CN112462175A - 一种射频多通道切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频多通道切换装置，属于电子测试设备的技术领域，该装置包括：沿X轴方向呈平行排布的多个A同轴连接器转接器；与A同轴连接器转接器相适配的B同轴连接器转接器，所述B同轴连接器转接器配设有驱动其沿X轴和Y轴方向运动的执行部；其中，A同轴连接器转接器与B同轴连接器转接器连通作为开关通道，在执行部的驱动作用下，通过B同轴连接器转接器依次重复插接至各个A同轴连接器转接器切换开关通道并测量开关的幅相一致性，以达到在批量生产过程中，能够准确测量多通道自动测试中的幅相一致性的目的。

Description

一种射频多通道切换装置

技术领域

本发明属于电子测试设备的技术领域，具体而言，涉及一种射频多通道切换装置。

背景技术

随着射频产品阵列化的发展，多通道指标的自动测试已逐渐成为批量生产的基本要求。传统的解决方式是采用射频开关来解决通道切换问题，常见的射频开关包括机械开关和固态开关两大类。对于高频段的通道切换，固态开关由于插损较大，通常不用于测试***的搭建和使用，业内常用的机械开关为单刀六掷射频同轴开关。

由于产品的通道数往往是几十路甚至上百路，因此需要通过射频开关级联的方式形成开关矩阵来进行***搭建，采用这种射频开关矩阵往往会带来以下问题：

(1)造价昂贵，生产现场大规模复制难度较大；

(2)多级开关的级联后，由不同测试电缆引起的通道间一致性变差，温度漂移和机械形变引起的累积误差极难修正，测试***往往需要反复校准，部分指标如相位一致性无法满足，仍需要单独测试。

而对于需要单独测试的(如相位一致性)测量准确性，无法满足幅相一致性的测量要求。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种射频多通道切换装置以达到在批量生产过程中，能够准确测量多通道自动测试中的幅相一致性的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种射频多通道切换装置，该装置包括：

沿X轴方向呈平行排布的多个A同轴连接器转接器；

与A同轴连接器转接器相适配的B同轴连接器转接器，所述B同轴连接器转接器配设有驱动其沿X轴和Y轴方向运动的执行部；

其中，A同轴连接器转接器与B同轴连接器转接器连通作为开关通道，在执行部的驱动作用下，通过B同轴连接器转接器依次重复插接至各个A同轴连接器转接器切换开关通道并测量开关的幅相一致性。

进一步地，该装置还包括：

安装有各个所述A同轴连接器转接器的面板；

底座，所述底座与面板安装连接且面板相对于底板在Z轴方向上可调节。

进一步地，所述底座上沿Z轴方向开设有至少两个条形孔，各个条形孔配设有锁紧螺钉且通过各个锁紧螺钉将面板锁紧于底座上。

进一步地，所述B同轴连接器转接器通过复式保护结构件安装于所述执行部上。

进一步地，所述复式保护结构件包括：

与执行部安装连接的第一安装板；

通过多个螺杆连接于第一安装板上的第二安装板，所述第二安装板上安装B同轴连接器转换器且第二安装板与第一安装板相平行，且第二安装板相对于第一安装板在Z轴方向上可调节。

