專利名稱：基站系統測試用的收發通路自動切換裝置的制作方法
技術領域：
基站系統測試用的收發通路自動切換裝置
本實用新型是一個用于移動通信基站系統測試的收發通路自動切 換裝置。 [背景技術]
通常基站系統是一個多輸入多輸出的系統，有許多收發通路。如3G 標準之一的TD-SCDMA基站中，由于使用了智能天線，通常有多達 24組收發雙工通路。目前在工廠對組裝完的基站的所有收發通路進行 測量是采用手動切換的方式，將各個通路的信號逐次連接到測量系統 上去，雖然簡單易行，但它必然引發以下的多個問題
需要操作者自始至終在測試臺左右進行監控并進行必要的切換操 作，從而降低了測試效率，增加了勞動成本；
基站系統測試需要模擬許多現場實際工作時的環境，因此每條收發 通路上都要附加一些測量器件，測量環境的轉移和校驗要花費許多時 間；
由于基站收發通路的測量多為射頻性能測試，如果進行手工切換時 操作不當的話，會造成收發通路開路，這會對操作者的健康產生損害， 測量的安全性難以保證；
手動切換極易造成收發通路的開路或串路，大大增加了收發通路因 發射信號反射而損壞模塊放大器電路的幾率，因此，基站系統內部模 塊無法得到有效的保護；
有時為了保證手動切換條件下測量的安全性，需要在進行完一路收 發通路的測量后，關閉整個基站系統，待完成手動通路切換后，再重 新開啟整個基站系統，如此就會造成每個收發通路測量的環境并不一致，不利于發現系統潛在的缺陷，測量的可信度低。 [發明內容]
本實用新型的目的就是設計一種收發通路自動切換裝置，可以在 移動通信基站系統測試中替代手工切換實現自動切換，從而克服上述 各項缺陷。
本實用新型采用下列技術方案 一種基站系統測試用的收發通路 自動切換裝置，具有一個收發信號路由切換箱，其特征在于收發信 號路由切換箱由設有GPIB總線接口的天線陣列切換單元和設有GPIB 總線接口的功能測試切換單元組成，天線陣列切換單元設有三個用于 連接基站三個扇區的收發通道射頻電纜接口 ，功能測試切換單元設有 若干個用于連接測試儀器的射頻電纜接口，天線陣列切換單元和功能 測試切換單元之間有八個收發通道連接。
進一步，所述的天線陣列切換單元由一個含有八個單刀四擲射頻 開關的射頻開關陣列、 一個第一數據采集及切換單元和一個第一電源 構成；射頻開關陣列有三組常開端、 一組公共端、三組控制端和一組 接地端，其中三組常開端對應連接所述的連接基站三個扇區的三個 收發通道射頻電纜接口， 一組公共端連接所述的與功能測試切換單元 連接的八個收發通道，三組控制端通過三根控制線連接第一數據采集 及切換單元的三個控制信號接口 ， 一組接地端連接第一電源的接地線； 第一電源的電源輸出線接至第一數據采集及切換單元的輸入端，三根 控制線和電源線與接地線之間均分別串接一個匹配負載和一個LED顯 示；所述天線陣列切換單元的GPIB總線接口設于第一數據采集及切換 單元；220V市電接入第一數據采集及切換單元和第一電源。
進一步，所述的功能測試切換單元由一個單刀八擲的射頻開關、 一個單刀雙擲的射頻開關、 一個第二數據采集及切換單元、 一個第二 電源和一個第三電源組成；單刀八擲的射頻開關的常開端連接所述的與天線陣列切換單元連接的八個收發通道，其公共端連接單刀雙擲的 射頻開關的公共端；單刀雙擲的射頻開關的一個常開端連接外設的發 射單元測試裝置，另一個常開端連接外設的接收單元測試裝置；第二 數據采集及切換單元的九個信號接口，八個與單刀八擲的射頻開關連 接， 一個與單刀雙擲的射頻開關連接；所述功能測試切換單元的GPIB 總線接口設于第二數據采集及切換單元；第二電源的電源輸出線接至 第二數據采集及切換單元的一個輸入端，其接地線連接單刀八擲的射 頻開關和單刀雙擲的射頻開關；第三電源的電源輸出線接至第二數據 采集及切換單元的另一個輸入端，其接地線連接外設的發射單元測試 裝置和接收單元測試裝置；220V市電接入第二數據采集及切換單元、 第二電源和第三電源。
