本技術(shù)涉及射頻通信以及雷達(dá)收發(fā)，尤其是涉及一種射頻開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、射頻開關(guān)被廣泛用于各種射頻前端內(nèi)部射頻通路中的收發(fā)狀態(tài)切換、時(shí)分雙工系統(tǒng)中的頻段信號(hào)切換；同時(shí)隨著5g移動(dòng)通信設(shè)備中頻段、功能和模式的急劇增加，天線的數(shù)量會(huì)增加到8個(gè)甚至更多。一方面天線數(shù)量不斷增多，另一方面容納天線的空間有限或被不斷壓縮，導(dǎo)致了天線的效率降低。為了在整個(gè)5g?nr(5g標(biāo)準(zhǔn))以及向下兼容的頻段(0.6到6ghz)帶寬范圍內(nèi)提高天線的工作效率，射頻開關(guān)可以和電容電感組成阻抗調(diào)諧器連接射頻前端和天線之間實(shí)時(shí)補(bǔ)償外界因素，如手持位置等，帶來(lái)的阻抗失配，減少失配損耗，優(yōu)化傳輸?shù)教炀€的功率；此外，射頻開關(guān)也可以和其他的元件集成到天線本體中充當(dāng)孔徑調(diào)諧器，改變天線的電長(zhǎng)度調(diào)整諧振點(diǎn)到所需要的頻帶，提高天線的總輻射功率和總?cè)蜢`敏度。參照?qǐng)D1，手機(jī)中的阻抗調(diào)諧器和孔徑調(diào)諧器大量地使用了射頻開關(guān)。

2、對(duì)于高品質(zhì)的射頻開關(guān)，低插入損耗、高隔離度以及低諧波失真是基本指標(biāo)，同時(shí)對(duì)于多天線調(diào)諧器的應(yīng)用，在保證這些基本指標(biāo)基礎(chǔ)上開關(guān)還需要具備高耐壓值，因?yàn)樘炀€的諧振會(huì)在調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點(diǎn)上形成駐波電壓，在某些節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生的電壓幅度非常大，導(dǎo)致開關(guān)進(jìn)入非線性狀態(tài)，產(chǎn)生較高的諧波，從而超出3gpp(3rd?generation?partnershipproject，第三代合作伙伴計(jì)劃，全球性的通信技術(shù)組織)對(duì)收發(fā)系統(tǒng)的雜散輻射規(guī)定；目前業(yè)界的要求是耐壓峰值在某個(gè)臨界點(diǎn)，如60v或者80v的情況下，二次和三次諧波不會(huì)超過(guò)-40dbm，如圖2示意所示。耐壓峰值(vpeak)通常定義為基波功率一直增加到開關(guān)的諧波會(huì)在某一個(gè)功率點(diǎn)偏離正常斜率，異常變大的時(shí)候，該功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)為耐壓峰值，如圖3示意所示。

3、目前，常采用的耐壓峰值測(cè)試系統(tǒng)如圖4所示，主要是通過(guò)標(biāo)量的信號(hào)源來(lái)進(jìn)行信號(hào)激勵(lì)和監(jiān)控，通過(guò)外置功率放大器對(duì)信號(hào)源進(jìn)行功率放大，通過(guò)環(huán)形器保護(hù)功率放大器，通過(guò)低通濾波器濾除二次三次諧波使得進(jìn)入被測(cè)件的信號(hào)頻譜足夠純凈不會(huì)干擾實(shí)際測(cè)試結(jié)果，之后通過(guò)定向耦合器并連接功率計(jì)測(cè)量正向耦合功率；由于被測(cè)件輸出端的耐壓峰值測(cè)試對(duì)應(yīng)的諧波功率電平和基波功率電平差異較大，在被測(cè)件輸出端連接低通濾波器將基波成分和諧波成分分開后，諧波功率送到頻譜儀進(jìn)行測(cè)量，基波功率送到負(fù)載被吸收。然而，耦合器結(jié)合功率計(jì)的耐壓峰值測(cè)試方式僅可以測(cè)量進(jìn)入被測(cè)件的資用功率，難以準(zhǔn)確得到實(shí)際進(jìn)入開關(guān)的功率，從而導(dǎo)致功率測(cè)量的準(zhǔn)確性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了有助于解決難以準(zhǔn)確得到實(shí)際進(jìn)入開關(guān)的功率，導(dǎo)致功率測(cè)量的準(zhǔn)確性較低的問(wèn)題，本技術(shù)提供的一種射頻開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)，采用如下的技術(shù)方案：所述系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)分析儀，功率放大器和雙定向耦合器，所述雙定向耦合器包括輸入雙定向耦合器和輸出雙定向耦合器；

