专利名称：一种用于射频产品测试的射频开关矩阵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气开关装置，尤其涉及一种用于射频产品测试的射频开关矩阵。
背景技术：
在无线电通讯领域研发和生产过程中，通常需要对射频产品的进行射频性能测试。产品测试过程中，通常使用相同的测试仪器对不同输出功率的产品进行测试，如果没有对测试仪器进行保护，很容易出现因输出功率过高而导致测试仪器被烧毁的情况，提高产品生产成本。因此，目前在射频产品测试时，通常在被测产品与测试仪器之间设置衰减器，降低被测产品的输出功率以保护测试仪器不被烧毁。如果被测产品的输出功率较大，而衰减器的功率较小，经过衰减后也不能实现保护测试仪器的目的。因此为了达到测试仪器保护的目的，使用的衰减器的功率较大，因此成本较高。此外，如果被测产品的输出功率较低，经过衰减器衰减后会使得输出信号不稳定，进而造成测试不准确，即对于输出功率较低的被测产品不需要经过较大功率的衰减器进行衰减。因此使用一个较大功率的衰减器对所有被测产品进行衰减会造成测试不准确，成本较高。
发明内容
本发明解决的目的在于克服现有技术中存在的测试成本高、测试不准确的不足，提供一种用于射频产品测试的射频开关矩阵，通过本发明射频开关矩阵保护测试仪器，不但避免了测试仪器被烧毁的情况发生，而且还降低了测试成本，保障了测试的准确度。为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案:
一种用于射频产品测试的射频开关矩阵，包括至少一个一级衰减器，所述一级衰减器连接RD机电同轴开关组，所述RD机电同轴开关组连接至少一个二级衰减器，所述RD机电同轴开关组用于连通一级衰减器和/或二级衰减器；当被测射频产品的输出功率小于设定门限阈值时，所述RD机电同轴开关组连通一级衰减器或二级衰减器；当被测射频产品的输出功率大于或等于设定门限阈值时，所述RD机电同轴开关组同时连通一级衰减器和二级衰减器。本发明用于射频产品测试的射频开关矩阵，设置有一级衰减器、二级衰减器和RD机电同轴开关组，通过RD机电同轴开关组选择连通一级衰减器和/或二级衰减器，一级衰减器的一端与被测射频产品的输出端连接，可通过一级衰减器将被测射频产品的输出功率进行衰减，降低被测射频产品的输出功率，再通过RD机电同轴开关组选择是否需要启用二级衰减器，如果经过一级衰减后的输出功率仍然大于测试仪器能够承载的功率，则选择启用二级衰减器，否则不启用二级衰减器，RD机电同轴开关组直接连通测试仪器。通过一级衰减器和二级衰减器实现被测件输出功率的衰减，避免了使用一个大功率的衰减器，保护测试仪器不被烧毁的同时降低了衰减器的成本，通过RD机电同轴开关组选择启用一级衰减器或二级衰减器，使得不需要经过两级衰减的被测件的测试精度更高，保障了射频产品测试的准确性。设置一级衰减器和二级衰减器的目的是保护测试仪器不至于因为被测射频产品的输出功率过高而被烧毁。各种测试仪器能承载的功率不同，因此所述设定门限阈值可根据测试仪器所能承受的最大功率而调整。根据本发明实施例，所述RD机电同轴开关组包括至少一个转换开关，所述一级衰减器与转换开关连接，所述一个转换开关与一个二级衰减器连接，所述转换开关用于选择连通二级衰减器。当需要使用二级衰减器时，通过转换开关连通二级衰减器，然后再连通测试仪器；如果不需要使用二级衰减器，则转换开关直接连通测试仪器。根据本发明实施例，所述RD机电同轴开关组包括至少一个单刀双掷开关和至少一个单刀多掷开关，所述单刀双掷开关的一个接口直接与所述单刀多掷开关连接，单刀双掷开关的一个接口通过一级衰减器与单刀多掷开关连接，单刀多掷开关与二级衰减器连接。