射频基带一体化终端自动测试系统论文和设计-王晋杰

全文摘要

本实用新型公开了射频基带一体化终端自动测试系统，涉及射频基带一体化终端测试技术领域，包括电源及控制单元、噪声源、中频源、上变频器、下变频器、程控衰减器、衰减器、频谱仪、第一单刀双掷开关SPDT1、第二单刀双掷开关SPDT2、第三单刀双掷开关SPDT3、第四单刀双掷开关SPDT4和第五单刀双掷开关SPDT5；所述自动测试系统设置有中频信号发射接口、中频信号接收接口、高频信号发射接口和高频信号接收接口。本实用新型通过第一单刀双掷开关SPDT1、第三单刀双掷开关SPDT3、第四单刀双掷开关SPDT4等单刀双掷开关实现前向链路和反向链路的自动切换，避免手动换线，极大的方便自动化测试进行。

主设计要求

1.射频基带一体化终端自动测试系统，其特征在于：包括电源及控制单元、噪声源、中频源、上变频器、下变频器、程控衰减器、衰减器、频谱仪、第一单刀双掷开关SPDT1、第二单刀双掷开关SPDT2、第三单刀双掷开关SPDT3、第四单刀双掷开关SPDT4和第五单刀双掷开关SPDT5；所述自动测试系统设置有中频信号发射接口、中频信号接收接口、高频信号发射接口和高频信号接收接口；所述中频源、第一单刀双掷开关SPDT1、上变频器、第二单刀双掷开关SPDT2、第四单刀双掷开关SPDT4、高频信号发射接口依次连接；所述高频信号接收接口、第五单刀双掷开关SPDT5、衰减器、下变频器、第三单刀双掷开关SPDT3、频谱仪依次连接；所述中频信号接收接口、第三单刀双掷开关SPDT3、频谱仪依次连接；所述中频源、第一单刀双掷开关SPDT1、程控衰减器、中频信号发射接口依次连接；所述频谱仪、噪声源、第四单刀双掷开关SPDT4依次连接；所述电源及控制单元分别与噪声源、中频源、上变频器、下变频器、程控衰减器、衰减器、频谱仪、第一单刀双掷开关SPDT1、第二单刀双掷开关SPDT2、第三单刀双掷开关SPDT3、第四单刀双掷开关SPDT4、第五单刀双掷开关SPDT5连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的射频基带一体化终端自动测试系统，其特征在于：所述第二单刀双掷开关SPDT2与第五单刀双掷开关SPDT5连接。

3.根据权利要求1所述的射频基带一体化终端自动测试系统，其特征在于：所述中频源和第一单刀双掷开关SPDT1之间还设置有基带信号输入接口和中频信号输出接口，所述中频源与中频信号输出接口连接；所述基带信号输入接口与第一单刀双掷开关SPDT1连接；所述基带信号输入接口与中频信号输出接口通过可拆卸的跳线连接。

4.根据权利要求1~3任一项所述的射频基带一体化终端自动测试系统，其特征在于：所述中频源输出的中频信号步进为1MHz，频率范围为1.9~4.3GHz；所述上变频器的输出信号频率范围为13~25.1GHz，所述下变频器的输出信号的频率范围为1.5GHz；所述程控衰减器的衰减范围为-30dB~0dB，步进为0.5dB；所述衰减器为固定衰减器，其固定衰减值为50dB。

5.根据权利要求1~3任一项所述的射频基带一体化终端自动测试系统，其特征在于：所述中频源包括第一中频源电路、第二中频源电路、合路器；所述合路器设置有两个输入端和一个输出端，所述第一中频源电路和第二中频源电路的输出端分别连接合路器的两个输入端；所述合路器连接第一单刀双掷开关SPDT1。

6.根据权利要求5所述的射频基带一体化终端自动测试系统，其特征在于：所述第一中频源电路和第二中频源电路均包括频率合成电路、第一单刀双掷开关HMC1、第一滤波放大电路、第二滤波放大电路、第二单刀双掷开关HMC2、第三单刀双掷开关HMC3；所述频率合成电路的输入端连接低相位噪声晶振的输出端；所述频率合成电路的输出端连接第一单刀双掷开关HMC1的RFC端；所述第一滤波放大电路和第二滤波放大电路的输入端分别连接第一单刀双掷开关HMC1的RF2端和RF1端；所述第一滤波放大电路和第二滤波放大电路的输出端分别连接第二单刀双掷开关HMC2的RF1端和RF2端；所述第二单刀双掷开关HMC2和第三单刀双掷开关HMC3串联，所述第一滤波放大电路和第二滤波放大电路并联；所述第三单刀双掷开关HMC3的RFC端与第二单刀双掷开关HMC2的RFC端连接。

7.根据权利要求6所述的射频基带一体化终端自动测试系统，其特征在于：所述频率合成电路包括依次串联的小数N分频锁相环、第一低通滤波器、微波宽带频率合成器、第一高通滤波器；所述第一高通滤波器的输出端连接第一单刀双掷开关HMC1的RFC端；所述第一低通滤波器包括6个LC振荡电路和5个LC滤波电路依次交替串联；所述小数N分频锁相环的输出端连接第一个LC振荡电路；最后一个LC振荡电路连接微波宽带频率合成器。

