RSM高性能射頻開關(guān)矩陣的應(yīng)用

1、概述

RSM高性能射頻開關(guān)矩陣是基于高穩(wěn)定性、高可靠性、高性能指標(biāo)的射頻開關(guān)研制而成，工作頻率高達(dá)9GHz，可以廣泛應(yīng)用于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、手機(jī)終端綜測(cè)儀的端口擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多端口器件的自動(dòng)化測(cè)試，提高測(cè)試效率;實(shí)現(xiàn)多個(gè)工位共用一臺(tái)儀器即“一機(jī)多用”，從而，提高測(cè)量?jī)x器使用效率、降低生產(chǎn)成本，有著積極的意義。

典型應(yīng)用：

· TD-LTE/TD智能天線(9 端口)測(cè)試

· 手機(jī)終端天線(6 端口)測(cè)試

· 基站多端口濾波器、雙工器、多工器的測(cè)試

· 室分系統(tǒng)多端口耦合器、功分器的測(cè)試

· “一機(jī)多用”應(yīng)用，如：手機(jī)射頻指標(biāo)測(cè)試、手機(jī)天線、WiFi天線、基站天線、通信電纜等領(lǐng)域。

1.1、縮略語

RSM 射頻開關(guān)矩陣Rf Switch Matrix

RSM12 2x12射頻開關(guān)矩陣Rf Switch Matrix 2x12

RSM10 2x10射頻開關(guān)矩陣Rf Switch Matrix 2x10

RSM8 2x8射頻開關(guān)矩陣Rf Switch Matrix 2z8

VNA 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀Vector Network Analyzer

DUT 被測(cè)件Device Under Test

2、RSM高性能射頻開關(guān)矩陣簡(jiǎn)介

上海創(chuàng)遠(yuǎn)儀器技術(shù)股份有限公司研制的RSM系列高性能射頻開關(guān)矩陣，包括2x8、2x10、2x12等多種規(guī)格，實(shí)現(xiàn)全交叉連接，端口駐波小于1.2，端口隔離度高達(dá)85dB。

主要技術(shù)指標(biāo)：

3、多端口器件自動(dòng)測(cè)試應(yīng)用方案

RSM與二端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀配合，組成多端口射頻微波器件S參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，如：TD-LTE/TD 9端口智能天線的測(cè)試，6端口手機(jī)終端天線的測(cè)試，多端口濾波器、雙工器、多工器、耦合器、功分器的測(cè)試。下面以LTE-TD/TD 9端口智能天線為例進(jìn)行說明。

3.1、TD-LTE/TD 九端口智能天線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

3.1.1、TD- LTE/TD 九端口智能天線簡(jiǎn)介

TD- LTE/TD天線采用的是多天線陣列、多波束的智能天線技術(shù)，典型的TD- LTE/TD智能天線有9個(gè)單元端口，一個(gè)校準(zhǔn)端口，位于中間，8個(gè)天線單元端口，校準(zhǔn)口的作用是用于校正智能天線陣在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境下的各接收(發(fā)射)通道到各列天線口面的相位差，8個(gè)天線單元端口分別連接到基站的收/發(fā)信機(jī)通道。

(一)、9端口單極化TD智能天線測(cè)試指標(biāo)：

1) 端口駐波

S11、S22、S33、S44 、S55 、S66 、S77 、S88 、S00。

2) 相鄰端口隔離度

S12、S23、S34、S45、S56、S67、S78。

3) 校準(zhǔn)口到各天線單元端口的幅相一致性

Mag|S10|、| Mag|S20| 、M ag|S30| 、M ag|S40|、Mag|S50|、M ag|S60|、M ag|S70| 、M ag|S80|;Pha|S10| 、Pha|S20|、Pha|S30|、Pha|S40|、Pha|S50|、Pha|S60|、Pha|S70 |、Pha|S80|。

(二)、9端口雙極化TD智能天線測(cè)試指標(biāo)：

1) 端口駐波

S11、S22、S33、S44 、S55 、S66 、S77 、S88 、S00。

2) 同極化天線單元端口隔離度

S12、S13、S14、S23、S24、S34;S56、S57、S58、S67、S68、S78。

3) 異極化天線單元端口隔離度

同列：S15、S26、S37、S48;S16、S17。

異列：S18、S25、S27、S28、S35、S36、S38、S45、S46、S47。

4) 校準(zhǔn)口到各天線單元端口的幅相一致性

Mag|S10|、| Mag|S20| 、M ag|S30| 、M ag|S40|、Mag|S50|、M ag|S60|、M ag|S70| 、M ag|S80|;Pha|S10| 、Pha|S20|、Pha|S30|、Pha|S40|、Pha|S50|、Pha|S60|、Pha|S70 |、Pha|S80|。。