如果需要使用一级衰减器时，单刀双掷开关连通一级衰减器，一级衰减器与单刀多掷开关连接；如果不需要使用一级衰减器，则单刀双掷开关直接连通单刀多掷开关。进一步优选的，所述RD机电同轴开关组包括至少两个单刀双掷开关和至少一个单刀多掷开关，所述单刀双掷开关中的至少一个单刀双掷开关的一端与一级衰减器连接，另一端与所述单刀多掷开关连接，剩下的至少一个单刀双掷开关与单刀多掷开关连接，单刀双掷开关用于连通单刀多掷开关或负载，单刀多掷开关与二级衰减器连接。如果需要使用一级衰减器时，与一级衰减器连接的单刀双掷开关中的一个连通单刀多掷开关，其余的单刀双掷开关连通负载；如果不需要使用一级衰减器，则未与一级衰减器连接的单刀双掷开关中的一个连通单刀多掷开关，其余的单刀双掷开关连通负载。通过至少两个单刀双掷开关实现一级衰减器的选择，单刀双掷开关的一端与负载连接，当一个单刀双掷开关与单刀多掷开关连通时，其余的单刀双掷开关均与负载连接，防止了信号通过被测件的其余的输出端口(被测件的输出端口与单刀双掷开关连接)泄露出去，造成测试不准确。进一步优选的，所述转换开关和二级衰减器均为至少两个，所述单刀多掷开关与转换开关之间还设有单刀双掷开关。测试时，转换开关与测试仪器连接，设置至少两个转换开关，各个转换开关可连接不同的测试仪器，通过单刀多掷开关与转换开关之间的单刀双掷开关选择所需的测试仪器，避免了不同测试项目搭建不同测试台，避免了测试资源的浪费，也提高了测试效率。进一步优选的，所述单刀多掷开关为单刀六掷开关。至少两个单刀双掷开关占用单刀六掷开关的至少两个接口，单刀六掷开关中剩下的接口则作为扩展接口，与被测射频产品的输出端连接，适用于输出端口较多的射频产品。扩展接口也可与测试仪器连接，增加测试仪器，满足不同的测试项目。本发明还提供了一种射频产品测试系统，该测试系统包括射频开关矩阵，所述射频开关矩阵连接测试仪器和被测件，所述被测件连接信号源，所述信号源、测试仪器和射频开关矩阵连接PC机，射频开关矩阵包括至少一个一级衰减器，所述一级衰减器连接RD机电同轴开关组，所述RD机电同轴开关组连接至少一个二级衰减器，所述RD机电同轴开关组用于连通一级衰减器和/或二级衰减器。与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、本发明用于射频产品测试的射频开关矩阵，设置有一级衰减器、二级衰减器和RD机电同轴开关组，通过RD机电同轴开关组选择连通一级衰减器和/或二级衰减器，实现被测件输出功率的衰减，避免了使用一个大功率的衰减器，保护测试仪器不被烧毁的同时降低了衰减器的成本，通过RD机电同轴开关组选择启用一级衰减器或二级衰减器，使得不需要经过两级衰减的被测件的测试精度更高，保障了射频产品测试的准确性。2、本发明用于射频产品测试的射频开关矩阵设置有至少两个转换开关，可连接至少两个测试仪器，可实现多个测试项目测试。射频开关矩阵中设置有至少两个单刀双掷开关，可连接至少被测件的至少两个输出通道，可实现射频产品不同的测试链路相互切换，减少产品在测试过程中的换装次数，避免了人为换装过程中的误操作造成的仪器烧毁，同时节约了测试时间，提高了测试效率。3、单刀多掷开关的使用使得射频开关矩阵具有扩展接口，通过扩展端口可增减测试仪器或被测件的测试端口，避免了不同测试项目搭建不同测试台造成的测试资源浪费，同时提高了测试效率。