本實用新型的工作原理是天線陣列切換單元把三扇區二十四路 收發通道轉換成一扇區八路收發通道，經功能測試切換單元的單刀八 擲射頻開關從八路收發通道中選出一路收發通道，由單刀雙擲開關將 選出的一路收發雙工射頻通道轉換成收發分離的射頻通道，最后根據 發射機和接收機的測量需求外接用于模擬實際工作環境的測量器件， 如濾波器、衰減器、耦合器、功分器等，進行基站射頻性能的測試。 技術效果體現在基站系統所有收發通路的信號通過收發信號路由切 換箱與測量儀器連接，由計算機通過GPIB總線連接切換箱，實現自動 收發通路切換，克服了手動切換所帶來的各種問題，大大提高了測量 效率、安全性和可靠性。 [
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圖1是收發信號路由切換箱與待測基站和測量儀器的連接方框圖。 圖2是天線陣列切換單元的電原理圖。 圖3是功能測試切換單元的結構方框圖。 [具體實施方式
]下面結合本實用新型的實施例和附圖作詳細說明。
如圖1所示，本實用新型是一種基站系統測試用的收發通路自動
切換裝置，其物理形態是一個收發信號路由切換箱IO，內部由天線陣 列切換單元30電路(英文縮寫ASU)和功能測試切換單元20電路(英 文縮寫FTSU)組成。天線陣列切換單元30由三根射頻電纜連接被測 基站三個扇區的收發通道射頻電纜，每根射頻電纜有八個收發通道。 功能測試切換單元20由若干根射頻電纜連接用于測試的儀器，如頻譜 分析儀、各種信號源等。測試計算機80的GPIB總線接至天線陣列切 換單元30、功能測試切換單元20和測試儀器。模擬實際工作環境的基 站控制器仿真單元90 —側連接被測基站100，另一側連接測試計算機 80,測試計算機80內置程序自動控制全部測試過程。天線陣列切換單 元30和功能測試切換單元20之間有八個收發通道連接，天線陣列切 換單元30把基站100三扇區二十四路收發通道轉換成一扇區八路收發 通道與功能測試切換單元20連接，功能測試切換單元20從八路收發 通道中選出一路收發通道并將其轉換成收發分離的射頻通道，按測試 要求發給/接收測量儀器信號。基站IOO系統所有收發通路的信號通過 收發信號路由切換箱10與測量儀器連接，由計算機80通過GPIB總線 控制天線陣列切換單元30和功能測試切換單元20的信號路由切換， 實現了自動收發通路切換，完成基站的射頻性能測試。
如圖2所示，所述的天線陣列切換單元30由一個含有八個單刀四擲 射頻開關U1、 U2、 U3、 U4、 U5、 U6、 U7、 U8的射頻開關陣列、 一個 第一數據采集及切換單元U9 (Data Acquisition Switch Unit,采用 Agilent34970器件)和一個第一電源U10構成。射頻開關陣列有三組常 開端(射頻開關U1-U8的1端為一組、2端為一組、3端為一組)， 一組 公共端(射頻開關U1-U8的c端)，三組控制端(圖中未作標記)和一 組接地端(圖中未作標記)，其中三組常開端對應連接所述的連接基站三個扇區的三個收發通道射頻電纜接口S1、 S2、 S3， 一組公共端 連接所述的與功能測試切換單元20連接的八個收發通道，三組控制端 通過三根控制線連接第一數據采集及切換單元U9的三個控制信號接口 CHIOI、 CH102、 CH103， 一組接地端連接第一電源的接地線GND;第 一電源U10的電源線+12VDC接至第一數據采集及切換單元U9的輸入 端，三根控制線CHIOI、 CH102、 CH103和電源線+12VDC與接地線GND 之間各串接一個匹配負載R1、 R2、 R3、 R4和一個LED顯示D1、 D2、 D3、 D4。所述天線陣列切換單元30的GPIB總線接口設于第一數據采集 及切換單元U9; 220V市電接入第一數據采集及切換單元U9和第一電源mo。