8.根据权利要求7所述的射频基带一体化终端自动测试系统，其特征在于：所述第一滤波放大电路包括依次串联的第一π型衰减电路、第二低通滤波器、第二π型衰减电路、第二放大器、第三低通滤波器；所述第一π型衰减电路的输入端连接第一单刀双掷开关HMC1的RF2端；所述第二放大器的输出端连接第二单刀双掷开关HMC2的RF1端；所述第二滤波放大电路包括依次串联的第三π型衰减电路、第四低通滤波器、第四π型衰减电路、第三放大器、第五低通滤波器；所述第三π型衰减电路连接第一单刀双掷开关HMC1的RF1端，所述第三放大器连接第二单刀双掷开关HMC2的RF2端。

9.根据权利要求6~8任一项所述的射频基带一体化终端自动测试系统，其特征在于：所述上变频器包括与中频源输出端连接的第一衰减模块、与第一衰减模块连接的上混频器以及与上混频器连接的第二衰减模块；所述第一衰减模块包括与中频源连接的A1数控衰减电路以及与A1数控衰减电路输出端连接的A2衰减电路；所述A2衰减电路的输出端与上混频器连接；所述第一衰减模块的插入损耗为3.5dB。

10.根据权利要求6~8任一项所述的射频基带一体化终端自动测试系统，其特征在于：所述下变频器包括依次连接的D1数控衰减器、下混频器、第三滤波模块；所述下混频器的插入损耗为12dB；所述D1数控衰减器的损耗为3dB。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及射频基带一体化终端测试技术领域，具体涉及射频基带一体化终端自动测试系统。

背景技术

随着移动通信和卫星导航融合趋势的不断加深，卫星导航芯片的形态也在不断地演进变化，从独立的导航射频单元和基带单元到射频基带一体化单元，集成度越来越高，功能越来越完善，市场推进也越来越深入。

在对射频基带一体化终端进行测试时，针对不同的测试项，传统测试方法需要采用手动换线的方式来切换被测件与测试仪表的连接，并记录测试仪表的测试结果，整个过程非常耗时，测试效率低下，尤其是对多台终端测试时，这一问题尤其严重；且采用手工换线的方式，对于比较复杂的批量化测试，人为错误的发生概率也会大大增加，进一步降低测试效率，增加测试成本。

此外，由于射频基带一体化终端工作频段较高，采用直接测试的方式，需要测试设备覆盖到Ka频段，导致测试成本大大增加，对于面向生产的大规模设备测试，这一问题就更为突出。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术，提供了一种射频基带一体化终端自动测试系统。

本实用新型通过下述技术方案实现：所述射频基带一体化终端自动测试系统，包括电源及控制单元、噪声源、中频源、上变频器、下变频器、程控衰减器、衰减器、频谱仪、第一单刀双掷开关SPDT1、第二单刀双掷开关SPDT2、第三单刀双掷开关SPDT3、第四单刀双掷开关SPDT4和第五单刀双掷开关SPDT5；所述自动测试系统设置有中频信号发射接口、中频信号接收接口、高频信号发射接口和高频信号接收接口；所述中频源、第一单刀双掷开关SPDT1、上变频器、第二单刀双掷开关SPDT2、第四单刀双掷开关SPDT4、高频信号发射接口依次连接；所述高频信号接收接口、第五单刀双掷开关SPDT5、衰减器、下变频器、第三单刀双掷开关SPDT3、频谱仪依次连接；所述中频信号接收接口、第三单刀双掷开关SPDT3、频谱仪依次连接；所述中频源、第一单刀双掷开关SPDT1、程控衰减器、中频信号发射接口依次连接；所述频谱仪、噪声源、第四单刀双掷开关SPDT4依次连接；所述电源及控制单元分别与噪声源、中频源、上变频器、下变频器、程控衰减器、衰减器、频谱仪、第一单刀双掷开关SPDT1、第二单刀双掷开关SPDT2、第三单刀双掷开关SPDT3、第四单刀双掷开关SPDT4、第五单刀双掷开关SPDT5连接。

所述中频源、第一单刀双掷开关SPDT1、上变频器、第二单刀双掷开关SPDT2、第四单刀双掷开关SPDT4、高频信号发射接口依次连接形成高频信号反向链路，用于高频信号的反向链路测试；所述中频源、第一单刀双掷开关SPDT1、程控衰减器、中频信号发射接口依次连接形成中频信号反向链路，用于中频信号的反向链路测试；所述高频信号接收接口、第五单刀双掷开关SPDT5、衰减器、下变频器、第三单刀双掷开关SPDT3、频谱仪依次连接形成高频信号前向链路，用于高频信号的前向链路测试；所述中频信号接收接口、第三单刀双掷开关SPDT3、频谱仪依次连接形成中频信号前向链路，用于中频信号的前向链路测试。