图1为本发明射频开关矩阵的结构示意 图2为本发明射频开关矩阵用于射频产品测试的连接示意 图3为本发明射频开关矩阵的工作流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。本发明的目的在于提供一种用于射频产品测试的射频开关矩阵，即实现射频产品的多路输出与测试仪器之间的任意链路切换，这种切换使被测件(被测件即指被测射频产品)的任一端口与任意测试仪器都可以实现通路。本发明的目的通过下述技术方案实现:
本发明用于射频产品测试的射频开关矩阵包括RD机电同轴开关、一级衰减器和二级衰减器。一级衰减器与RD机电同轴开关连接，RD机电同轴开关与二级衰减器连接。参考图1、图2，本实施例列举的射频开关矩阵包括一级衰减器、RD机电同轴开关和二级衰减器。所述RD机电同轴开关包括多个单刀双掷开关(STOT)、至少一个单刀六掷开关(SP6T)和至少一个转换开关(Transfer)。图2中所示的Kl K16即为RD机电同轴开关，其中K1、K2、K3、K4、K6、K7、K9、K10、K11、K12、K14和Κ15为单刀双掷开关，单刀双掷开关有三个接口，其中Κ1、Κ2、Κ3、Κ4、Κ9、Κ10、Κ11、Κ12标注为PORT的接口连接一级衰减器，标注为LOAD的接口连接负载，用于防止信号泄露，另外一个接口连接单刀六掷开关的其中一个接口。因为被测件的各个输出端之间是连通的，一个输出端口的信号会流向其他输出端口，造成信号泄露。因此当被测件的一个输出端口与单刀六掷开关连通时，剩下的输出端口与负载连接，避免信号泄露。例如被测件的输出端I与K5连通，则被测件的输出端2、输出端3、输出端4、输出端5、输出端6、输出端7、输出端8均通过单刀双掷开关的LOAD的接口连接负载。K5、K13为单刀六掷开关，单刀六掷开关标注为COM的接口连接一个单刀双掷开关(Κ6、Κ14)。其中Κ8、Κ16为转换开关，转换开关的其中一个接口( Jl)连接单刀双掷开关(Κ7、Κ8 )，其中两个接口( J3、J4 )连接至二级衰减器的两端，另一个接口( J2 )连接测试仪器(仪器1、仪器2)。连通二级衰减器和测试仪器时，Jl和J3接口连通，J4和J2接口连通。只连通测试仪器，不连通二级衰减时，Jl和J2接口连通，J4和J3接口连通。作为一种优选的实施方式，射频开关矩阵中还设有扩展端口，如图2中所示的单刀六掷开关的扩展接口 J5和J6，EXAU EXA2分别表示K5的J5、J6，EXBU EXB2分别表示K13的J5、J6。单刀六掷开关(K5、K13)的扩展接口 J5和J6与被测件的输出端口连接。设置扩展端口可用于测试输出端口较多的被测件，增加射频开关矩阵的适应性。另一方面，设置扩展端口可增加一次性测试被测件的数量，避免了频繁换装(换装即是指更换被测件)造成的测试效率低，也避免了因频繁换装可能出现的连接错误而导致的测试仪器或被测件被烧毁的情况发生。单刀六掷开关是实现扩展端口的一种实施方式，可以通过改变单刀多掷开关的接口数目实现设置多个扩展端口。单刀六掷开关的扩展接口 J5和J6也可以连接被测件和/或二级衰减器，即EXAl、ΕΧΑ2、ΕΧΒ1、ΕΧΒ2分别转换开关中连接二级衰减器(通过连接点Al连接)、测试仪器(通过连接点Α2连接)、二级衰减器(通过连接点BI连接)、测试仪器(通过连接点Β2连接)。扩展接口这样连接，可用于任意增减测试仪器，避免了不同测试项目搭建不同测试台对测试资源及测试效率的浪费。作为一种优选的实施方式，本实施例列举的射频开关矩阵中的一级衰减器和二级衰减器的的额定功率和衰减值可配置得不相同，不同的一级衰减器/ 二级衰减器的额定功率和衰减值也可配置得不相同。