113.驱动件53，驱动件53用于与外部终端通讯连接，驱动件53用于在外部终端的控制下驱动传动件52在导轨51上移动。
114.在本实施例中，导轨51设置有引导传动件52运动的部件，例如齿条、滑槽、气缸等，传动件52的一端可以设置有传动装置，与导轨51上的引导传动件52运动的部件对应连接，
例如对应齿条设置的转动齿轮，对应滑槽设置的滑块。驱动件53可以为伺服电机和伺服驱动器，伺服器驱动器可以通过有线通讯网络，例如rs
‑
233通讯网络、rs485通讯网络、can通讯网络等与外部终端建立有线通讯连接，亦可以通过无线通讯网络，例如wifi、局域网、蓝牙、 4g/5g等通讯网络与外部终端建立无线通讯连接，外部终端可以通过与伺服驱动器的通讯连接控制伺服驱动器并驱动伺服电机工作，以带动传动件52在导轨51上沿着线阵列天线的长度方向上移动，从而带动设置在传动件52上的探头40和极化器70沿着线阵列天线的长度方向上的中轴线移动。
115.通过上述设置，能够实现对于线阵列天线的不同位置输出的辐射信号的近场场强的检测，并且占地空间较小，有效地提高了先阵列天线辐射参数检测的便利性和效率。
116.可以理解的是，用户还可以设置探头40与线阵列天线之间的距离，传动件52可以与探头40通过金属杆连接，驱动件53可以根据外部终端输出的高度控制信号，控制金属杆沿垂直方向上下移动，从而改变探头40与线阵列天线之间的距离。
117.理想情况下，外部终端会在接收到辐射信号的场强数据的同时，对应接收到当前与辐射信号的场强数据对应的位置检测信号(计算得到当前的辐射角度)，从而形成线阵列天线的近场场强分布数据。但在实际应用中，由于信号传输和处理存在延迟，辐射信号的场强数据与位置检测信号的时序会存在错位，即辐射信号的场强数据与辐射角度的时序会存在错位，导致最后形成的近场场强分布数据偏位，测试结果有误差。
118.参考图6，在本发明一实施例中，多端口线阵列天线测试系统还包括同步装置80，同步装置80分别与矢量网络分析仪30和位置检测装置60电连接。同步装置80用于与外部终端通讯连接。
119.其中，同步装置80用于在进行辐射参数检测时，在每一组测试信号对应的同步信号的上升沿时，存储位置检测装置60当前检测的位置检测信号并将其上传到外部终端。以及，在每一组测试信号对应的在同步信号的下降沿时，存储位置检测装置60当前检测的位置检测信号并将其上传到外部终端，以供外部终端同步与位置检测装置60输出的位置检测信号对应的矢量网络分析仪 30输出的辐射信号的场强数据。
120.在本实施例中，矢量网络分析仪30还用于输出多组测试信号时对应同步输出多个同步信号，每一组测试信号对应一个同步信号，每组测试信号由多个频率的射频信号组成。每组中的各频率在扫描过程中，持续时间相同。
121.需要理解的是，矢量网络分析仪30输出的测试信号由多个频率的射频信号组成，每个频率的射频信号的间隔时间也一致。在实际使用中，通过外部终端可以设置矢量网络分析仪30输出的一组测试信号中的多个射频信号的频率、功率和中频带宽等参数。终端可以测量出每组测量需要的时间，此时间作为计算扫描装置运动速度的参数，从而保证采样间隔小于半波长。
122.参考图7，例如输出一组测试信号的总时间为100ms，一共有10个频率的信号(f1
‑
f10)，则输出每个频率信号的时间为10ms，此时矢量网络分析仪30 在输出f1频率的信号时，会开始对外输出一个同步信号，一直持续到结束输出 f10频率的信号。此时网络矢量分析仪会停止对线阵列天线输出测试信号，也就代表同时停止输出同步信号。并在间隔一段时间后，继续对外输出下一组测试信号，并同样的对应输出一个同步信号。同步信号通常为一脉冲信号。可以用高电平表示正在测量，低电平表示没在测量。反过来也可以。为了简化
说明，本说明只采用高电平表示正在测量来阐述过程。
123.在本实施例中，同步装置80用于在每一组测试信号对应的同步信号的上升沿时，存储位置检测装置60当前检测的位置检测信号并将其上传到外部终端。以及，在每一组测试信号对应的在同步信号的下降沿时，存储位置检测装置60当前检测的位置检测信号并将其上传到外部终端，以供外部终端同步与位置检测装置60输出的位置检测信号对应的矢量网络分析仪30输出的辐射信号的场强数据。