进一步地，所述第二单刀双掷开关SPDT2与第五单刀双掷开关SPDT5连接，使自动测试系统中形成中频源、第一单刀双掷开关SPDT1、上变频器、第二单刀双掷开关SPDT2、第五单刀双掷开关SPDT5、衰减器、下变频器、第三单刀双掷开关SPDT3、频谱仪依次连接的自检通道，通过频谱仪对中频源输出的信号进行测试，完成第一单刀双掷开关SPDT1、上变频器、第二单刀双掷开关SPDT2、第五单刀双掷开关SPDT5、衰减器、下变频器、第三单刀双掷开关SPDT3等硬件单元的自检，使自动测试系统具有自检功能。而第四单刀双掷开关SPDT4与噪声源的接入点在设计过程中尽量接近射频基带一体化终端的射频输入端，使其路径损耗小，可以尽量减小噪声系数的测试误差。此外，由于第四单刀双掷开关SPDT4采用机械开关，开关寿命可达500万次，因此，第四单刀双掷开关SPDT4可以不包含在自检通路内。

所述第四单刀双掷开关SPDT4连接噪声源，还可以用于对前向的噪声系数进行测试；使用第四单刀双掷开关SPDT4实现自动切换，可以避免手工换线，极大的方便自动化测试进行；同时由于开关的插损很小，所以通过修正，可以进行比较准确的噪声系数测试。

进一步地，所述中频源和第一单刀双掷开关SPDT1之间还设置有基带信号输入接口和中频信号输出接口，所述中频源与中频信号输出接口连接；所述基带信号输入接口与第一单刀双掷开关SPDT1连接；所述基带信号输入接口与中频信号输出接口通过可拆卸的跳线连接，使其在需要进行基带性能测试时，可以拆掉跳线，接入用户基带板的中频信号。

进一步地，所述中频源输出的中频信号步进为1MHz，频率范围为1.9~4.3GHz；所述上变频器的输出信号频率范围为13~25.1GHz，所述下变频器的输出信号的频率范围为1.5GHz；所述程控衰减器的衰减范围为-30dB~0dB，步进为0.5dB；所述衰减器为固定衰减器，其固定衰减值为50dB；所述衰减器的频率范围为DC~32GHz；最大驻波比为1.35。

进一步地，所述中频源包括第一中频源电路、第二中频源电路、合路器；所述合路器设置有两个输入端和一个输出端，所述第一中频源电路和第二中频源电路的输出端分别连接合路器的两个输入端；所述合路器连接第一单刀双掷开关SPDT1。所述中频源通过并联的第一中频源电路和第二中频源电路合路输出，为射频基带一体化终端自动测试系统提供两路信号。

进一步地，所述第一中频源电路和第二中频源电路均包括频率合成电路、第一单刀双掷开关HMC1、第一滤波放大电路、第二滤波放大电路、第二单刀双掷开关HMC2、第三单刀双掷开关HMC3；所述频率合成电路的输入端连接低相位噪声晶振的输出端；所述频率合成电路的输出端连接第一单刀双掷开关HMC1的RFC端；所述第一滤波放大电路和第二滤波放大电路分别连接第一单刀双掷开关HMC1的RF2端和RF1端；所述第一滤波放大电路和第二滤波放大电路分别连接第二单刀双掷开关HMC2的RF1端和RF2端；所述第二单刀双掷开关HMC2和第三单刀双掷开关HMC3串联，所述第一滤波放大电路和第二滤波放大电路并联；所述第三单刀双掷开关HMC3的RFC端与第二单刀双掷开关HMC2的RFC端连接。

所述第一中频源电路和第二中频源电路均通过单刀双掷开关对中频源电路进行分段后滤波放大处理，以满足全波段滤波放大处理的全面覆盖，使输出的中频信号满足输出需要。

进一步地，所述频率合成电路包括依次串联的小数N分频锁相环、第一低通滤波器、微波宽带频率合成器、第一高通滤波器；所述第一高通滤波器的输出端连接第一单刀双掷开关HMC1的RFC端。所述小数N分频锁相环的型号为HMC830，是集成了VCO的锁相环；微波宽带频率合成器的型号为ADF4355的集成了VCO的锁相环，以实现1MHz的中频信号步进。通过HMC830和ADF4355进行频率合成，将HMC830输出的信号作为ADF4355的可变参考信号，以此来规避小数杂散分量。频率合成电路将100M参考信号合成为1.9GHz~4.3GHz的中频信号输出。

进一步地，所述第一低通滤波器包括6个LC振荡电路和5个LC滤波电路依次交替串联；所述小数N分频锁相环的输出端连接第一个LC振荡电路；最后一个LC振荡电路连接微波宽带频率合成器。所述第一低通滤波器是6个LC震荡电路和5个LC滤波电路组合而成的五阶低通滤波器，对HMC830输出的信号进行滤波，使ADF4355输入的可变参考信号杂散少。

