一种微波射频网模拟器的制造方法
【专利摘要】一种微波射频网模拟器，所述的模拟单元中的隔离器组中的所有隔离器的隔离组件均采用高饱和磁化强度的微波铁氧体材料，而在隔离组件四周通过密封高温压接的方式设置有钨铜镀金体，这样的结构避免了现有技术的隔离器组中使用铁氧体隔离器较多在一定程度上会造成磁场污染，从而产生不需要的干扰来影响模拟试验；本发明较好地解决了电磁干扰、空间辐射、大地耦合这样的电磁隔离难题。
【专利说明】一种微波射频网模拟器
【技术领域】
[0001]本发明属于射频电台测量测试【技术领域】，具体涉及一种构建射频电台室内测量测试环境的微波射频网模拟器。
【背景技术】
[0002]目前大功率射频电台在室内调试测试时，主要通过连接大功率衰减器进行点对点模拟试验，而一旦具有组网通信要求时，则必须拉到外场外挂天线进行通信，这将对工作人员造成严重的辐射损伤，同时还需要大量的人力物力。
[0003]现有的微波射频网模拟器，普遍存在着隔离度太低，无法预置组网，并使用较多的铁氧体隔离器，在一定程度上会造成磁场污染，产生不需要的干扰，影响模拟试验。且现有的微波射频网模拟器连接的射频电台发射功率较大，接收灵敏度较低，信号的空间辐射与大地耦合极易造成信号串扰，会严重干扰模拟试验。
【发明内容】
[0004]本发明的目的提供一种微波射频网模拟器，突破射频电台传统的点对点工作测试调试的局限性，实现多部射频电台的点对点、广播、预置组网的互连互通；突破了实验室空间狭小的局限性，实现在实验室能够1旲拟出射频电台在室外自然环境中的传输距尚；打破了射频电台组网联试时需要的大量人力、物力的外场环境要求，能够缩短联试时间、费用，并提升组网系统的可靠性、稳定性。具体包括模拟单元，模拟单元同控制单元相连接，控制单元和模拟单元同电源单元相连接，控制单元还同液晶显示器和键盘相连接，所述的模拟单元中的所有隔离器的隔离组件均采用高饱和磁化强度的微波铁氧体材料，而在隔离组件四周通过密封高温压接的方式设置有钨铜镀金体，所述的模拟单元内部的元件之间通过射频连接组件连接，微波射频网模拟器的电路板构造方式是采用最短路径算法来让信号走线取最短尺寸，并采用大面积覆铜铺地，另外模拟单元、控制单元、电源单元和液晶显示器均添加有金属屏蔽罩。这样的结构避免了现有技术的隔离器中使用铁氧体隔离器较多在一定程度上会造成磁场污染从而产生不需要的干扰来影响模拟试验、微波射频网模拟器的连接电台发射功率较大导致接收灵敏度较低、信号的空间辐射与大地耦合极易造成信号串扰会严重干扰模拟试验的缺陷。
[0005]为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种微波射频网模拟器的解决方案，具体如下:
一种微波射频网模拟器，包括模拟单元I，模拟单元I同控制单元2相连接，控制单元2和模拟单元I同电源单元3相连接，控制单元2还同液晶显示器4和键盘5相连接，所述的模拟单元I中的所有隔离器的隔离组件均采用高饱和磁化强度的微波铁氧体材料，而在隔离组件四周设置有钨铜镀金体。
[0006]所述的模拟单元1、控制单元2、电源单元3和液晶显示器4均添加有金属屏蔽罩。
[0007]所述的在隔离组件四周设置钨铜镀金体的方式为密封高温压接的方式，微波射频网模拟器的电路板构造方式是采用最短路径算法来让信号走线取最短尺寸并结合大面积覆铜铺地方式来构造。
[0008]所述的模拟单元I内部的元件之间通过射频连接组件连接，所述的射频连接组件包括设置在模拟单元I内部的元件上的射频接头201和与射频接头201相连接的带有屏蔽层202的射频电缆203，所述的射频接头201的侧面设置有圆环柱状凸起204，圆环柱状凸起204的中间为中空孔206，射频电缆203的屏蔽层202同射频接头201围绕圆环柱状凸起204的外表面相连接，射频电缆203的导体205以过盈配合的方式插入中空孔206中，圆环柱状凸起204同射频接头201之间通过一次成型无缝焊接方式来连接，所述的射频接头201为采用不锈钢电镀铜锡锌三元合金的方法制成。
[0009]所述的模拟单元I包括一个十六路合路器102、一个十六路分路器111以及十六个模拟单元组件群，十六路合路器102和十六路分路器111相连接，每个模拟单元组件群均各自分别包含有功率衰减器104、固定衰减器105、数控衰减器106、单刀双掷开关107、组件用阻抗匹配器108、二合分路器109和两个隔离器110，每个模拟单元组件群内的功率衰减器104、固定衰减器105、数控衰减器106、单刀双掷开关107、组件用阻抗匹配器108以及二合分路器109依次顺序连接，每个模拟单元组件群内的二合分路器109还同两个隔离器110相连接，每个模拟单元组件群内的两个隔离器110分别同十六路合路器102和十六路分路