124.具体地，同步装置80可以由mcu、dsp(digital signal process，数字信号处理芯片)、fpga(field programmable gate array，可编程逻辑门阵列芯片)来实现，例如采用stm32f103vet6演示板。同步装置80分别与矢量网络分析仪30和位置检测装置60电连接，并在同步信号上升沿时，存储当前的位置检测信号并将其上传到外部终端。以及，在同步信号下降沿时，存储当前的位置检测信号并将其上传到外部终端。
125.具体地，以测试信号总时间为10ms，一共有5个频率的信号(f1
‑
f5)为例进行说明，在矢量网络分析仪30开始运行时，即开始输出f1时，同步装置80 检测到了同步信号的上升沿，则存储下当前的位置检测信号，比如当前探头 40位置为0mm并将0mm上传至外部终端，当矢量网络分析仪30结束输出f5时，同步装置80检测到同步信号的下降沿，则存储下当前的位置信号，比如当前探头40位置为5mm，并将当前的位置检测信号上传到外部终端，即外部终端知道了当前探头40位置为5mm。
126.由于是通过外部终端设置的5个频率的信号(f1
‑
f5)，所以对于外部终端来说，外部终端在控制矢量网络分析仪30开始工作时，通过矢量网络分析仪 30接收到的5个辐射信号的场强数据依次对应矢量网络分析仪30向线阵列天线输出的频率为f1到f5的射频信号。
127.此时，根据同步装置80上报的信息，外部终端已经确定了当前在才开始输出f1频率的信号时，探头40的位置为0mm，在结束输出f5频率的信号时，探头40的位置为5mm，由上述可知频率的间隔时间相同，所以矢量网络分析仪 30在探头40位置1mm时输出为f1频率的信号，在探头40位置2mm内输出为f2 频率的信号，在探头40位置3mm内输出为f3频率的信号，在探头40位置4mm 内输出为f4频率的信号，在探头40位置5mm内输出为f5频率的信号。那么外部终端可以将依次接受到的5个矢量网络分析仪30输出的辐射信号的场强数据值(a～e)，与上述5个探头40位置相对应，即a场强值为1mm处，b场强值为 2mm处，c场强值为3mm处，d场强值为4mm处，e场强值为5mm处。如此，外部终端便能够将探头40的位置和场强相匹配，从而避免了因为传输延迟导致的错位。
128.通过上述设置，能够有效地防止因信号传输延迟造成的辐射信号的场强数据的时序与当前探头40所在的检测位置，即线阵列天线的辐射角度不匹配的情况，提高了线阵列天线辐射参数检测地精确性。
129.可以理解的是，同步装置80可以直接为射频开关装置中的同步控制电路 20，从而减小系统的构建成本。
130.参考图5和图6，在本发明一实施例中，多端口线阵列天线测试系统还包括暗室；
131.其中，探头40、极化器70、驱动组件50、位置检测装置60、射频开关装置和同步装置80均设置于暗室内；其中，暗室的内壁具有顶面和连接顶面的多个周侧面，顶面和至少一个周侧面设置有吸波材料。
132.需要理解的是，由于测试环境中往往存在着环境场强，为了屏蔽环境场强对于测
试结果的影响，需要将线阵列天线放置于暗室进行测试。
133.在实际应用中，1～4代的基站天线多采用线阵列天线，而基站天线在实际使用中，主要的辐射方向为上半空间，背向辐射比较小，所以只需要在暗室的顶部和一侧面设置有吸波材料，就能够满足对于线阵列天线近场场强检测准确度的需求。
134.通过上述设置，能够屏蔽外界电磁环境的影响，提高了线阵列天线近场场强检测的准确性。同时，根据基站天线的使用实际特性，可以仅在暗室内部的顶面和一侧设置吸波材料，从而有效地降低了系统构建的成本。
135.值得注意的是，由于本发明线阵列天线检测系统基于上述的多端口线阵列天线测试系统，因此，本发明线阵列天线检测系统的实施例包括上述多端口线阵列天线测试系统全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
136.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。