所述第一低通滤波器的电路具体结构为：所述第一低通滤波器包括电感L7、电感L8、电感L9、电感L10、电感L11、电感L12、电感L13、电感L14、电感L15、电感L16、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24；所述电感L7与电容C16并联；所述电感L8与电容C17并联；所述电感L9与电容C18并联；所述电感L10与电容C19并联；所述电感L11与电容C20并联；所述电感L12与电容C21并联；所述电感L13与电容C22并联；所述电感L14与电容C23并联；所述电感L15与电容C24并联；所述电感L7与电容C16并联的第一端连接小数N分频锁相环的输出端，所述电感L7与电容C16并联的第二端连接电感L8与电容C17并联的第一端；所述电感L8与电容C17并联的第二端连接电感L9与电容C18并联的第一端；电感L9与电容C18并联的第二端连接所述电感L10与电容C19并联的第一端；所述电感L10与电容C19并联的第二端连接微波宽带频率合成器的输入端；所述电感L11与电容C20并联的第一端连接在小数N分频锁相环的输出端和电感L7与电容C16并联的第一端之间，所述电感L11与电容C20并联的第二端接地；所述电感L12与电容C21并联的第一端连接在电感L7与电容C16并联的第二端与电感L8与电容C17并联的第一端之间，所述电感L12与电容C21并联的第二端接地；所述电感L13与电容C22并联的第一端连接在电感L8与电容C17并联的第二端和电感L9与电容C18并联的第一端之间，所述电感L13与电容C22并联的第二端接地；所述电感L14与电容C23并联的第一端连接在电感L9与电容C18并联的第二端和电感L10与电容C19并联的第一端之间，所述电感L14与电容C23并联的第二端接地；所述电感L15与电容C24并联的第一端连接在电感L10与电容C19并联的第一端与微波宽带频率合成器的输入端之间，所述电感L15与电容C24并联的第二端接地。

进一步地，所述第一高通滤波器与第一单刀双掷开关HMC1之间设置有数控衰减器和第一放大器；所述数控衰减器的输入端连接第一高通滤波器的输出端；所述数控衰减器的输出端连接第一放大器的输入端；所述第一放大器的输出端连接第一单刀双掷开关HMC1的RFC端。所述数控衰减器采用型号为PE43705的衰减器，其衰减量为31dB，用以功率校准。

进一步地，所述第一滤波放大电路包括依次串联的第一π型衰减电路、第二低通滤波器、第二π型衰减电路、第二放大器、第三低通滤波器；所述第一π型衰减电路的输入端连接第一单刀双掷开关HMC1的RF2端；所述第二放大器的输出端连接第二单刀双掷开关HMC2的RF1端；所述第二滤波放大电路包括依次串联的第三π型衰减电路、第四低通滤波器、第四π型衰减电路、第三放大器、第五低通滤波器；所述第三π型衰减电路与第一单刀双掷开关HMC1的RF1端，所述第三放大器连接第二单刀双掷开关HMC2的RF2端。

所述第一滤波放大电路和第二滤波放大电路分别对二路频段进行分别的滤波放大处理，且第一滤波放大电路中第二低通滤波器采用LFCN-2850+低通滤波器，使其二次谐波抑制大于16 dBc，再加入第三低通滤波器，作为二次滤波器，以满足较好的谐波抑制。所述第二滤波放大电路中第四低通滤波器采用LFCN-3800+低通滤波器，使其二次谐波抑制大于25dBc，再串联第五滤波器，作为二级滤波器，为满足较好的谐波抑制。

进一步地，所述第一π型衰减电路包括电阻R34、电阻R40、电阻R41；所述电阻R40和电阻R41的一端均接地，所述电阻R40和电阻R41的另一端分别连接在电阻R34的两端；所述电阻R34的电阻为12欧姆；所述电阻R40、R41的电阻均为430欧姆；所述第二π型衰减电路和第四π型衰减电路均与第一π型衰减电路结构相同；所述电阻R34的两端分别连接第一单刀双掷开关HMC1的RF2端和第二低通滤波器。

进一步地，所述第三π型衰减电路包括电阻R70、电阻R75、电阻R76；所述电阻R75、电阻R76的一端均接地；所述电阻R75、电阻R76的另一端分别连接在电阻R70的两端；所述电阻R70的电阻为5.77欧姆；所述电阻R75和电阻R76的电阻分别为869欧姆；所述电阻R70的两端分别连接第一单刀双掷开关HMC1的RF1端和第四低通滤波器。

进一步地，所述第一π型衰减电路与第一单刀双掷开关HMC1的RF2端之间、第一π型衰减电路与第二低通滤波器之间、第三低通滤波器与第二单刀双掷开关HMC2的RF1端之间、第三π型衰减电路与第一单刀双掷开关HMC1的RF1端之间、第三π型衰减电路与第四低通滤波器之间、第五低通滤波器与第二单刀双掷开关HMC2的RF1端之间均设置有过滤电容C。