2、所述網(wǎng)絡(luò)分析儀用于提供信號(hào)源，接收所述雙定向耦合器測(cè)量的耦合功率并輸出被測(cè)件的基波和諧波的測(cè)量結(jié)果，所述網(wǎng)絡(luò)分析儀包括參考接收機(jī)和反射接收機(jī)，所述參考接收機(jī)包括輸入?yún)⒖冀邮諜C(jī)和輸出參考接收機(jī)，所述反射接收機(jī)包括輸入反射接收機(jī)和輸出反射接收機(jī)；

3、所述功率放大器連接于所述網(wǎng)絡(luò)分析儀的信號(hào)源輸出端口，用于對(duì)所述信號(hào)源進(jìn)行功率放大；

4、所述輸入雙定向耦合器連接于所述功率發(fā)放大器、所述輸入?yún)⒖冀邮諜C(jī)和所述輸入反射接收機(jī)，所述輸出雙定向耦合器連接于所述輸出參考接收機(jī)和所述輸出反射接收機(jī)，所述雙定向耦合器用于接收所述信號(hào)源激勵(lì)的信號(hào)和被測(cè)件輸出的信號(hào)，并測(cè)量被測(cè)件的所述耦合功率；

5、被測(cè)件的兩端分別連接所述輸入雙定向耦合器和所述輸出雙定向耦合器。

6、通過(guò)上述技術(shù)方案，采用網(wǎng)絡(luò)分析儀端口的接收機(jī)直接進(jìn)行實(shí)際進(jìn)入到被測(cè)件內(nèi)部的輸入功率測(cè)量，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀接收機(jī)可以測(cè)量到三個(gè)有用的值，即被測(cè)件端面的資用功率，被測(cè)件端面的入射功率以及被測(cè)件本身的輸入反射系數(shù)；考慮了被測(cè)件與信號(hào)源之間的匹配誤差，因此可以實(shí)時(shí)的測(cè)量實(shí)際進(jìn)入到被測(cè)件有效功率，從而可以提高功率測(cè)量的準(zhǔn)確性；此外，矢網(wǎng)接收機(jī)測(cè)量速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)功率計(jì)二極管或者熱電偶的測(cè)量方式，可以提高系統(tǒng)測(cè)量速度。

7、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)還包括環(huán)形器；

8、所述環(huán)形器的輸入端連接所述功率放大器，輸出端連接所述輸入雙定向耦合器，用于控制所述信號(hào)源的傳輸方向。

9、通過(guò)上述技術(shù)方案，環(huán)形器可以控制信號(hào)源的傳輸方向，具體的通過(guò)控制電磁波沿某一方向環(huán)行傳輸實(shí)現(xiàn)，起到互相隔離的作用，當(dāng)負(fù)載阻抗發(fā)生變化，甚至開路或短路時(shí)，環(huán)形器可以確保功放的工作狀態(tài)不受影響，從而保護(hù)功率放大器，盡可能避免對(duì)功率放大器造成不良影響。

10、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)還包括低通濾波器；

11、所述低通濾波器輸入端連接所述環(huán)形器和負(fù)載，輸出端連接所述輸入雙定向耦合器，用于濾除所述信號(hào)源中所述功率放大器產(chǎn)生的諧波。

12、通過(guò)上述技術(shù)方案，功率放大器在對(duì)信號(hào)源進(jìn)行功率放大時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生額外的諧波進(jìn)入到被測(cè)件，因此需要選用相應(yīng)的低通濾波器濾除二次三次諧波使得進(jìn)入被測(cè)件的信號(hào)頻譜足夠純凈不會(huì)干擾實(shí)際測(cè)試結(jié)果。

13、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)還包括阻抗調(diào)配器；

14、所述阻抗調(diào)配器的輸入端連接所述輸出雙定向耦合器，輸出端連接第二負(fù)載，用于將負(fù)載阻抗調(diào)諧至指定值。

15、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述阻抗調(diào)配器調(diào)諧的負(fù)載阻抗為復(fù)阻抗。

16、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述復(fù)阻抗包括負(fù)載實(shí)部阻抗，所述負(fù)載實(shí)部電阻的變化范圍為：

17、

18、其中，rmin是指最小負(fù)載實(shí)部電阻，rmax是指最大負(fù)載實(shí)部電阻，z0是指系統(tǒng)特性阻抗，vswr是指駐波比。