第一數據采集及切換單元U9通過GPIB總線受控于測試計算機80 自動測試程序，由Agilent34970提供給射頻開關陣列控制信號，完成 24選8的功能。LED顯示D1、 D2、 D3、 D4可以置于天線陣列切換單 元的前面板上，可以直觀的顯示出當前所選的扇區以及控制驅動信號 所需的+12VDC電源是否正常，如有異常可以及時進行手動干預。
當需要對扇區Sl天線陣列進行測量時，只要通過測試軟件將該單 元中U9 (Agilent 34970)所對應的通道101(CH101)閉合。+12VDC通 過通道101(CH101)的繼電器的常開端連通到公共端，這時射頻陣列開 關Ul-U8的1端與公共端c建立了射頻通道。扇區Sl的八路天線的 射頻信號可以通過Ul- U8的公共端c與功能測試切換單元連通。同樣， 閉合U9 (Agilent 34970)所對應的通道102(CH102),扇區S2的八路 天線的射頻信號可以通過Ul- U8的2端和公共端c與功能測試切換單 元(FTSU)連通。當U9 (Agilent 34970)所對應的通道103(CH103) 閉合時，扇區S3的八路天線的射頻信號可以通過Ul- U8的3端和公 共端與功能測試切換單元連通。
如圖3所示，所述的功能測試切換單元20(FTSU，采用Agilent34970器件)由一個單刀八擲的射頻開關Ull、 一個單刀雙擲的射頻開關U12、 一個第二數據采集及切換單元UD、 一個第二電源U14和一個第三電源 U15組成；單刀八擲的射頻開關U11的常開端(1至8端)連接所述的與天 線陣列切換單元30連接的八個收發通道，其公共端(c端)連接單刀雙 擲的射頻開關U12的公共端(c端)；單刀雙擲的射頻開關U12的一個 常開端(設定為l端)連接外設的發射單元測試裝置40，另一個常開端 (設定為2端)連接外設的接收單元測試裝置50;第二數據采集及切換
單元ui3的九個信號接口cmoi-i09，其中八個cmoi-io8與單刀八擲
的射頻開關連接， 一個CH109與單刀雙擲的射頻開關U12連接；所述功 能測試切換單元20的GPIB總線接口設于第二數據采集及切換單元 U13;第二電源U14的電源輸出線+12VDC接至第二數據采集及切換單 元U13的一個輸入端，其接地線GND連接單刀八擲的射頻開關U11和單 刀雙擲的射頻開關U12;第三電源U15的電源輸出線+15VDC接至第二 數據采集及切換單元U13的另一個輸入端，其接地線GND連接外設的 發射單元測試裝置40和接收單元測試裝置50; 220V市電接入第二數據 采集及切換單元U13、第二電源U14和第三電源U15。
功能測試切換單元20的主要功能是為基站收發信機的射頻性能測 試提供專用的通道。經過天線陣列切換單元30,三扇區24路收發通道 被轉換成一扇區8路收發通道，再由一個單刀八擲的射頻開關Ull完 成八選一功能。通過8選1開關后的射頻信號由一個單刀雙擲開關U12 將收發雙工的射頻通道轉換成收發分離的射頻通道。根據發射機和接 收機的測量需求，由單刀多擲射頻開關Ull和U12以及射頻放大器、 各種濾波器、衰減器、合路器、定向耦合器、隔離器等組成專用通道， 完成各種射頻參量的測試。
這里U13 (Agilent 34970)是射頻開關，也是放大器的控制器。 通過GPIB總線，自動測試程序控制射頻開關的切換和各個放大器的供電。第二電源U14+12V直流電源提供了所有的射頻開關的伺服電壓。 第三電源U15 + 15V直流電源提供了放大器的偏置電源。