所述过滤电容C均采用100pF的电容，以过滤电路中的直流信号。

进一步地，所述第三单刀双掷开关HMC3的RF1端连接合路器的输入端；所述第三单刀双掷开关HMC3的RF2端依次连接电容C1、电阻R50后接地。所述第二单刀双掷开关HMC2和第三单刀双掷开关HMC3串联，形成两级单刀双掷开关，达到更好的隔离，防止泄露；并且在每一个第三单刀双掷开关HMC3的RF2端接入50欧姆的负载，以保证第一中频源电路和第二中频源电路的单独输出。

进一步地，所述上变频器包括与中频源输出端连接的第一衰减模块、与第一衰减模块连接的上混频器以及与上混频器连接的第二衰减模块；所述第一衰减模块包括与中频源连接的A1数控衰减电路以及与A1数控衰减电路输出端连接的A2衰减电路；所述A2衰减电路的输出端与上混频器连接；所述第一衰减模块的插入损耗为3.5dB。

进一步地，所述第二衰减模块包括依次与上混频器连接的B1数控衰减器、B2数控衰减器、B1带通滤波器、B1射频微波衰减器；所述B1带通滤波器的插入损耗为1dB。

其中，所述A2衰减电路包括型号为PE43711A-Z的A21射频微波衰减器，所述上混频器的型号为MM1-0626HSM-2；所述A21射频微波衰减器的引脚RF2与上混频器的引脚IF连接。所述B1带通滤波器的插入损耗为1dB。

进一步地，所述B1数控衰减器的型号为KAT-10+；B2数控衰减器的型号为KAT-3+；所述B1数控衰减器的引脚1、引脚2、引脚3分别与上混频器的引脚7、引脚8、引脚9一一对应连接；所述B1数控衰减器的引脚4、引脚5、引脚6分别与所述B2数控衰减器的引脚1、引脚2、引脚3一一对应连接。

所述B1数控衰减器的引脚1与上混频器的引脚7连接，所述B1数控衰减器的引脚2与上混频器的引脚8连接，所述B1数控衰减器的引脚3与上混频器的引脚9连接。所述B1数控衰减器的引脚4与B2数控衰减器的引脚3连接，B1数控衰减器的引脚5与B2数控衰减器的引脚2连接，B1数控衰减器的引脚6与B2数控衰减器的引脚1连接；B2数控衰减器的引脚4、引脚6、引脚3、引脚1、引脚0接地；B1数控衰减器的引脚4、引脚6、引脚3、引脚1、引脚0接地；上混频器的引脚7、引脚9、引脚0、引脚10、引脚11、引脚12、引脚4、引脚6、引脚3接地。上混频器的引脚IF（引脚5）通过电容C528与A21射频微波衰减器的引脚RF2连接。

A21射频微波衰减器的引脚GND、引脚C0.5、引脚C1、引脚C2、引脚C4、引脚C8、引脚C16接地。

A21射频微波衰减器的引脚SI、引脚CLK、引脚LE与控制单元进行连接。

进一步地，所述A1数控衰减电路包括分别与中频源连接的电阻R505和电阻R504、分别与电阻R504另一端连接的电阻R5066和电容C527；所述电阻R505和电阻R506的另一端分别接地，所述电容C527的另外一端与A21射频微波衰减器的引脚RF1连接。

进一步地，所述B1射频微波衰减器的数量为两个且依次与B1带通滤波器连接，所述B1射频微波衰减器的型号为ADRF5720。

进一步地，所述A2衰减电路还包括A22射频衰减电路，所述A22射频衰减电路包括型号为NFM21PC475B1A3D 的A221滤波器、分别与A221滤波器一端依次连接的电容C503、电感L5、电容C520；所述电容C520分别与A21射频微波衰减器的引脚VDD、引脚P\/S连接，所述电容C520的另外一端、电容C503的另外一端、A221滤波器的另外一端分别接地；所述A23衰减器的引脚1与A21射频微波衰减器的引脚SI连接。

进一步地，所述下变频器包括依次连接的D1数控衰减器、下混频器、第三滤波模块；所述下混频器的插入损耗为12dB；所述D1数控衰减器的损耗为3dB。

所述D1数控衰减器的型号为KAT-3+，所述下混频器的型号为HMC774ALC3B；所述D1数控衰减器的引脚4、引脚5、引脚6分别与下混频器的引脚9、引脚8、引脚7一一对应连接。

进一步地，所述第三滤波模块包括依次连接的D衰减模块和D低通滤波器；所述D衰减模块包括分别与下混频器引脚5连接的电阻R512和电阻R511、与电阻R511的另一端连接的电阻R513；所述电阻R513、电阻R512的另外一端接地；所述D衰减模块的插入损耗为3dB。