器111相连接，另外十六个模拟单元组件群按照两个模拟单元组件群为一对划分为八对模拟单元组件群，每对模拟单元组件群内的两个模拟单元组件群位置相邻，每对模拟单元组件群各自分别附设有一个相对应的连接用阻抗匹配器103，每对模拟单元组件群内的两个模拟单元组件群中的单刀双掷开关107通过与该对模拟单元组件群所对应的连接用阻抗匹配器103相连接，这样就形成了模拟单元I的三路射频通道，该三路射频通道中由模拟单元组件群同十六路合路器102和十六路分路器111相连接的结构构成的两路射频通道为广播工作结构，每对模拟单元组件群内的两个模拟单元组件群中的单刀双掷开关107通过与该对模拟单元组件群所对应的连接用阻抗匹配器103相连接的结构构成的一路射频通道为点对点工作结构。
[0010]所述的功率衰减器104的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于10W、衰减数值为30dB以及衰减精度为±ldB。
[0011]所述的固定衰减器105的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、衰减数值为IOdB以及衰减精度为±0.5dB。
[0012]所述的数控衰减器106的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、衰减数值范围为O?30dB、插入损耗范围为小于等于3dB以及衰减精度为土 ldB。
[0013]所述的单刀双掷开关107的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、隔离度范围为大于等于40dB以及插入损耗范围为小于等于ldB。
[0014]所述的隔离器110的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于20dBm、隔离度范围为大于等于20dB以及插入损耗范围为小于等于0.6dB。
[0015]所述的连接用阻抗匹配器103和组件用阻抗匹配器108的工作频率范围为0.9?
1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、驻波比范围为小于等于1.2以及插入损耗范围为小于等于1.5dB。
[0016]所述的十六路合路器102和十六路分路器111的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、隔离度范围为大于等于ISdB以及插入损耗范围为小于等于 1.5dB。
[0017]所述的液晶显示器4和键盘5是分别为控制单元2提供输出显示和输入操作的设备，这样就能作为本地控制来使用，控制单元2负责所有控制业务的调度和资源分配，另外对控制单元2的远程控制的方式为在控制单元2上配置网线接口，网线接口通过网线将控制单元2与计算机连接，而对应的物理接口型号为RJ45座子，对应的远程控制通信协议使用以太网标准通信协议，计算机的通信模块能够支持各种操作系统平台。
[0018]应用本发明上述方案，通过采用在设计隔离器过程中，采用高饱和磁化强度的微波铁氧体材料，该材料的居里温度高，饱和磁化强度随温度的变化小，能够满足技术指标要求。同时为了防止磁场污染在隔离组件四周通过密封高温压接的方式设置有钨铜镀金体，达到消弱磁场污染的作用。该结构解决了磁场污染造成的通道间信号不平衡性，满足设备正常模拟试验；另外外配射频电缆组件和机箱内部模块连接的射频电缆组件均采用高屏蔽性电缆一次成型工艺，射频接头制作过程中开有圆环状凸起，采用不锈钢镀三元合金技术，并采用非常规的裂缝一次成型无缝焊接技术，严控电磁泄漏。在电路板设计中，信号走线尽量短，尽量少走或不走平行线、交叉线，采用大面积覆铜铺地，并对关键元器件添加金属屏蔽罩，解决了空间辐射与大地耦合，满足设备正常模拟试验。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的整机原理示意图。
[0020]图2为本发明的模拟单元的原理示意图。
[0021]图3为本发明的射频连接组件中的射频接头的侧视图。
[0022]图4为本发明的射频连接组件中的射频电缆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对
【发明内容】
作进一步说明:
参照图1所示，微波射频网模拟器，包括模拟单元1，模拟单元I同控制单元2相连接，控制单元2和模拟单元I同电源单元3相连接，控制单元2还同液晶显示器4和键盘5相连接，所述的模拟单元I中的所有隔离器的隔离组件均采用高饱和磁化强度的微波铁氧体材料，而在隔离组件四周设置有钨铜镀金体。所述的模拟单元1、控制单元2、电源单元3和液晶显示器4均添加有金属屏蔽罩。所述的在隔离组件四周设置钨铜镀金体的方式为密封高温压接的方式，微波射频网模拟器的电路板构造方式是采用最短路径算法来让信号走线取最短尺寸并结合大面积覆铜铺地方式来构造。如图3和图4所示，所述的模拟单元I内部的元件之间通过射频连接组件连接，所述的射频连接组件包括设置在模拟单元I内部的元件上的射频接头201和与射频接头201相连接的带有屏蔽层202的射频电缆203，所述的射频接头201的侧面设置有圆环柱状凸起204，圆环柱状凸起204的中间为中空孔206，射频电缆203的屏蔽层202同射频接头201围绕圆环柱状凸起204的外表面相连接，射频电缆203的导体205以过盈配合的方式插入中空孔206中，圆环柱状凸起204同射频接头201之间通过一次成型无缝焊接方式来连接，所述的射频接头201为采用不锈钢电镀铜锡锌三元合金的方法制成，这样的结构密闭性好并且电磁屏蔽性能比传统的焊接固定连接方式性能要更好。如图2所示，所述的模拟单元I包括一个十六路合路器102、一个十六路分路器111以及十六个模拟单元组件群，十六路合路器102和十六路分路器111相连接，每个模拟单元组件群均各自分别包含有功率衰减器104、固定衰减器105、数控衰减器106、单刀双掷开关107、组件用阻抗匹配器108、二合分路器109和两个隔离器110，每个模拟单元组件群内的功率衰减器104、固定衰减器105、数控衰减器106、单刀双掷开关107、组件用阻抗匹配器108以及二合分路器109依次顺序连接，每个模拟单元组件群内的二合分路器109还同两个隔离器110相连接，每个模拟单元组件群内的两个隔离器110分别同十六路合路器102和十六路分路器111相连接，另外十六个模拟单元组件群按照两个模拟单元组件群为一对划分为八对模拟单元组件群，每对模拟单元组件群内的两个模拟单元组件群位置相邻，每对模拟单元组件群各自分别附设有一个相对应的连接用阻抗匹配器103，每对模拟单元组件群内的两个模拟单元组件群中的单刀双掷开关107通过与该对模拟单元组件群所对应的连接用阻抗匹配器103相连接，这样就形成了模拟单元I的三路射频通道，该三路射频通道中由模拟单元组件群同十六路合路器102和十六路分路器111相连接的结构构成的两路射频通道为广播工作结构，每对模拟单元组件群内的两个模拟单元组件群中的单刀双掷开关107通过与该对模拟单元组件群所对应的连接用阻抗匹配器103相连接的结构构成的一路射频通道为点对点工作结构。所述的功率衰减器104的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于10W、衰减数值为30dB以及衰减精度为±ldB，这样能够保证设备不因输入信号功率过大而损坏。所述的固定衰减器105的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、衰减数值为IOdB以及衰减精度为±0.5dB，这样就能降低信号幅度，使整机衰减数值达到要求，满足试验需求。所述的数控衰减器106的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、衰减数值范围为O?30dB、插入损耗范围为小于等于3dB以及衰减精度为±ldB，这样就能够模拟信号空间传输距离衰减特性。所述的单刀双掷开关107的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、隔离度范围为大于等于40dB以及插入损耗范围为小于等于ldB，这样就能够选择点对点或广播组网工作模式。所述的隔离器110的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于20dBm、隔离度范围为大于等于20dB以及插入损耗范围为小于等于0.6dB，这样就能够隔离收发信号，降低信号间互相串扰。所述的连接用阻抗匹配器103和组件用阻抗匹配器108的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、驻波比范围为小于等于1.2以及插入损耗范围为小于等于1.5dB，这样就能够改善信号传输特性，便于整机调试。所述的十六路合路器102和十六路分路器111的工作频率范围为0.9?1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、隔离度范围为大于等于ISdB以及插入损耗范围为小于等于1.5dB，这样就能够满足广播工作模式下同时收发信号。