19、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)還包括雙工器；

20、所述雙工器連接于所述輸出雙定向耦合器的耦合臂上，用于區(qū)分不同頻率的功率，將不同頻率的功率通過(guò)不同的通道傳輸至所述輸出參考接收機(jī)和所述輸出反射接收機(jī)。

21、通過(guò)上述技術(shù)方案，系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出參考接收機(jī)和輸出反射接收機(jī)可以直接進(jìn)行輸出功率基波和諧波的測(cè)量，由于網(wǎng)絡(luò)分析儀接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍通常大于100db，故大部分情況可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀的頻譜偏移模式將各次諧波分別測(cè)量出來(lái)。然而會(huì)存在一些特殊情況，基波功率和諧波功率差異非常大，從而會(huì)導(dǎo)致極低的諧波功率測(cè)量不準(zhǔn)確，采用雙工器可以將較大的基波功率和相對(duì)較低的諧波功率通過(guò)不同的通道傳輸，在基波大功率通道添加特定的衰減值，而諧波通道采用直通，從而區(qū)分不同頻率的功率。

22、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述雙定向耦合器為外置雙定向耦合器。

23、通過(guò)上述技術(shù)方案，網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部也有耦合器，然而，由于網(wǎng)絡(luò)分析儀本身的標(biāo)準(zhǔn)端口承受功率有限，測(cè)試端口通常小于30dbm，定向電橋的損壞功率通常為26dbm，因此將耦合器外置后，功率放大器可以不用通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部的回路避免損壞內(nèi)部元件，此外，可以最小程度降低損耗以便對(duì)被測(cè)件施加更高的激勵(lì)功率，直接連接到被測(cè)件端面。

24、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述輸入雙定向耦合器包括兩個(gè)耦合臂，所述輸出雙定向耦合器包括兩個(gè)耦合臂；

25、所述輸入雙定向耦合器連接于所述輸入?yún)⒖冀邮諜C(jī)和所述輸入反射接收機(jī)的方式包括，所述輸入雙定向耦合器的兩個(gè)耦合臂分別連接所述輸入?yún)⒖冀邮諜C(jī)的端口和所述輸入反射接收機(jī)的端口；

26、所述輸出雙定向耦合器連接于所述輸出參考接收機(jī)和所述輸出反射接收機(jī)的方式包括，所述輸出雙定向耦合器的兩個(gè)耦合臂分別連接所述輸出參考接收機(jī)的端口和所述輸出反射接收機(jī)的端口。

27、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)還包括衰減器，所述衰減器數(shù)量與所述雙定向耦合器的耦合臂數(shù)量一致，所述衰減器分別連接于所述雙定向耦合器的耦合臂上。

28、通過(guò)上述技術(shù)方案，衰減器的目的是保證接收機(jī)接收到的最大功率不會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)進(jìn)入壓縮狀態(tài)從而影響測(cè)量結(jié)果。

29、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益技術(shù)效果：

30、1、使用網(wǎng)絡(luò)分析儀的接收機(jī)結(jié)合外置大功率耦合器，在按照接收機(jī)校準(zhǔn)和源功率校準(zhǔn)的流程完成系統(tǒng)校準(zhǔn)后，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被測(cè)件的實(shí)際入射功率和輸出功率，可以克服通常使用標(biāo)量功率計(jì)只能測(cè)量輸入功率且無(wú)法區(qū)分各次諧波的缺點(diǎn)，有效提高了實(shí)際耐壓峰值的測(cè)量精度；

31、2、通過(guò)在被測(cè)件輸出端添加阻抗調(diào)配器可以在有限的外置功率放大器條件下測(cè)量更高的耐壓峰值；

32、3、由于在輸入和輸出的雙定向耦合器分別連接了網(wǎng)絡(luò)分析儀的參考和反射接收機(jī)，通過(guò)接收機(jī)校準(zhǔn)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出端阻抗調(diào)配器的阻抗精確換算成耐壓峰值，同時(shí)減少阻抗調(diào)配器預(yù)校準(zhǔn)所需要的時(shí)間；

33、4、考慮到特殊情況下射頻開關(guān)的基波和諧波功率差異較大，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍不夠，可以在輸出的雙定向耦合器和矢網(wǎng)接收機(jī)之間添加雙工器以消除這個(gè)影響，并保持測(cè)量速度不變；

34、5、可采用網(wǎng)絡(luò)分析儀的內(nèi)置源代替原本的外置源，提高測(cè)試速度并充分利用設(shè)備資源。