本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種射頻環境自動校準裝置。

背景技術：

隨著無線通訊技術的發展，通信設備的功能愈加復雜，對于無線通信系統的射頻測試也提出了更高的要求，尤其對于4G、5G通信系統，射頻指標數量多，指標要求高，測試過程中需要搭建多個測試環境。而且天線數目從二天線到四天線、八天線，甚至增加到了64天線以上，在測試過程中每次在無線信道環境下的具體性能表現要求更高。目前衡量無線設備在信道環境下的測試系統，基本采用基帶信道模擬的方式，重點表征終端在系統中運行以及小區間切換等性能。此基帶信道模擬測試系統，具體采用數字算法在基帶增加信道模型，通過混頻模擬信道環境。

現有基帶信道模擬測試系統，由于需要增加復雜的信道模擬算法，對基帶軟硬件的要求很高，帶來的成本非常昂貴，并且由于端口數受限于基帶算法，無法提供足夠的端口來準確表征通信設備自身端口間的差異對于系統的影響等帶來的測試局限性。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種射頻環境自動校準裝置，用于實現無線通訊射頻測試環境的自動化校準，特別適合用于無線通信射頻自動化測試環境的校準，降低校準過程的工作量，減少校準過程對線纜和環境的破壞；同時本發明架構簡單，可靈活根據測試環境的要求來定制輸入輸出端口數，測量準確、可靠性強。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種射頻環境自動校準裝置，包括箱體；所述箱體內部設有電源模塊、主控模塊、單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊；所述箱體外側壁設置顯示模塊、外部接口模塊、儀表接口以及射頻環境接口；射頻環境接口通過射頻線與所述單刀多擲同軸機械射頻開關模塊相連；所述單刀多擲同軸機械射頻開關模塊通過射頻線與所述雙刀雙擲機械射頻開關模塊連接；所述單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊分別與主控模塊連接；儀表接口通過射頻線與所述雙刀雙擲機械射頻開關模塊相連。

上述技術方案中，所述電源模塊主要進行電壓變換，與主控模塊、顯示模塊相連，提供相應的工作電壓，連接方式為現有技術。

上述技術方案中，所述顯示模塊為校準裝置顯示信息與接受信息的器件，一般為人機界面；優選的，所述人機界面包括液晶顯示屏和鍵盤。顯示模塊通過常規電路與主控模塊相連，可設置端口的開關信息、校準裝置的系統信息如IP、時間等以及顯示當前端口間的差損等信息。

上述技術方案中，所述單刀多擲同軸機械射頻開關模塊包括兩個單刀多擲同軸機械射頻開關，每個開關均帶有通訊接口，通過通訊接口與主控模塊電性相連，可接收控制信息進行開關通道的設置；兩個開關間使用射頻線相連。

上述技術方案中，所述雙刀雙擲機械射頻開關模塊包括一個雙刀雙擲機械射頻開關，開關帶有通訊接口，通過通訊接口與主控模塊電性相連，可接收控制信息進行開關通道的設置，以實現儀表端口的內部較好。

優選的，所述箱體外側壁設有散熱涂層；所述散熱涂層的制備方法為，將聚苯乙烯微球分散至去離子水中，然后加入丙炔醇；攪拌20分鐘，加入碳酸氫鈉調節pH值至8.5；然后加入四乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷，攪拌60分鐘，然后加入三氟化硼二甲醇絡合物；95℃攪拌70分鐘；然后過濾，濾餅用乙醇洗滌后再用去離子水洗滌得到固體物；固體物配加硝酸釔、氮化硼壓球，然后經過1050℃熱處理20分鐘后得到粉體；將粉體分散于乙醇中，再加入聚乙二醇水溶液，120℃攪拌3小時后，過濾干燥得到復合填料；將丙烯酸、N-羥甲基丙烯酰胺、乙酸烯丁基酯、次甲基丁二酸、乙烯基膦酸二甲酯、水混合均勻，85℃反應3小時；然后加入雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、異構十三醇聚氧乙烯醚、N,N'-羰基二咪唑、1,4-丁二醇，攪拌25分鐘后滴加過硫酸銨水溶液，反應2小時；加入復合填料以及乙醇/水混合液，95℃攪拌2小時；制備得到涂料；將涂料涂覆于箱體外側壁，紅外干燥即得到散熱涂層。

