一種組合型射頻功放測試用開關(guān)矩陣的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種組合型射頻功放測試用開關(guān)矩陣，包括Level1至Level7共7個單元，所述Level1單元包括4組開關(guān)，每組開關(guān)由4個SPDT開關(guān)組成；Level2單元包括4組開關(guān)，每組由1個SP4T開關(guān)組成；Level3單元包括4組開關(guān)，每組由1個SPDT開關(guān)組成；Level4單元包括2組開關(guān)，每組由1個SP4T開關(guān)組成；Level5單元包括2組開關(guān)分，每組由1個SPDT開關(guān)組成；Level6單元包括2組開關(guān)，每組由1個SPDT開關(guān)組成；Level7單元包括2組開關(guān)，每組由1個雙刀雙擲開關(guān)組成。本發(fā)明的開關(guān)矩陣造價成本低、矩陣開關(guān)的利用率高。
【專利說明】一種組合型射頻功放測試用開關(guān)矩陣
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻功放測試領(lǐng)域，特別涉及一種適用于TD-SCDMA，GSM以及WINMAX等各種移動通信制式的射頻功放模塊的組合型射頻功放測試用開關(guān)矩陣。
【背景技術(shù)】
[0002]功放模塊的對外射頻信號端口分為4類:信號上行端口、信號下行端口、信號反饋端口和天線端口，端口數(shù)量隨功放的通道數(shù)和功放所在系統(tǒng)的接口定義不同而不同，一般來說通道數(shù)越多，功放的對外射頻信號端口就越多。
[0003]傳統(tǒng)的功放模塊指標(biāo)測試，是通過手動方式實現(xiàn)的。每測試一種指標(biāo)都要按測試要求將功放模塊的相應(yīng)信號端口連接到儀器的相應(yīng)端口。這種方式對動則數(shù)十上百種的功放指標(biāo)測試而言，極費時間；且由于人工連接的不一致性，會對射頻信號的插損、駐波等造成影響，導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)。
[0004]為了提高測試效率，有的公司采用定制開關(guān)鏈路的方式來實現(xiàn)對功放模塊的自動測試。該方式的優(yōu)點是開關(guān)鏈路簡潔、成本低；缺點是針對性太強，不適合普遍性應(yīng)用，不同的功放模塊接口定義不同，每次都需要重新去根據(jù)測試需要定制開關(guān)鏈路。
[0005]為了解決自動測試通用性的問題，當(dāng)前主流的自動測試是通過開關(guān)矩陣來連接功放模塊與儀器。開關(guān)矩陣主要分為兩種:4X4 (4組產(chǎn)品端口/4路儀器端口)全矩陣、6X6(6組產(chǎn)品端口 /6路儀器端口)全矩陣。其中4X4開關(guān)矩陣(拓?fù)潢P(guān)系見圖2)可支持最多16路通信端口與4路儀器端口互連，優(yōu)點是:可滿足業(yè)界主流4通道及以下射頻功放模塊的自動測試；缺點是:不支持日益增多的4通道以上射頻功放模塊的測試需要。6X6開關(guān)矩陣(拓?fù)潢P(guān)系見圖3)可支持最多36路通信端口與6路儀器端口互連，優(yōu)點是:可滿足幾乎所有業(yè)界主流多通道射頻功放的自動測試；缺點是:1、多路開關(guān)用量多造成開關(guān)矩陣造價高昂，2、即使測試8通道功放模塊時，仍然有2組產(chǎn)品端口和2組儀器端口是空閑的，開關(guān)的利用率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種造價成本低、矩陣開關(guān)的利用率高的組合型射頻功放測試用開關(guān)矩陣。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種組合型射頻功放測試用開關(guān)矩陣，所述開關(guān)矩陣包括Levell至Level7共7個單元，所述Levell單元包括4組開關(guān)，每組開關(guān)由4個SPDT開關(guān)組成；LeVel2單元包括4組開關(guān)，每組由I個SP4T開關(guān)組成；LeVel3單元包括4組開關(guān)，每組由I個SPDT開關(guān)組成；LeVel4單元包括2組開關(guān)，每組由I個SP4T開關(guān)組成；LeVel5單元包括2組開關(guān)分，每組由I個SPDT開關(guān)組成；LeVe16單元包括2組開關(guān)，每組由I個SPDT開關(guān)組成；LeVel7單元包括2組開關(guān)，每組由I個雙刀雙擲開關(guān)組成。