另外模拟单元1、控制单元2、电源单元3和液晶显示器4均添加有金属屏蔽罩，所述的液晶显示器4和键盘5是分别为控制单元2提供输出显示和输入操作的设备，这样就能作为本地控制来使用，控制单元2负责所有控制业务的调度和资源分配，另外对控制单元2的远程控制的方式为在控制单元2上配置网线接口，网线接口通过网线将控制单元2与计算机连接，而对应的物理接口型号为RJ45座子，对应的远程控制通信协议使用以太网标准通信协议，能够实现控制单元2与计算机点对点可靠通信，计算机的通信模块能够支持各种操作系统平台，这样控制单元2能够为微波开关及数控衰减器提供控制信号，并同时具有本地控制和远程控制功能。[0024]应用本发明上述方案，其工作原理为通过发射电台发射信号经功率衰减器、固定衰减器、数控衰减器、单刀双掷开关、连接用阻抗匹配器、单刀双掷开关、数控衰减器、固定衰减器、功率衰减器进入接收电台，并可通过本地控制或远程控制设置数控衰减器来更改发射信号电平大小，同时还可随时准备接收对应电台发射信息，从而实现点对点模拟通信；而广播工作模式就是将点对点工作模式的单刀双掷开关切换到另一路，发射电台发射信号经功率衰减器、固定衰减器、数控衰减器、单刀双掷开关、组件用阻抗匹配器、二合分路器、隔离器、十六路合路器、十六路分路器、隔离器、二合分路器、组件用阻抗匹配器、单刀双掷开关、数控衰减器、固定衰减器、功率衰减器进入接收电台，并可通过本地控制或远程控制设置数控衰减器来更改发射信号电平大小，同时还可随时准备接收相应电台发射信息，从而实现广播模拟通信。
[0025]本发明解决了磁场污染问题，空间辐射问题，大地耦合问题，在满足技术指标要求的前提下，达到了实际应用需求，确实提供了方便快捷的测试试验手段，缩短联试调试时间、费用，减少工作人员任务量，降低人力成本，并大大提升了组网系统可靠性、稳定性，另外本发明还能采用一体化、通用化设计，内部集成近百种丽IC芯片，具有体积小、质量轻、携带方便的特点。在MMIC芯片焊接布局中，无串扰、干扰；在采用一体化设计的条件下，数控衰减器在输入信号小于_130dBm的条件下，仍旧能够按照IdB步进设置衰减；即使在采用一体化设计的条件下，单刀二掷开关在输入信号小于-1OOdBm的条件下，仍旧能够具有40dB的隔离度。
[0026]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种微波射频网模拟器，其特征在于微波射频网模拟器，包括模拟单元(I)，模拟单元(I)同控制单元(2)相连接，控制单元(2)和模拟单元(I)同电源单元(3)相连接，控制单元(2)还同液晶显示器(4)和键盘(5)相连接，所述的模拟单元(I)中的所有隔离器的隔离组件均采用高饱和磁化强度的微波铁氧体材料，而在隔离组件四周设置有钨铜镀金体。
2.根据权利要求1所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的模拟单元(I)、控制单元(2)、电源单元(3)和液晶显示器(4)均添加有金属屏蔽罩。
3.根据权利要求1所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的在隔离组件四周设置钨铜镀金体的方式为密封高温压接的方式，微波射频网模拟器的电路板构造方式是采用最短路径算法来让信号走线取最短尺寸并结合大面积覆铜铺地方式来构造。
4.根据权利要求1所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的模拟单元(I)内部的元件之间通过射频连接组件连接，所述的射频连接组件包括设置在模拟单元(I)内部的元件上的射频接头(201)和与射频接头(201)相连接的带有屏蔽层(202)的射频电缆(203)，所述的射频接头(201)的侧面设置有圆环柱状凸起(204 )，圆环柱状凸起(204 )的中间为中空孔(206)，射频电缆(203)的屏蔽层(202)同射频接头(201)围绕圆环柱状凸起(204)的外表面相连接，射频电缆(203)的导体(205)以过盈配合的方式插入中空孔(206)中，圆环柱状凸起(204)同射频接头(201)之间通过一次成型无缝焊接方式来连接，所述的射频接头(201)为采用不锈钢电镀铜锡锌三元合金的方法制成。