所述D低通滤波器的型号为LFCN-2250D+；D低通滤波器的引脚1与电阻R511的另一端连接。

进一步地，所述中频源、上变频器、下变频器均连接有低相位噪声晶振输入参考信号，所述参考信号采用100MHz晶振两次2功分得到四路100MHz输出信号，每路输出信号的输出功率均为6dBm，其中两路输出信号输出中频源的第一中频源电路和第二中频源电路；另外两路信号分别输出上变频器和下变频器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型所提供的射频基带一体化终端自动测试系统，所述中频源、第一单刀双掷开关SPDT1、上变频器、第二单刀双掷开关SPDT2、第四单刀双掷开关SPDT4、高频信号发射接口依次连接形成高频反向链路，用于高频信号的反向链路测试；所述中频源、第一单刀双掷开关SPDT1、程控衰减器、中频信号发射接口依次连接形成中频反向链路，用于中频信号的反向链路测试；所述高频信号接收接口、第五单刀双掷开关SPDT5、衰减器、下变频器、第三单刀双掷开关SPDT3、频谱仪依次连接形成高频前向链路，用于高频信号的前向链路测试；所述中频信号接收接口、第三单刀双掷开关SPDT3、频谱仪依次连接形成中频前向链路，用于中频信号的前向链路测试。通过第一单刀双掷开关SPDT1、第三单刀双掷开关SPDT3、第四单刀双掷开关SPDT4等单刀双掷开关实现前向链路和反向链路的自动切换，避免手动换线，极大的方便自动化测试进行。

（2）本实用新型所提供的射频基带一体化终端自动测试系统还设置有自检通道，使自动测试系统具有自检功能，进而判断射频基带一体化终端自动测试系统是否需要校准，无需另外的设备进行检测射频基带一体化终端自动测试系统的测试状态用以判断其是否需要校准。

（3）本实用新型所提供的射频基带一体化终端自动测试系统的中频源并联第一中频源电路和第二中频源电路合路输出，为射频基带一体化终端自动测试系统提供两路信号；并通过单刀双掷开关对中频源电路进行分段后滤波放大处理，以满足全波段滤波放大处理的全面覆盖，使输出的中频信号满足输出需要。

（4）本实用新型所提供的射频基带一体化终端自动测试系统的中频源的每一个中频源电路均采用串联的第二单刀双掷开关HMC2和第三单刀双掷开关HMC3形成两级开关，达到更好的隔离，防止泄露；并且在每一个第三单刀双掷开关HMC3的RF2端接入50欧姆的负载，以保证第一中频源电路和第二中频源电路的单独输出。

（5）本实用新型所提供的射频基带一体化终端自动测试系统的上变频器将1.9~4.3GHz的信号混频到13~25.1GHz的信号；下变频器能够将24.9~31GHz的信号经过处理后得到1.5GHz的信号，适用于射频基带一体化终端测试所需覆盖的频段。

附图说明

图1为射频基带一体化终端自动测试系统的结构示意图；

图2为本实用新型中中频源的结构示意图；

图3为本实用新型中中频源中小数N分频锁相环的电路图；

图4为本实用新型中中频源中第一低通滤波器的电路图；

图5为本实用新型中中频源中微波宽带频率合成器的电路图；

图6、7为本实用新型中中频源的第一中频源电路的电路图；

图8为本实用新型中第一中频源电路和第二中频源电路通过合路器合路的电路图；

图9为本实用新型中中频信号源电路的控制模块电路图；

图10为本实用新型中上变频器的结构示意图；

图11为本实用新型中上变频器的电路图；

图12为本实用新型中下变频器的结构示意图；

图13为本实用新型中下变频器的电路图；

图14为本实用新型中电源及控制单元的电源逻辑框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

在本实用新型中，所述噪声源采用NC346型通用噪声源，其频率范围为：0.01~26.5GHz。

所述上变频器的输入功率5dBm，输出功率-90~-45dBm，输出功率步进1dB，瞬时宽带36MHz，本振相噪：-70dBc\/Hz @100Hz offset ；-80dBc\/Hz @1kHz offset；-90dBc\/Hz @10kHz offset；-100dBc\/Hz @100kHz offset；8）双音互调失真（频率间隔1MHz）：<50dBc(输出-30dBm测试)。所述上变频器的变频损耗有10dB的余量，可通过上变频器中的数控衰减器调节。

所述下变频器的输入功率为-20~-10dBm；变频损耗<30dB；杂散抑制：(中心频率±1G范围)：>65dBc，本振相噪：-70dBc\/Hz @100Hz offset；-80dBc\/Hz @1kHz offset，-90dBc\/Hz @10kHz offset；-100dBc\/Hz @100kHz offset。瞬时带宽：36MHz。

系统输入电压为220V，主电源分为两分部，一部分通过开关电源模块AC-DC稳压到15V；另一部分通过AC-DC模块稳压到55V，通过网口供电输出。15V电源输出通过开关电源芯片TPS5430稳压到5.5V，TPS5430输出电流达3A，后级5.5V通过5路LDO芯片MIC5319-5稳压到5V，5V电源分别给上变频器、上变频器的两路衰减（第一衰减模块和第二衰减模块）、和系统衰减器（衰减器和程控衰减器）供电，其中一级通过AMS1117-3.3稳压到3.3V给单片机STM32供电。单独引出5路12V给SPDT开关（第一单刀双掷开关SPDT1、第二单刀双掷开关SPDT2、第三单刀双掷开关SPDT3、第四单刀双掷开关SPDT4和第五单刀双掷开关SPDT5）供电。单独引出四路15V电源给上变频器、下变频器、中频源和外接的PC供电。