[0009]其中，所述Level I單元中每組4個SPDT開關(guān)的COM端用于連接射頻功放的通信端口，Level I單元中每組4個SPDT開關(guān)的NO端口與Level2單元中對應(yīng)組SP4T開關(guān)的J1-J4端口相連，Levell單元中每組4個SPDT開關(guān)的NC端口用于連接獨立負(fù)載；Level2單元中每組SP4T開關(guān)的COM端口分別與Level3單元中對應(yīng)組SPDT開關(guān)的COM端口相連；所述Level3單元中四組開關(guān)的J1-J4端口相連；所述Level4單元中兩組SP4T開關(guān)的COM端口分別與Leve15單元中對應(yīng)組SPDT開關(guān)的COM端口相連；所述Leve15單元中兩組SPDT開關(guān)的NO端口分別與Level6單元中對應(yīng)組SPDT開關(guān)的NO端口相連，Level5單元中兩組SPDT開關(guān)的NC端口作為外部端口使用，用于兩臺開關(guān)矩陣組合時連接另一臺開關(guān)矩陣；LeVel6單元中兩組SPDT開關(guān)的COM端口分別連接Level7單元中對應(yīng)組雙刀雙擲開關(guān)的Jl端口，Level6單元中兩組SPDT開關(guān)的NC端口作為外部端口使用，用于兩臺開關(guān)矩陣組合時連接另一臺開關(guān)矩陣；所述Level7單元中兩組雙刀雙擲開關(guān)的J2端口作為連接儀器的輸入/輸出端口，Level7單元中兩組雙刀雙擲開關(guān)的J3和J4端口用于連接外部衰減器；其中所述SPDT開關(guān)、SP4T開關(guān)、雙刀雙擲開關(guān)均為高頻同軸觸點型開關(guān)。
[0010]本發(fā)明的開關(guān)矩陣內(nèi)部的產(chǎn)品/儀器端口拓?fù)潢P(guān)系為4X2，即:4組產(chǎn)品端口(Levell單元的4組開關(guān))、2組儀器端口(Leve17單元的連個開關(guān)的J2端口)，其中每組產(chǎn)品端口又由4路通信端口(P0RT1、P0RT2、P0RT3、P0RT4)組成，即Levell單元的每組4個SPDT開關(guān)的COM端；本發(fā)明的開關(guān)矩陣按照開關(guān)層級可劃分為7個單元，其中Level5和Level6單元各有2路外部端口(EX A_1、EX A_2、EX B_1、EX B_2)，用于2臺矩陣之間互連。單臺開關(guān)矩陣可支持最多16路通信端口與2路儀器端口通過通信指令實現(xiàn)全矩陣連接，滿足當(dāng)前業(yè)界4通道及以下射頻功放的單體測試；兩臺開關(guān)矩陣通過各自的外部端口 2 X 2互連，可實現(xiàn)最多32路通信端口與4路儀器端口的全矩陣連接，滿足當(dāng)前業(yè)界主流8通道射頻功放的單體測試或8通道以下射頻功放的成雙測試。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0012]1、該開關(guān)矩陣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能在單臺使用時滿足4通道及以下射頻功放的測試，功能上可完全替代4X4開關(guān)矩陣；在兩臺組合使用時滿足8通道及以下射頻功放的測試，功能上可完全替代6X6開關(guān)矩陣；
[0013]2、開關(guān)用量少，單臺本開關(guān)矩陣其開關(guān)成本為Y8.474萬元，遠(yuǎn)低于現(xiàn)有4X4開關(guān)矩陣成本Y12.756萬元；兩臺組合使用時其開關(guān)成本為Y16.948萬元，遠(yuǎn)低于現(xiàn)有6X6開關(guān)矩陣成本Y22.965萬元，成本大大降低；
[0014]3、測試多通道射頻模塊時兩個開關(guān)矩陣組合使用，測試少通道模塊時單獨使用，提高了開關(guān)的利用率，使生產(chǎn)資源配置更加靈活。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0015]圖1是本發(fā)明的組合型射頻功放測試用開關(guān)矩陣結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是4 X 4開關(guān)矩陣結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是6X6開關(guān)矩陣結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0019]參看圖1，本發(fā)明的組合型射頻功放測試用開關(guān)矩陣包括Level