通過以上分析可以看出，用兩端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量9端口的TD天線的S參數(shù)，需要28~49步才能完成，工作量相當(dāng)大，操作繁瑣耗時(shí)，容易出現(xiàn)誤操作，測(cè)試準(zhǔn)確性難以保證，如果選用九端口以上網(wǎng)絡(luò)分析儀，儀器昂貴，生產(chǎn)成本難將接受，RSM+兩端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的自動(dòng)測(cè)試解決方案，是解決多端口TD智能天線測(cè)試的最佳解決方案。

3.1.2、9端口TD智能天線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

由上圖所示，9端口TD天線測(cè)試時(shí)，只需要一次將智能天線的9個(gè)端口用射頻電纜連接到RSM的對(duì)應(yīng)端口上即可，由主控計(jì)算機(jī)控制VNA(矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀)和RSM(射頻開關(guān)矩陣)自動(dòng)完成天線S參數(shù)指標(biāo)的測(cè)試。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

1)、 一次連接，自動(dòng)完成天線S參數(shù)指標(biāo)的測(cè)試。

2)、 減輕測(cè)試勞動(dòng)強(qiáng)度，減少測(cè)試時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

3)、 RSM內(nèi)置匹配負(fù)載，空閑端口自動(dòng)連接到匹配負(fù)載，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性。

4)、 測(cè)試結(jié)果自動(dòng)保存，根據(jù)定制模版生產(chǎn)測(cè)試報(bào)表。

4、“一機(jī)多用”應(yīng)用方案

下面分別介紹單端口器件測(cè)試“一機(jī)多用”應(yīng)用方案和多端口器件測(cè)試“一機(jī)多用”應(yīng)用方案。

4.1、單端口器件測(cè)試“一機(jī)多用”應(yīng)用方案

對(duì)于路由器天線、手機(jī)天線、基站天線、射頻電纜等射頻器件，往往只測(cè)試駐波、回波損耗等反射參數(shù)，用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的單端口即可完成測(cè)試，如果一個(gè)工位配置一臺(tái)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，儀器的測(cè)量時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工人連接被測(cè)件的時(shí)間，這樣，工人在連接被測(cè)件時(shí)，儀器處在等待狀態(tài)，造成10幾萬昂貴儀器的浪費(fèi)，根據(jù)儀器測(cè)量時(shí)間和工人連接被測(cè)件的時(shí)間，幾個(gè)工位配置一臺(tái)儀器，大家分時(shí)享用儀器，提高儀器的使用效率，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

RSM12是12端口的射頻開關(guān)矩陣，配合1臺(tái)兩端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，可以最多滿足12個(gè)工位使用1臺(tái)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

由上圖所示，主控計(jì)算機(jī)控制RSM依次將各工位的測(cè)試端口切換到VNA的測(cè)試端口，同時(shí)主控計(jì)算機(jī)控制VNA完成對(duì)DUT(被測(cè)件)的測(cè)試。

4.2、多端口器件測(cè)試“一機(jī)多用”應(yīng)用方案

對(duì)于兩端口或多端口器件的測(cè)試，如：濾波器、雙工器、功分器、耦合器等，需要測(cè)試器件的反射特性S參數(shù)和傳輸特性S參數(shù)，采用RSM12+1臺(tái)兩端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，可以最多滿足6個(gè)工位使用1臺(tái)兩端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

由上圖所示，主控計(jì)算機(jī)控制RSM依次將各工位的兩個(gè)測(cè)試端口切換到VNA的測(cè)試端口，同時(shí)主控計(jì)算機(jī)控制VNA完成對(duì)DUT(被測(cè)件)S參數(shù)的測(cè)試。

5、小結(jié)

RSM射頻開關(guān)矩陣可以有效地解決矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、手機(jī)終端測(cè)試儀等測(cè)試儀器端口少，而被測(cè)器件端口逐漸增多的矛盾，可以有效地解決儀器等待人工而造成的儀器利用率低的問題，隨著RSM射頻開關(guān)矩陣推廣應(yīng)用，必將給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。