如图1~14所示，所述射频基带一体化终端自动测试系统包括电源及控制单元、噪声源、中频源、上变频器、下变频器、程控衰减器、衰减器、频谱仪、第一单刀双掷开关SPDT1、第二单刀双掷开关SPDT2、第三单刀双掷开关SPDT3、第四单刀双掷开关SPDT4和第五单刀双掷开关SPDT5；所述中频源、第一单刀双掷开关SPDT1、上变频器、第二单刀双掷开关SPDT2、第五单刀双掷开关SPDT5、衰减器、下变频器、第三单刀双掷开关SPDT3、频谱仪依次连接；所述第一单刀双掷开关SPDT1的一个RF接口连接程控衰减器，所述程控衰减器连接中频信号发射接口；所述第二单刀双掷开关SPDT2的一个RF接口连接第四单刀双掷开关SPDT4；所述第四单刀双掷开关SPDT4的一个RF接口连接高频信号发射接口，另一个RF接口连接噪声源的输出端，所述噪声源的输入端与频谱仪连接；所述第五单刀双掷开关SPDT5的一个RF接口连接高频信号接收接口；所述第三单刀双掷开关SPDT3的一个RF接口连接中频信号接收接口；所述电源及控制单元分别与噪声源、中频源、上变频器、下变频器、程控衰减器、衰减器、频谱仪、第一单刀双掷开关SPDT1、第二单刀双掷开关SPDT2、第三单刀双掷开关SPDT3、第四单刀双掷开关SPDT4、第五单刀双掷开关SPDT5连接。

采用上述自动测试系统对射频基带一体化终端进行测试，其测试方法如下：

S1）前向链路测试

S11）增益、增益平坦度测试

S111）将自动测试系统的接口1#、接口2#、接口3#、接口4#分别与被测的射频基带一体化终端连接；接口5#和接口6#通过跳线连接；

S112）第一单刀双掷开关SPDT1选通上变频器、第三单刀双掷开关SPDT3选通接口4#；

S113）设置第一中频源电路的输出频率和输出功率为待测的频率和功率值；

S114）读取频谱仪的测试结果，并减去接口6#到接口1#和接口4#到频谱仪对应频率的校准值，计算得到前向链路增益；

S115）重复S113）、S114)，完成所有要求频点和输入功率下的增益测试；

S116）利用测得的增益结果，计算出增益平坦度。

S12）1dB压缩点测试

S121）将自动测试系统的接口1#、接口2#、接口3#、接口4#分别与被测的射频基带一体化终端连接；接口5#和接口6#通过跳线连接；

S122）第一单刀双掷开关SPDT1选通上变频器、第三单刀双掷开关SPDT3选通接口4#；

S123）设置第一中频源电路的输出频率和输出功率为待测的频率和功率值，其中，功率值的初始值设为-70dBm；

S124）读取频谱仪的测试结果，计算得到前向链路增益；前向链路增益=频谱仪读数+接口4#到频谱仪的校准值；接口4#到频谱仪的校准值为出厂设置。

S125）输入功率增加1dB，重复步骤S124），计算链路增益；

S126）利用测得的增益结果，计算出增益降低1dB时对应的输入功率值，即1dB压缩点；

其计算过程为：

a)设初始增益为G1，对应的输入功率为P1；

b)第二次增益为G2，对应输入功率为P2（P2=P1+1dBm）；

c)计算G1-G2，如果G1-G2>=1,1dB压缩点=P1；

d)否则，则增加输入功率为P3（P3=P2+1dBm），得到增益G3，计算G2-G3；

e)重复上述过程，直到满足相邻两次增益差Gn-1-Gn>=1；此时，Pn-1即为1dB压缩点。

S13）三阶交调测试

S131）将自动测试系统的接口1#、接口2#、接口3#、接口4#分别与被测的射频基带一体化终端连接；接口5#和接口6#通过跳线连接；

S132）第一单刀双掷开关SPDT1选通上变频器、第三单刀双掷开关SPDT3选通接口4#；

S133）设置第一中频源电路和第二中频源电路的输出频率值为19GHz和19.001GHz（频率间隔1MHz），功率值为-60dBm；

S134）读取频谱仪的测试结果，此时频谱仪上有四个频点，1.5G，1.501G，（此两频点为信号下变频器输出的中频值），以及1.499G和1.502G（此两频点为交调频点），分别计算1.5G和1.499G；1.501G和1.502G的功率差，取其中较差的值，即为三阶互调值。