参考图2，本发明用于射频产品测试的射频开关矩阵在射频产品测试系统中的连接示意图。射频产品测试系统包括PC机、信号源、被测件、用于射频产品测试的射频开关矩阵和测试仪器。PC机PC通过通用接口总线(GPIB)连接信号源和测试仪器，信号源连接被测件，PC机根据被测件的功率通过信号源向被测件发出信号，被测件与用于射频产品测试的射频开关矩阵相连接，信号通过被测件传输到用于射频产品测试的射频开关矩阵，用于射频产品测试的射频开关矩阵与测试仪器连接。其中用于射频产品测试的射频开关矩阵包括一级衰减器、二级衰减器和RD机电同轴开关。RD机电同轴开关包括SPDT (单刀双掷开关)、SP6T (单刀六掷开关)、Transfer (转换开关)三种开关，且三种开关依次连接。用于射频产品测试的射频开关矩阵中包括一级衰减器和二级衰减器，可根据被测件的输出功率选择一级衰减器和/或二级衰减器。如果被测件的输出功率较小(如小于500W)，则选择使用一级衰减器或二级衰减器对被测件的输出功率进行衰减。如果被测件的输出功率较大(如大于500W)，则同时使用一级衰减器和二级衰减器对被测件的输出功率进行衰减。PC机根据被测件输出的信号功率，通过高低电平(RS232串口的高低电平)对单刀双掷开关进行切换控制(例如高电平连通单刀六掷开关，低电平连通负载)，实现被测件输出端信号的衰减。一级衰减器和二级衰减器具有固定的额定功率及衰减值，可根据产品的实际输出功率进行配置。参考图3，本实施例列举的用于射频产品测试的射频开关矩阵的功率流程是:信号源向被测件(即被测试射频产品)输入功率，使被测件达到额定输出功率。PC机根据被测件额定输出功率范围选择通过一级衰减器和/或二级衰减器进行功率衰减，以保护测试仪器不被烧毁。在输出功率较大(大于500W)的情况下，由PC机控制高低电平进行单刀双掷开关切换，将输出功率先通过一级衰减器进行一级衰减，降低被测件的输出功率。例如由被测件的输出端I经由一级衰减器衰减之后，到达指定单刀双掷开关Kl的PORTl接口，即衰减后的信号传输给Kl的PORTl接口，然后PC机控制Kl的PORTl接口连通K5的Jl接口，通过单刀六掷开关K5的Jl接口传输至K5。同时，单刀双掷开关K2、K3、K4各自的PORT接口与LOAD接口连通。单刀六掷开关一次只连通Jl至J6接口中的一个接口，其传输信号通路是唯一的，这样便避免了多路信号同时进入不同的链路，导致链路失控，甚至发生不可预知的危险。衰减之后的信号通过SP6T(K6)传输到下一个单刀双掷开关K6，根据用户需要，通过PC机控制高低电平切换到单刀双掷开关K7或者K15。如果需要测试仪器1(即图2中的仪器I )，则切换到K7，再传输至换转开关K8，换转开关K8的Jl和J3接口连通，J4和J2接口连通，经过转换开关K8的信号再经过二级衰减后传输到测试仪器I。如果需要测试仪器2 (即图2中的仪器2)，则切换到K15，再输出值转换开关K16，经过转换开关K16的信号再经过二级衰减后传输到测试仪器2。当射频信号经一级衰减器减小后，大于测试仪器可承受的功率时，再使用二级衰减，确保了测试仪器不会因为功率过大而烧毁，避免了测试仪器因烧毁而造成的浪费，节约了测试成本。在输出功率相对较小(小于500W)的情况下，可以选择将被测件的输出功率经过一级衰减或者二级衰减降低被测件的输出功率。如果选用一级衰减器降低被测件的输出功率，PC机通过高低电平控制SPDT，将输出功率先通过一级衰减器进行一级衰减，降低被测件的输出功率，具体由被测件的输出端I经由一级衰减器衰减之后，到达指定单刀双掷开关Kl的PORTl接口，即衰减后的信号传输给Kl的PORTl接口，然后再通过单刀六掷开关K5的Jl接口传输至K5。