进一步地，所述第一安装板上开设有过线缺口，过线缺口与B同轴连接器转接器位于同一轴线上。

进一步地，所述执行部包括：

开关模组，所述开关模组上设有气动阀门，且气动阀门驱动所述B同轴连接器转接器沿Y轴方向运动；

伺服电机，所述伺服电机通过丝杠螺母副驱动开关模组沿X轴方向运动；

进一步地，该装置还包括：

设于开关模组上的位置传感器，所述位置传感器连接有第一供电电源；

与气动阀门电性连接的控制电路，所述控制电路连接有第二供电电源；

控制计算器，所述控制计算器分别与位置传感器和控制电路连接，且控制计算器通过伺服驱动器与伺服电机连接。

进一步地，所述控制计算器通过数字IO端口分别与位置传感器和控制电路连接，控制计算器通过RS485与伺服驱动器连接。

进一步地，所述第一供电电源为5V电源，且5V电源通过负载电路连接至位置传感器；所述第二供电电源为24V电源。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的射频多通道切换装置，通过在执行部的驱动作用下，能够实现B同轴连接器转接器依次重复插接至各个A同轴连接器转接器切换开关通道，由于开关通道采用射频同轴连接器转接器直接连接，避免了由机械开关级联导致的电缆不确定性，因此幅相一致性仅由同型号连接器的一致性决定，其可实现任意通道射频产品的性能指标测试，相比传统的的方式节约了成本，减小了幅相一致性测试过程中的随机误差，能够确保测试的准确性。

附图说明

图1是本发明所提供的射频多通道切换装置的整体结构示意图；

图2是本发明所提供的射频多通道切换装置中面板与底座之间的装配示意图；

图3是本发明所提供的射频多通道切换装置中复式保护结构件的结构示意图；

图4是本发明所提供的射频多通道切换装置的电控***结构图；

图5是本发明所提供的射频多通道切换装置在实施例中幅度一致性老化测试结果；

图6是本发明所提供的射频多通道切换装置在实施例中相位一致性老化测试结果；

附图中标注如下：

1-丝杠螺母副，2-底板，3-气动阀门，4-开关模组，5-B同轴连接器转接器，6-面板，7-A同轴连接器转接器，8-复式保护结构件，9-底座，10-第二安装板，11-第一安装板，12-过线缺口，13-螺杆，14-条形孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

在本实施例中具体提供了一种射频多通道切换装置，旨在通过该装置能够应用于多通道射频类产品的批量生产测试中，以较低的成本解决射频指标一致性的自动测试问题，该装置包括：执行部分和电控部分，还包括一工作架，在工作架上设有底板2作为工作台，且底板2上设置有执行部分；而在底板2的下部分则设有电控部分，在执行部分和电控部分的共同作用下完成整个自动测试的控制动作和数据测量。

具体设计如下：

①执行部分

如图1、图2所示，在底板2上设有底座9，在所述底座9安装连接有面板6，且面板6相对于底板2在Z轴方向上可调节。为实现面板6在Z轴方向上可调节，在实际应用时，在底座9上沿Z轴方向开设有三个条形孔14，各个条形孔14的孔长方向则位于Z轴方向，各个条形孔14配设有锁紧螺钉，各个锁紧螺钉能够在对应的条形孔14内沿Z轴方向作自由活动且活动至适当位置时，则通过各个锁紧螺钉拧紧以将面板6锁紧于底座9上。由于面板6可以根据不同安装环境进行上下高度调节，因此，可保证装置应用的灵活性。此外，对应不同产品，只需更换上部的面板6，底座9可以重复利用，节约成本。

同时，在面板6上安装有多个A同轴连接器转接器7，各个所述A同轴连接器转接器7沿X轴方向呈平行排布，为保证在测试过程中多通道的顺利切换，将各个所述A同轴连接器转接器7呈等间距排布在面板6上，以此能够实现对各个A同轴连接器转接器7的安装布置。

在与底座9的表面相平行的一侧设有开关模组4，开关模组4在伺服电机的作用下，能够通过丝杠螺母副1驱动开关模组4沿X轴方向运动；同时，在所述开关模组4上设有气动阀门3。

在气动阀门3的活塞杆端部设有推动板，推动板上安装连接有复式保护结构件8，在复式保护结构件8的作用下，将B同轴连接器转接器5安装于所述气动阀门3的推动板上，以实现，但气动阀门3运动时，气动阀门3能够驱动所述B同轴连接器转接器5沿Y轴方向运动。