5.根据权利要求1所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的模拟单元(I)包括一个十六路合路器(102)、一个十六路分路器(111)以及十六个模拟单元组件群，十六路合路器(102)和十六路分路器(111)相连接，每个模拟单元组件群均各自分别包含有功率衰减器(104)、固定衰减器(105)、数控衰减器(106)、单刀双掷开关(107)、组件用阻抗匹配器(108)、二合分路器(109)和两个隔离器(110)，每个模拟单元组件群内的功率衰减器(104)、固定衰减器(105)、数控衰减器(106)、单刀双掷开关(107)、组件用阻抗匹配器(108)以及二合分路器(109)依次顺序连接，每个模拟单元组件群内的二合分路器(109)还同两个隔离器(110)相连接，每个`模拟单元组件群内的两个隔离器(110)分别同十六路合路器(102)和十六路分路器(111)相连接，另外十六个模拟单元组件群按照两个模拟单元组件群为一对划分为八对模拟单元组件群，每对模拟单元组件群内的两个模拟单元组件群位置相邻，每对模拟单元组件群各自分别附设有一个相对应的连接用阻抗匹配器(103)，每对模拟单元组件群内的两个模拟单元组件群中的单刀双掷开关(107 )通过与该对模拟单元组件群所对应的连接用阻抗匹配器(103)相连接，这样就形成了模拟单元(I)的三路射频通道，该三路射频通道中由模拟单元组件群同十六路合路器(102)和十六路分路器(111)相连接的结构构成的两路射频通道为广播工作结构，每对模拟单元组件群内的两个模拟单元组件群中的单刀双掷开关(107 )通过与该对模拟单元组件群所对应的连接用阻抗匹配器(103)相连接的结构构成的一路射频通道为点对点工作结构。
6.根据权利要求5所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的功率衰减器(104)的工作频率范围为0.9~1.3GHz、承受功率范围为小于等于10W、衰减数值为30dB以及衰减精度为±ldB。
7.根据权利要求5所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的固定衰减器(105)的工作频率范围为0.9~1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、衰减数值为IOdB以及衰减精度为±0.5dB。
8.根据权利要求5所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的数控衰减器(106)的工作频率范围为0.9~1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、衰减数值范围为O~30dB、插入损耗范围为小于等于3dB以及衰减精度为±ldB。
9.根据权利要求5所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的单刀双掷开关(107)的工作频率范围为0.9~1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、隔离度范围为大于等于40dB以及插入损耗范围为小于等于ldB。
10.根据权利要求5所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的隔离器(110)的工作频率范围为0.9~1.3GHz、承受功率范围为小于等于20dBm、隔离度范围为大于等于20dB以及插入损耗范围为小于等于0.6dB。
11.根据权利要求5所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的连接用阻抗匹配器(103)和组件用阻抗匹配器(108)的工作频率范围为0.9~1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、驻波比范围为小于等于1.2以及插入损耗范围为小于等于1.5dB。
12.根据权利要求5所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的十六路合路器(102)和十六路分路器(111)的工作频率范围为0.9~1.3GHz、承受功率范围为小于等于0.5W、隔离度范围为大于等于ISdB以及插入损耗范围为小于等于1.5dB。
13.根据权利要求5所述的微波射频网模拟器，其特征在于所述的液晶显示器(4)和键盘(5)是分别为控制单元(2)提供输出显示和输入操作的设备，这样就能作为本地控制来使用，控制单元(2)负责所有控制业务的调度和资源分配，另外对控制单元(2)的远程控制的方式为在控制单元(2)上配置网线接口，网线接口通过网线将控制单元(2)与计算机连接，而对应的物理接口型`号为RJ45座子，对应的远程控制通信协议使用以太网标准通信协议，计算机的通信模块能够支持各种操作系统平台。
【文档编号】H04B17/00GK103873167SQ201410057827
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】欧阳建伟, 韩琳, 侯有江, 马生广, 康国新, 杨广举 申请人:南京才华科技集团有限公司