根据用户需要，通过PC机控制高低电平切换到单刀双掷开关K7或者K15。如果需要测试仪器1，则切换到K7，转换开关K8的Jl和J2接口连通，J4和J3接口连通，通过转换开关K8将信号直接传输到测试仪器I。如果需要测试仪器2，则切换到K15，再通过转换开关K16将信号直接传输到测试仪器2。Transfer (K8、K16)在默认的状态下，Jl和J2接口连通，J4和J3接口连通，直接连接到测试仪器。如果被测件的输出功率直接由二级衰减器衰减，则被测件的输出端2经由SPDT(K2)直接切换到SP6T(K5)，即K2的一个接口与单刀六掷开关K5的J2接口连接，K5的COM接口连通J2接口，被测件的输出功率经过SPDT (K2)的P0RT2接口直接传输至K5，再传输到下一个单刀双掷开关K6。根据用户需要，通过PC机控制高低电平切换到单刀双掷开关K7或者K15。如果需要测试仪器1，则切换到K7，转换开关K8的Jl和J3接口连通，J4和J2接口连通，通过转换开关K8将信号再经过二级衰减器衰减后传输到测试仪器I。如果需要测试仪器2，则切换到K15，再通过转换开关K16将信号传输至二级衰减器经过二级衰减后再传输到测试仪器2。图1中被测件输出端5的工作过程与输出端I的工作过程相同，其中被测件的8个输出端口在工作过程中，只能允许一路信号链路畅通，例如信号源输出信号到被测件输出端I时，其它7个输出端都处于关闭状态，即单刀双掷开关K2、K3、K4、K9、K10、K1UK12各自的PORT端口与LOAD端连通口。如果被测件输出端5进行工作时，其它7个输出端也都处于关闭状态。图1中被测件输出端3、4、6、7和8的工作过程与输出端2的工作过程相同，其中被测件的8个输出端口在工作过程中，只能允许一路信号链路畅通，例如信号源输出信号到被测件输出端2时，其它7个输出端都处于关闭状态。如果被测件输出端3、4、6、7或8进行工作时，其它7个输出端也都处于关闭状态。当然，被测件的输出端3和输出端7也可以连接一个一级衰减器，则此时输出3和输出端7的工作过程与输出端I的工作过程相同。需要说明的是，图1中，本实施例中所述被测件的输出端I和输出端5均与一级衰减器连接，但并不是指实际测试时被测件的第一个输出端和第五个输出端必须与一个一级衰减器连接，而是指将被测件的输出端中需要经过一级衰减的输出端与一级衰减器连接。本实施例列举的用于射频产品测试的射频开关矩阵是由8个输入端(Kl K4，K9 K12)分别连接被测件的8个输出端(输出端I 输出端8)，再配合4个单刀双掷开关(K6、K7、K14、K15)组合成16条矩阵链路，并有4个扩展端口可在链路不足的情况下备用。当扩展端口也不能满足测试需求时，可在现有的矩阵单元的基础上叠加同样的开关矩阵单元，实现16X4甚至更多的测试链路。相对于目前的单条测试链路，本实施例列举的用于射频产品测试的射频开关矩阵设置的多条测试链路，避免了频繁的个更换被测件的输出断口或被测件，提高了工作效率，而且还避免了因频繁更换换操作而导致的错误连接，进而避免了因错误连接而导致的被测件或是测试仪器被烧毁，也避免了安全事故的发生。上面结合附图对本发明的实施例做了详细描述，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内还可以作出各种变化，这些变化均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于射频产品测试的射频开关矩阵，其特征在于，包括至少一个一级衰减器，所述一级衰减器连接RD机电同轴开关组，所述RD机电同轴开关组连接至少一个二级衰减器，所述RD机电同轴开关组用于连通一级衰减器和/或二级衰减器； 当被测射频产品的输出功率小于设定门限阈值时，所述RD机电同轴开关组连通一级衰减器或二级衰减器；当被测射频产品的输出功率大于或等于设定门限阈值时，所述RD机电同轴开关组同时连通一级衰减器和二级衰减器。