I至Level7共7個單元，所述Levell單元包括4組開關(guān)，每組開關(guān)由4個SPDT開關(guān)組成，共16個SPDT開關(guān)(X1-X16) ;Level2單元包括4組開關(guān)，每組由I個SP4T開關(guān)組成，共4個SP4T (K1-K4)；Level3單元包括4組開關(guān)，每組由I個SPDT開關(guān)組成，共4個SPDT開關(guān)(X17_X20);Level4單元包括2組開關(guān)，每組由I個SP4T開關(guān)組成，共2個SP4T開關(guān)(K5、K6) ；Level5單元包括2組開關(guān)，每組由I個SPDT開關(guān)組成，共2個SPDT開關(guān)《21422);1^￥616單元包括2組開關(guān)，每組由I個SPDT開關(guān)組成，共2個SPDT開關(guān)(X23、X24) ；Level7單元包括2組開關(guān)(Tl、T2)，每組由I個雙刀雙擲開關(guān)(Jl打向J3時，J2打向J4 Jl打向J2時，J3打向J4)組成，O
[0020]其中所述Levell單元中每組4個SPDT開關(guān)的COM端用于連接射頻功放的通信端口，Level I單元中每組4個SPDT開關(guān)的NO端口與Level2單元中對應(yīng)組SP4T開關(guān)的J1-J4端口相連，Levell單元中每組4個SPDT開關(guān)的NC端口用于連接獨立負(fù)載；Level2單元中每組SP4T開關(guān)的COM端口分別與Level3單元中對應(yīng)組SPDT開關(guān)的COM端口相連；所述Level3單元中四組SPDT開關(guān)的NO端口依次與Level4單元中一組SP4T開關(guān)的J1-J4端口相連，Level3單元中四組SPDT開關(guān)的NC端口依次與Level4單元中另一組SP4T開關(guān)的J1-J4端口相連；所述Level4單元中兩組SP4T開關(guān)的COM端口分別與Level5單元中對應(yīng)組SPDT開關(guān)的COM端口相連；所述Level5單元中兩組SPDT開關(guān)的NO端口分別與Level6單元中對應(yīng)組SPDT開關(guān)的NO端口相連，Level5單元中兩組SPDT開關(guān)的NC端口作為外部端口(EXA_1、EX B_l)使用，用于兩臺開關(guān)矩陣組合時連接另一臺開關(guān)矩陣；LeVe16單元中兩組SPDT開關(guān)的COM端口分別連接Level7單元中對應(yīng)組雙刀雙擲開關(guān)的Jl端口，Level6單元中兩組SPDT開關(guān)的NC端口作為外部端口(EXA_2、EX B_2)使用，用于兩臺開關(guān)矩陣組合時連接另一臺開關(guān)矩陣；所述Level7單元中兩組雙刀雙擲開關(guān)的J2端口作為連接儀器的輸入/輸出端口(P0RT_M、P0RT_N)，Level7單元中兩組雙刀雙擲開關(guān)的J3和J4端口用于連接外部衰減器；其中所述SP`DT開關(guān)、SP4T開關(guān)、雙刀雙擲開關(guān)均為高頻同軸觸點型開關(guān)。
[0021]本發(fā)明適用于射頻功放自動測試領(lǐng)域，提供了一種可單獨或組合使用的開關(guān)矩陣。本開關(guān)矩陣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為4X2全矩陣+4路外部端口。單獨I臺可用于4通道及以下射頻功放的自動測試；2臺組合起來可用于單個8通道及以下射頻功放的自動測試，或者2個4通道及以下射頻功放同時進(jìn)行自動測試，可單獨使用I臺本開關(guān)矩陣或者組合2臺本開關(guān)矩陣來實現(xiàn)對不同通道數(shù)射頻功放的測試需要。本開關(guān)矩陣內(nèi)部的產(chǎn)品/儀器端口拓?fù)潢P(guān)系為4X2，即:4組產(chǎn)品端口(A、B、C、D)、2組儀器端口(P0RT_M、P0RT_N)，其中每組產(chǎn)品端口包括4路通信端口(P0RT1、P0RT2、P0RT3、P0RT4)。本發(fā)明的開關(guān)矩陣按照開關(guān)層級可劃分為7個單元，其中Level5和Level6單元各有2路外部端口(EXA_1、EXA_2、EXB_1、EX B_2)，用于2臺矩陣之間互連。單臺開關(guān)矩陣可支持最多16路通信端口與2路儀器端口通過通信指令實現(xiàn)全矩陣連接，滿足當(dāng)前業(yè)界4通道及以下射頻功放的單體測試；兩臺開關(guān)矩陣通過各自的外部端口 2 X 2互連，可實現(xiàn)最多32路通信端口與4路儀器端口的全矩陣連接，滿足當(dāng)前業(yè)界主流8通道射頻功放的單體測試或8通道以下射頻功放的成雙測試。[0022]本開關(guān)矩陣內(nèi)所有開關(guān)的控制和供電端口都通過連線集成到一張控制卡上，該控制卡再通過串口與PC通信。使用該開關(guān)矩陣對射頻功放進(jìn)行測試的工作過程如下:
[0023]1、根據(jù)測試需要，為Levell單元所有SPDT開關(guān)的NC端口連接上負(fù)載或懸空；為Level7單元所有Transfer開關(guān)的J3和J4端口之間連接上衰減器或懸空。
[0024]2、連接開關(guān)矩陣的電源線到電源；連接開關(guān)矩陣的串口線到PC。
[0025]3、開關(guān)矩陣上電。
[0026]4、PC下發(fā)初始化指令，控制Levell單元所有SPDT開關(guān)的COM端都打向NC端，確保射頻功放的通信端口首次連接開關(guān)矩陣時是接在負(fù)載上(或懸空)的；控制Level7單元所有Transfer開關(guān)的Jl打向J3，J2打向J4，確保儀器端口首次與通信鏈路之間連接是通過了衰減器(或懸空)的。
[0027]5、根據(jù)測試方案,連接儀器的輸入/輸出端口到Level7單元預(yù)選Transfer開關(guān)的J2端口 ；連接產(chǎn)品的各通信端口到Levell單元預(yù)選SPDT開關(guān)的COM端口(相同類型的通信端口接入同一組產(chǎn)品端口)。
[0028]6、PC下發(fā)某指標(biāo)測試用指令，控制測試鏈路上的各開關(guān)動作，完成產(chǎn)品與儀器之間的通信鏈路搭建。
[0029]7、控制儀器和射頻功放工作，測試該項指標(biāo)。
[0030]8、重復(fù)步驟6、7步驟，直到本工位指標(biāo)全部測試完成。
[0031]9、換下一個模塊，重復(fù)步驟4?8。
[0032]本組合型開關(guān)矩陣有4組共16路端口可與產(chǎn)品通信端口連接、2路儀器端口可與儀器輸入/輸出端口連接。4通道射頻功放即使按極限情況來劃分，即:功放各通道的上行端口、下行端口、天線端口和反饋端口都是獨立的，其通信端口的數(shù)量也就4 X 4=16路。因此對4通道及以下的射頻功放測試，I臺本組合型開關(guān)矩陣的產(chǎn)品通信端口都是夠用的；射頻功放大部分指標(biāo)都是通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀器或者信號源+頻譜儀來進(jìn)行測試的。I個工位如果放置I臺矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，本組合型開關(guān)矩陣的2路儀器端口可分別與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入和輸出端口相連。I個工位如果放置I臺信號源+1臺頻譜儀，本組合型開關(guān)矩陣的2路儀器端口可分別與信號源輸出端口、頻譜儀輸入端口相連。因此對于I個工位I類測試的生產(chǎn)安排，I臺本組合型開關(guān)矩陣的儀器端口都是夠用的。
[0033]對于4通道以上的射頻功放產(chǎn)品或者I個工位多類測試的生產(chǎn)安排，I臺本組合型開關(guān)矩陣的的產(chǎn)品通信端口或儀器端口就不夠了。此時可將2臺開關(guān)矩陣連接起來使用，參看圖1，具體連接步驟如下:(此處為方便闡述，將2臺開關(guān)矩陣分別命名為A和B)
[0034]1、A矩陣的EXA_1連接B矩陣的EXA_2;
[0035]2、A矩陣的EXB_1連接B矩陣的EXB_2;
[0036]3、B矩陣的EXA_1連接A矩陣的EXA_2;
[0037]4、B矩陣的EXB_1連接A矩陣的EXB_2;
[0038]按照以上方式連接起來的2臺開關(guān)矩陣將擁有8組共32路通信端口和4路儀器端口。通信端口與儀器端口之間是全矩陣關(guān)系(即:任意一路通信端口都可與任意一路儀器端口建立通信鏈路)，而且可同時建立4路儀器端口與不同通信端口之間的鏈路。8通道射頻功放即使按極限情況來劃分，即:功放各通道的上行端口、下行端口、天線端口和反饋端口都是獨立的，其通信端口的數(shù)量也就4X8=32路。因此對8通道及以下的射頻功放測試，2臺本組合型開關(guān)矩陣互連之后的產(chǎn)品端口都是夠用的；射頻功放大部分指標(biāo)都是通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀器或者信號源+頻譜儀來進(jìn)行測試的。1個工位如果放置1臺矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、1臺頻譜儀和1臺信號源，2臺本組合型開關(guān)矩陣互連之后的2路儀器端口可分別與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入和輸出端口相連，另2路儀器端口可分別與信號源輸出端口、頻譜儀輸入端口相連。因此對于1個工位多類測試的生產(chǎn)安排，2臺本組合型開關(guān)矩陣互連后也是夠用的。