如图3所示，在实际应用时，为了延长电缆使用寿命，对复式保护结构件8的设计如下：

包括第一安装板11和第二安装板10，所述第一安装板11与所述气动阀门3的推动板安装连接；而第二安装板10通过多个螺杆13连接于第一安装板11上，且应当保持所述第二安装板10与第一安装板11呈相平行的状态，且第二安装板10相对于第一安装板11在Z轴方向上可调节。在实际应用中，在第一安装板11的四个转角处分别连接有螺杆13，各个螺杆13的另一端连接至第二安装板10的四个转角处，同时，为实现第二安装板10相对于第一安装板11在Z轴方向上可调节，在本实施例中，选择在第二安装板10的四个转角处开设有四个条形孔14，各个螺杆13能够在对应的条形孔14内沿着Z轴方向运动，进而达到对第二安装板10能够在Z轴方向的位移运动，以配合上述所述的面板6在Z轴方向调节运动，以确保B同轴连接器转接器5在气动阀门3的推动下能够对接至对应的A同轴连接器转接器7上。由于设有第一安装板11和第二安装板10形成的双层固定结构设计，通过更换单片的安装板，可适配不同的射频同轴连接器转接器，从而覆盖多种产品，保证开关结构柔性。

在所述第一安装板11上开设有过线缺口12，过线缺口12与B同轴连接器转接器5位于同一轴线上，当电缆与B同轴连接器转接器5连通之后，电缆经由过线缺口12引出，以保证电缆方向与B同轴连接器转接器5的移动方向垂直，并且均匀受力，同时，可防止伺服电机带动射频电缆水平移动时，电缆与B同轴连接器转接器5相连接的部分，随着移动次数增加而断裂损坏。

由于A同轴连接器转接器7与B同轴连接器转接器5相适配，且B同轴连接器转接器5在伺服电机和气动阀门3的驱动下，能够沿X轴和Y轴方向运动；在进行多通道射频类产品的批量生产测试中，以A同轴连接器转接器7与B同轴连接器转接器5连通作为开关通道，在伺服电机和气动阀门3的驱动作用下，通过B同轴连接器转接器5依次重复插接至各个A同轴连接器转接器7切换开关通道并测量开关的幅相一致性。

②电控部分

如图4所示，在电控部分的作用下，能够对执行部分的运动作有效控制，电控部分包括：位置传感器、控制电路和控制计算器。

将位置传感器设于开关模组4上，所述位置传感器连接有第一供电电源，第一供电电源为5V电源，且5V电源通过负载电路连接至位置传感器。

将控制电路与气动阀门3的电磁阀电性连接，以控制气动阀门3的工作动作，所述控制电路连接有第二供电电源，第二供电电源为24V电源。

将所述控制计算器分别与位置传感器和控制电路连接，且控制计算器通过伺服驱动器与伺服电机连接，所述控制计算器通过数字IO端口分别与位置传感器和控制电路连接，控制计算器通过RS485与伺服驱动器连接。

其中，在实际应用中，伺服计算机的控制采用的是台达科技的ASDA-A2伺服控制器。从开关的应用场景分析，组成简单、响应速度快的稳定控制***是首选，该***选用带有绝对值编码器的马达轴检测半闭环控制***，绝对值编码器的理论精度为0.001mm(即通过编码器反馈伺服电机的转数，转数通过公式计算就能够准确匹配开关模组4在X轴方向上的位移距离，进而实现伺服电机驱动开关模组4在轴方向上的位移能够准确匹配到各个A同轴连接器转接器7所在的位置)，在完全满足***精度要求的情况下，在X轴方向上不需要引入附加的位置传感器，便于***的控制与维护。

其控制过程如下：

控制计算机通过RS485与伺服驱动器连接，通过伺服驱动器控制伺服电机运动，伺服电机在丝杠螺母副1的作用下带动开关模组4进行X轴方向的位置移动与切换；

控制计算机通过数字IO端口切换24V电源的控制电路，控制电路操控气动阀门3动作，以进行开关模组4在Y轴方向的位置移动；

由于在开关模组4上安装有位置传感器，经由5V电源驱动的负载电路，通过位置传感器探测开关模组4在X轴方向上的位置，当开关模组4运动至X轴方向两端的极限位置处，将位置状态通过数字IO上报给控制计算机，控制计算机能够通过伺服控制器控制伺服电机的转向切换，进而开关模组4的运动切换方向以此往复进行通路切换。