2.根据权利要求1所述的用于射频产品测试的射频开关矩阵，其特征在于，所述RD机电同轴开关组包括至少一个转换开关，所述一级衰减器与转换开关连接，所述一个转换开关与一个二级衰减器连接，所述转换开关用于选择连通二级衰减器。
3.根据权利要求2所述的用于射频产品测试的射频开关矩阵，其特征在于，如果启用二级衰减器，则通过转换开关连通二级衰减器，再连通测试仪器；否则转换开关直接连通测试仪器。
4.根据权利要求1所述的用于射频产品测试的射频开关矩阵，其特征在于，所述RD机电同轴开关组包括至少一个单刀双掷开关和至少一个单刀多掷开关，所述单刀双掷开关的一个接口直接与所述单刀多掷开关连接，单刀双掷开关的一个接口通过一级衰减器与单刀多掷开关连接，单刀多掷开关与二级衰减器连接。
5.根据权利要求4所述的用于射频产品测试的射频开关矩阵，其特征在于，如果启用一级衰减器，则单刀双掷开关连通一级衰减器，一级衰减器与单刀多掷开关连接；否则单刀双掷开关直接连通单刀多掷开关。
6.根据权利要求1所述的用于射频产品测试的射频开关矩阵，其特征在于，所述RD机电同轴开关组包括至少两个单刀双掷开关和至少一个单刀多掷开关，所述单刀双掷开关中的至少一个单刀双掷开关的一端与一级衰减器连接，另一端与所述单刀多掷开关连接，剩下的至少一个单刀双掷开关与单刀多掷开关连接，单刀双掷开关用于连通单刀多掷开关或负载，单刀多掷开关与二级衰减器连接。
7.根据权利要求6所述的用于射频产品测试的射频开关矩阵，其特征在于，如果启用一级衰减器，与一级衰减器连接的单刀双掷开关中的一个连通单刀多掷开关，其余的单刀双掷开关连通负载；否则未与一级衰减器连接的单刀双掷开关中的一个连通单刀多掷开关，其余的单刀双掷开关连通负载。
8.根据权利要求7所述的用于射频产品测试的射频开关矩阵，其特征在于，所述RD机电同轴开关组还包括至少一个转换开关，所述一个转换开关与一个二级衰减器连接，所述转换开关用于选择连通二级衰减器。
9.根据权利要求8所述的用于射频产品测试的射频开关矩阵，其特征在于，所述转换开关和二级衰减器均为至少两个，所述单刀多掷开关与转换开关之间还设有单刀双掷开关。
10.根据权利要求4或6所述的用于射频产品测试的射频开关矩阵，其特征在于，所述单刀多掷开关为单刀六掷开关。
全文摘要
本发明涉及一种用于射频产品测试的射频开关矩阵，该射频开关矩阵包括至少一个一级衰减器，所述一级衰减器连接RD机电同轴开关组，所述RD机电同轴开关组连接至少一个二级衰减器，所述RD机电同轴开关组用于连通一级衰减器和/或二级衰减器。本发明射频开关矩阵不但保护了测试仪器不被烧毁的，同时还降低了衰减器的成本，通过RD机电同轴开关组选择启用一级衰减器或二级衰减器，使得不需要经过两级衰减的被测件的测试精度更高，保障了射频产品测试的准确性。
文档编号H04B17/00GK103094644SQ20131000713
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月9日 优先权日2013年1月9日
发明者胡建, 强波 申请人:成都芯通科技股份有限公司