當測試軟件將該單元中U13 (Agilent 34970)所對應的通道CH101 閉合時，那么天線ANT1的射頻信號通過U11和U12連到發射功能測試單 元40，進行發射方向的功能測試。當通道chl02閉合時，天線AiYH的射 頻信號通過U11和U12也可以連到發射功能測試單元40，進行發射方向 的功能測試，依次類推進行八個通道的發射方向的功能測試。同理， 當測試軟件將CH101-108中任意一個通道和chl09通道同時閉合后，天 線ANT1的射頻信號通過U11和U12連到發射功能測試單元50，可以進行 八個通道的接收方向的功能測試。第二電源U14U14是一個交流220VAC 輸入、直流+12VDC輸出的電源，用于提供射頻開關切換的伺服電源。 第三電源U15則是個交流220VAC輸入、直流+15VDC輸出的電源，用于進 行發射和接收共測試時所用放大器的偏置電源。
權利要求1.一種基站系統測試用的收發通路自動切換裝置，具有一個收發信號路由切換箱，其特征在于收發信號路由切換箱由設有GPIB總線接口的天線陣列切換單元和設有GPIB總線接口的功能測試切換單元組成，天線陣列切換單元設有三個用于連接基站三個扇區的收發通道射頻電纜接口，功能測試切換單元設有若干個用于連接測試裝置的射頻電纜接口，天線陣列切換單元和功能測試切換單元之間有八個收發通道連接。
2. 根據權利要求1所述基站系統測試用的收發通路自動切換裝置，其特征在于所述的天線陣列切換單元由一個含有八個單刀四擲射頻開關的射頻開 關陣列、 一個第一數據采集及切換單元和一個第一電源構成；射頻開 關陣列有三組常開端、 一組公共端、三組控制端和一組接地端，其中 三組常開端對應連接所述的連接基站三個扇區的三個收發通道射頻電 纜接口 ， 一組公共端連接所述的與功能測試切換單元連接的八個收發 通道，三組控制端通過三根控制線i^接第一數據采集及切換單元的三 個控制信號接口， 一組接地端連接第一電源的接地線第一電源的電 源輸出線接至第一數據采集及切換單元的輸入端，三根控制線和電源 線與接地線之間均分別串接一個匹配負載和一個LED顯示；所述天線 陣列切換單元的GPIB總線接口設于第一數據采集及切換單元；220V市 電接入第一數據采集及切換單元和第一 電源。
3. 根據權利要求l所述基站系統測試用的收發通路自動切換裝置，其特征在于所述的功能測試切換單元由一個單刀八擲的射頻開關、 一個單刀雙擲的射頻開關、 一個第二數據采集及切換單元、 一個第二電源和一個第三電源組成；單刀八擲的射頻開關的常開端連接所述的與天線陣列切換單元連接的八個收發通道，其公共端連接單刀雙擲的射頻 開關的公共端；單刀雙擲的射頻開關的一個常開端連接外設的發射單 元測試裝置，另一個常開端連接外設的接收單元測試裝置；第二數據 采集及切換單元的九個信號接口，八個與單刀八擲的射頻開關連接， 一個與單刀雙擲的射頻開關連接；所述功能測試切換單元的GPIB總線接口設于第二數據采集及切換單元；第二電源的電源輸出線接至第二 數據采集及切換單元的一個輸入端，其接地線連接單刀八擲的射頻開 關和單刀雙擲的射頻開關；第三電源的電源輸出線接至第二數據采集 及切換單元的另一個輸入端，其接地線連接外設的發射單元測試裝置 和接收單元測試裝置；220V市電接入第二數據采集及切換單元、第二 電源和第三電源。
專利摘要一種基站系統測試用的收發通路自動切換裝置，具有一個收發信號路由切換箱，其特征在于收發信號路由切換箱由設有GPIB總線接口的天線陣列切換單元和設有GPIB總線接口的功能測試切換單元組成，天線陣列切換單元設有三個用于連接基站三個扇區的收發通道射頻電纜接口，功能測試切換單元設有若干個用于連接測試儀器的射頻電纜接口，天線陣列切換單元和功能測試切換單元之間有八個收發通道連接。基站系統所有收發通路的信號通過收發信號路由切換箱與測量儀器連接，由計算機通過GPIB總線連接切換箱，實現自動收發通路切換，克服了手動切換所帶來的各種問題，大大提高了測量效率、安全性和可靠性。
文檔編號H04M3/22GK201131038SQ20072019908
公開日2008年10月8日 申請日期2007年12月11日 優先權日2007年12月11日
發明者丁長征, 樊敏蘭 申請人:上海西門子移動通信有限公司