随着通信技术的飞速发展，广大用户需求的日益增加，让我们已经不知不觉的步入了4G时代。为了适应技术的快速革新和基站建设的需求，在硬件成本投入上提出了较高的要求。对于怎样降低基站通信设备成本已经成为衡量生产商的一个重要指标，所以解决通信设备成本问题已经变得越来越重要、越来越迫切了。用自动化测试代替传统的手工测试因在不增加人员和测试通信设备的情况下可以提高其测试效率进而提升生产产能，降低产品的生产制造成本。这里我们将设计带有射频开关网络的装置加入到自动测试平台系统中，可以进一步地减少测试时间，人员和测试通信设备的投入，从而降低产品的制造成本。
1测试装置系统构建
USB通信端口因其具有使用方便，支持热插拔，传输速率快，连接灵活等优点在测试通信设备上得到了广泛的应用，且目前几乎所有的计算机上也都配置有USB通信端口。所以我们选择通过计算机（PC）USB口建立通信协议，经控制系统（转换模块）得到数字信号，并将该信号发送到驱动及保护电路用以射频开关网络的控制，最终达到设计的功能要求。为了缩短开发周期，在设计上选择了直接购买成品控制转换模块（ElexolUSBIO24R）和电源模块（明伟NED-75B），构建测试装置系统框图，如图1。
射频开关网络是此测试装置的核心模块，也是自动测试系统的重要组成部分，担负着控制信号流向的任务，而射频开关又是组成射频开关网络的核心部件。所以射频开关的精度，重复性，稳定性及寿命是关乎整个测试装置好坏的关键。查询资料后最终选定Agilent射频开关，它在2百万次内能保证0.03dB插入损耗的重复性，具有较高的端口隔离度和高的可靠性，符合设计要求。
2射频开关网络设计
根据实际使用需求，装置的功能既要满足不同产品的基本参数测试又要满足基站天线产品的相位测试要求，而且所用射频开关数量最少，成本最低。最终决定用2个一分六的射频开关（AgilentL7106A带TTL电平控制功能），和4个一分二的射频开关（Agilent8762A带TTL电平控制功能）进行开关网络设计，如图2所示。LowFrequency(L+45，L-45，R+45，R-45)实现的是全矩阵（任意两端口之间可以实现互联测试），HighFrequency(L-45，R+45，L+45，R-45)实现的是半矩阵（除L-45-R+45和L+45-R-45之间不能进行互联测试外，其它任意两端口之间都可以进行互联测试），跳线A-B，B-C，C-D，D-2作为基本参数测试和相位测试的跳线。当需要测试产品的基本参数（例如：回波损耗，隔离度等参数时），连接跳线A-B，C-D，D-2而跳线B-C为空，端口1和端口2接网分仪的两个端口。当需要进行相位测试时，拆除跳线A-B，C-D，连接跳线B-C，端口D连接相位测试Sensor，且端口1，和端口2分别连接网分仪的两个端口。
3控制电路设计
根据组合开关设计的功能性要求，由驱动电路，监控电路及工作保护电路组成，如图3所示。输入的控制信号由译码器74HC138进行逻辑分配后，经达林顿管ULN2803对射频开关不同位置进行控制。再连接或门74HC32后经达林顿管ULN2803连接到LED灯，用以监测射频开关工作状态。当射频开关行程通路时，开关状态指示灯同时被点亮。同理对一分二的射频开关控制电路的设计。
对于系统状态的监控，通过与非门74HC00与电容构成震荡电路。当系统工作时，系统LED灯呈闪烁状态。接下来对+24V和+5V的电源状态监控，通过与非门74HC00进行逻辑判定后连接到达林顿管ULN2803后接LED。任一电源发生故障时，LED灯将熄灭。
最后使用稳压管对控制模块进行保护，使其工作电压始终工作在5.1V。
4实物制作及测试系统调试
按照设计要求完成测试装置的装配，如图4所示。用基于MicrosoftVisualStudio2008开发好的测试程序对其进行逻辑和通断调试，最终符合设计的功能性要求。再将其安装到标准的机柜当中进行测试系统验证。经过测试，此测试装置的参数如下：（1）频率范围：DC~3GHz；（2）最大功率：<1watt；（3）各端口的驻波比VSWR：<1.15，（<3GHz）；（4）指定端口间的隔离度Isolation：>150dB（<3GHz）；（5）插入损耗InsertionLoss：<1.2dB（<3GHz）；（6）单个开关切换时间：<15ms，系统总切换时间：<50ms。
5结语
此装置集成了全矩阵和半矩阵，以及额外的端口配置可以实现多种测试功能，简化多端口测试步骤，大幅度提高生产效率、精度和一致性。较目前市面上的成品全矩阵或半矩阵在实际使用上更加有针对性。读者或有兴趣的用户也可以根据本文介绍的设计方法进行灵活配置以适用于不同的产品测试需求，降低生产成本，提高企业的竞争力。
作者:吴晓庆 刘波 单位:艾迪康科技有限公司