[0039]本發(fā)明按照1個工位1類測試的思路，將儀器端口優(yōu)化為2路，可支持與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀器的輸入和輸出口同時連接，也支持與信號源輸出和頻譜儀輸入同時連接，提高了儀器資源的利用率。并基于此將Level3~Level7單元的開關(guān)都優(yōu)化為了 2組，降低了開關(guān)數(shù)量，減少了多路開關(guān)的應(yīng)用，成本降低。
[0040]由于當(dāng)前業(yè)界需求量多的射頻功放模塊主要為2通道和4通道模塊，因此將產(chǎn)品端口定義為4組(4組產(chǎn)品端口可分別連接射頻功放的天線端口、上行端口、下行端口和反饋端口)，每組產(chǎn)品端口又分為4路通信端口(4路通信端口可分別連接4通道模塊各個通道的同類端口)，最大化了單體組合型開關(guān)矩陣的產(chǎn)品覆蓋范圍。
[0041]本發(fā)明矩陣開關(guān)中通過Level5單元和Level6單元預(yù)留外部接口可實現(xiàn)兩臺矩陣的互連，使得兩臺矩陣組合后仍具有全矩陣特性，從而滿足8通道射頻功放的測試和1個工位多類測試的生產(chǎn)安排。
[0042]本開關(guān)矩陣與現(xiàn)有的開關(guān)矩陣成本對比如下:表4是Panason1c公司2010年RD同軸開關(guān)售價表:
[0043]表4
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種組合型射頻功放測試用開關(guān)矩陣，其特征在于，所述開關(guān)矩陣包括Level I至Level 7共7個單元，所述Level I單元包括4組開關(guān)，每組開關(guān)由4個SPDT開關(guān)組成；Level 2單元包括4組開關(guān)，每組由I個SP4T開關(guān)組成；LeVel 3單元包括4組開關(guān)，每組由I個SPDT開關(guān)組成；Level 4單元包括2組開關(guān),每組由I個SP4T開關(guān)組成；Level 5單元包括2組開關(guān)分，每組由I個SPDT開關(guān)組成；LeveI 6單元包括2組開關(guān)，每組由I個SPDT開關(guān)組成；LeVel 7單元包括2組開關(guān)，每組由I個雙刀雙擲開關(guān)組成； 其中，所述Level I單元中每組4個SPDT開關(guān)的COM端用于連接射頻功放的通信端口，Level I單元中每組4個SPDT開關(guān)的NO端口與Level 2單元中對應(yīng)組SP4T開關(guān)的Jl- J4端口相連，Level I單元中每組4個SPDT開關(guān)的NC端口用于連接獨立負(fù)載；Level 2單元中每組SP4T開關(guān)的COM端口分別與Level 3單元中對應(yīng)組SPDT開關(guān)的COM端口相連；所述Level 3單元中四組SPDT開關(guān)的NO端口依次與Level 4單元中一組SP4T開關(guān)的Jl-J4端口相連，Level 3單元中四組SPDT開關(guān)的NC端口依次與Level 4單元中另一組SP4T開關(guān)的Jl- J4端口相連；所述Level 4單元中兩組SP4T開關(guān)的COM端口分別與Level 5單元中對應(yīng)組SPDT開關(guān)的COM端口相連；所述Level 5單元中兩組SPDT開關(guān)的NO端口分別與Level 6單元中對應(yīng)組SPDT開關(guān)的NO端口相連，Level 5單元中兩組SPDT開關(guān)的NC端口作為外部端口使用，用于兩臺開關(guān)矩陣組合時連接另一臺開關(guān)矩陣；Level 6單元中兩組SPDT開關(guān)的COM端口分別連接Level 7單元中對應(yīng)組雙刀雙擲開關(guān)的Jl端口，Level6單元中兩組SPDT開關(guān)的NC端口作為外部端口使用，用于兩臺開關(guān)矩陣組合時連接另一臺開關(guān)矩陣；所述Level 7單元中兩組雙刀雙擲開關(guān)的J2端口作為連接儀器的輸入/輸出端口，Level 7單元中兩組雙刀雙擲開關(guān)的J3和J4端口用于連接外部衰減器；其中所述SPDT開關(guān)、SP4T開關(guān)、雙刀雙擲開關(guān)均為高頻同軸觸點型開關(guān)。
【文檔編號】H04B17/00GK103647120SQ201310737356
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】黃文建 申請人:成都芯通科技股份有限公司