经上述所提供的射频多通道切换装置，以18选一的射频通道为例，采用传统的射频开关矩阵的工程造价约为10万元，而采用本射频多通道切换装置的工程造价仅为5000元，价格优势明显，适合生产线的推广使用。

在幅相一致性测试方面，由于开关通道采用射频同轴连接器转接器直接连接，避免了由机械开关级联导致的电缆不确定性，因此幅相一致性仅由同型号的射频同轴连接器转接器的一致性决定。

以网络分析仪连接开关的某一路通道测量幅度/相位为例。采用本射频多通道切换装置，沿着X轴方向依次切换通道且直到回到同一路通道为一个测试循环，重复进行测量若干个测试循环，持续老化测试，2小时后测量开关的幅相一致性，测量结果如图5、图6所示，由统计图表可知，幅度一致性小于±0.5dB，相位一致性小于±10°，完全满足自动测试过程中的一致性误差要求。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频多通道切换装置，其特征在于，该装置包括：

沿X轴方向呈平行排布的多个A同轴连接器转接器；

与A同轴连接器转接器相适配的B同轴连接器转接器，所述B同轴连接器转接器配设有驱动其沿X轴和Y轴方向运动的执行部；

其中，A同轴连接器转接器与B同轴连接器转接器连通作为开关通道，在执行部的驱动作用下，通过B同轴连接器转接器依次重复插接至各个A同轴连接器转接器切换开关通道并测量开关的幅相一致性。

2.根据权利要求1所述的射频多通道切换装置，其特征在于，该装置还包括：

安装有各个所述A同轴连接器转接器的面板；

底座，所述底座与面板安装连接且面板相对于底板在Z轴方向上可调节。

3.根据权利要求2所述的射频多通道切换装置，其特征在于，所述底座上沿Z轴方向开设有至少两个条形孔，各个条形孔配设有锁紧螺钉且通过各个锁紧螺钉将面板锁紧于底座上。

4.根据权利要求1所述的射频多通道切换装置，其特征在于，所述B同轴连接器转接器通过复式保护结构件安装于所述执行部上。

5.根据权利要求4所述的射频多通道切换装置，其特征在于，所述复式保护结构件包括：

与执行部安装连接的第一安装板；

通过多个螺杆连接于第一安装板上的第二安装板，所述第二安装板上安装B同轴连接器转换器且第二安装板与第一安装板相平行，且第二安装板相对于第一安装板在Z轴方向上可调节。

6.根据权利要求5所述的射频多通道切换装置，其特征在于，所述第一安装板上开设有过线缺口，过线缺口与B同轴连接器转接器位于同一轴线上。

7.根据权利要求1所述的射频多通道切换装置，其特征在于，所述执行部包括：

开关模组，所述开关模组上设有气动阀门，且气动阀门驱动所述B同轴连接器转接器沿Y轴方向运动；

伺服电机，所述伺服电机通过丝杠螺母副驱动开关模组沿X轴方向运动。

8.根据权利要求7所述的射频多通道切换装置，其特征在于，该装置还包括：

设于开关模组上的位置传感器，所述位置传感器连接有第一供电电源；

与气动阀门电性连接的控制电路，所述控制电路连接有第二供电电源；

控制计算器，所述控制计算器分别与位置传感器和控制电路连接，且控制计算器通过伺服驱动器与伺服电机连接。

9.根据权利要求8所述的射频多通道切换装置，其特征在于，所述控制计算器通过数字IO端口分别与位置传感器和控制电路连接，控制计算器通过RS485与伺服驱动器连接。

10.根据权利要求8所述的射频多通道切换装置，其特征在于，所述第一供电电源为5V电源，且5V电源通过负载电路连接至位置传感器；所述第二供电电源为24V电源。

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