S14）镜频抑制测试

S141）将自动测试系统的接口1#、接口2#、接口3#、接口4#分别与被测的射频基带一体化终端连接；接口5#和接口6#通过跳线连接；

S142）第一单刀双掷开关SPDT1选通上变频器、第三单刀双掷开关SPDT3选通接口4#；

S143）设置第二中频源电路的输出频率和输出功率为待测的频率和功率值；

S144）读取频谱仪上对应的中频频点功率；

S145）设置第二中频源电路的输出频率为镜频频率，功率值与S143）中的设置相同；

S146）读取频谱仪上对应的中频频点功率；

S147）计算S144）和S146）两步骤中频谱仪上两次读取的功率值，做差，得到镜频抑制值。

S15）噪声系统测试

S151）将自动测试系统的接口1#、接口2#、接口3#、接口4#分别与被测的射频基带一体化终端连接；接口5#和接口6#通过跳线连接；

S152）第一单刀双掷开关SPDT1选通上变频器、第三单刀双掷开关SPDT3选通接口4#；

S153）利用频谱仪自身的噪声系数测试选件，进行测试设置；

S154）运行频谱仪的噪声系数测试选件；

S155）读取频谱仪上的噪声系数测试结果。

S2）反向链路测试

S21）增益、增益平坦度测试

S211）将自动测试系统的接口1#、接口2#、接口3#、接口4#分别与被测的射频基带一体化终端连接；接口5#和接口6#通过跳线连接；

S212）第一单刀双掷开关SPDT1选通程控衰减器、第三单刀双掷开关SPDT3选通下变频器；

S213）设置第一中频源电路的输出频率和输出功率为待测的频率和功率值；

S214）读取频谱仪的测试结果，并减去接口6#到接口3#和接口3#到频谱仪对应频率的校准值，计算得到反向链路增益；

S215）重复S213）、S214)，完成所有要求频点和输入功率下的增益测试；

S216）利用测得的增益结果，计算出增益平坦度；

S22）1dB压缩点测试

S221）将自动测试系统的接口1#、接口2#、接口3#、接口4#分别与被测的射频基带一体化终端连接；接口5#和接口6#通过跳线连接；

S222）第一单刀双掷开关SPDT1选通程控衰减器、第三单刀双掷开关SPDT3选通下变频器；

S223）设置第一中频源电路的输出频率和输出功率为待测的频率和功率值；

S224）读取频谱仪的测试结果，并减去接口6#到接口3#和接口3#到频谱仪对应频率的校准值，计算得到反向链路增益；

S225）输入功率增加1dB，重复步骤S224），计算链路增益；

S226）利用测得的增益结果，计算出增益降低1dB时对应的输入功率值，即为1dB压缩点；

其计算过程为：

a)设初始增益为G1，对应的输入功率为P1；

b)第二次增益为G2，对应输入功率为P2（P2=P1+1dBm）；

c)计算G1-G2，如果G1-G2>=1,1dB压缩点=P1；

d)否则，则增加输入功率为P3（P3=P2+1dBm），得到增益G3，计算G2-G3；

e)重复上述过程，直到满足相邻两次增益差Gn-1-Gn>=1；此时，Pn-1即为1dB压缩点。

S13）三阶交调测试

S131）将自动测试系统的接口1#、接口2#、接口3#、接口4#分别与被测的射频基带一体化终端连接；接口5#和接口6#通过跳线连接；

S132）第一单刀双掷开关SPDT1选通程控衰减器、第三单刀双掷开关SPDT3选通下变频器；

S133）设置第一中频源电路和第二中频源电路的输出频率值为26GHz和26.001GHz（频率间隔1MHz），功率值为-20dBm；

S14）杂散抑制测试

S141）将自动测试系统的接口1#、接口2#、接口3#、接口4#分别与被测的射频基带一体化终端连接；接口5#和接口6#通过跳线连接；

S142）第一单刀双掷开关SPDT1选通程控衰减器、第三单刀双掷开关SPDT3选通下变频器；

S143）设置第一中频源电路的输出频率和输出功率为待测的频率和功率值；

S144）读取频谱仪上对应的中频频点功率；

S145）多次读取中频频率±1GHz范围内的最大功率；

S147）计算频谱仪上两次读取的功率值，做差，得到杂散抑制值。

S25）相位系统测试

S151）将自动测试系统的接口1#、接口2#、接口3#、接口4#分别与被测的射频基带一体化终端连接；接口5#和接口6#通过跳线连接；

S152）第一单刀双掷开关SPDT1选通程控衰减器、第三单刀双掷开关SPDT3选通下变频器；

S153）设置第一中频源电路的输出频率和输出功率为待测的频率和功率值；

S154）设置频谱仪：span=1MHz，RBW=10Hz，轨迹平均=10次；

S155）打开5个marker信号，marker1=peak，marker2~5设置为delta模式，频率设为10Hz，100Hz，10kHz，100kHz；

S156）读取marker2~5的delta功率值，并加上10dB归一化因子，即为对应频偏处的相位噪声。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

设计图

射频基带一体化终端自动测试系统论文和设计

射频基带一体化终端自动测试系统论文和设计-王晋杰

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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