上述技術方案中，所述外部接口模塊包括以太網口、RS232接口，一般位于箱體后側面，可以通過螺釘固定在箱體的后面板部分，通過常規電子線路與主控模塊相連。優選的，裝置設有包括通風口及電動風扇的散熱模塊，以便內部器件散熱通風；電源模塊給電動風扇供電，電動風扇一般安裝在箱體側壁。

本發明中，主控模塊具有邏輯控制功能，主要包括一組MCU處理芯片和存儲電路，與所述外部接口模塊、顯示模塊相連；所述的主控模塊通過電纜與所述的單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊相連，根據外部接口模塊、顯示模塊提供的開關信息，控制單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊的動作。本領域技術人員根據需要可以市購主控模塊，或者在現有主控模塊基礎上進行簡單設計。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:

1．本發明首次公開了一種射頻環境自動校準裝置，為射頻環境自動校準系統，系統架構設計合理，功能電路實現較好，系統性能優良、穩定；特別適合用于射頻測試環境線損的自動校準。

2．本發明公開的射頻環境自動化校準裝置通過單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊實現測試環境輸入口、輸出口與測試儀表的連接，裝置具有可承受功率大、平坦度高、插損小的優點，適用范圍廣。

3. 本發明公開的射頻環境自動校準裝置能夠對連接儀表的兩個端口進行內部切換，實現被測試環境線損的雙向校準；校準使用的儀表不僅可以是矢量網絡分析儀，也可以使用頻譜儀加信號源，通過對雙刀雙擲機械射頻開關模塊的控制，在裝置內部實現對兩臺儀表的切換。

4. 本發明公開的射頻環境自動校準裝置能夠對自身差損進行測量，實現校準過程的全自動化；單刀多擲同軸機械射頻開關模塊內兩個單刀多擲開關間互聯的射頻線，實現了裝置自身的環回，通過測量環回路徑的線損即可得到整機所有通道的線損；裝置在安裝時需要保證不同通道間差損誤差+/-0.1dB。

附圖說明

圖1為實施例一種射頻環境自動化校準裝置的結構示意圖；

圖2為實施例一種射頻環境自動化校準裝置的后視結構示意圖；

其中：箱體1、電源模塊2、主控模塊3、雙刀雙擲機械射頻開關模塊4、液晶顯示屏5、鍵盤6、單刀五擲開關7、單刀九擲開關8、以太網口9、RS232接口10、儀表接口11、射頻環境接口12、通風口13、電動風扇14、外部電源接口15。

具體實施方式

下面結合附圖以及實施例對本發明作進一步描述：

實施例一

參見附圖1-2，一種用于射頻測試自動化校準裝置，包括箱體1；箱體內部設有電源模塊2、主控模塊3、單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊4、散熱模塊；箱體外側壁設置顯示模塊、外部接口模塊；顯示模塊固定在箱體的前面板部分，并通過電子線路與主控模塊相連，為人機界面，包括液晶顯示屏5和鍵盤6；雙刀雙擲機械射頻開關模塊為一個雙刀雙擲開關，通過射頻線分別與單刀多擲同軸機械射頻開關模塊、儀表接口相連，與主控模塊電性連接，并通過螺釘固定在箱體內部；單刀多擲同軸機械射頻開關模塊為一個單刀五擲開關7和一個單刀九擲開關8，通過射頻線分別與雙刀雙擲機械射頻開關模塊、射頻環境接口相連，單刀五擲開關和一個單刀九擲開關之間使用射頻線相連，與主控模塊電性連接，并通過螺釘固定在箱體內部；外部接口模塊包括以太網口9、RS232接口10，通過螺釘固定在箱體的后面板部分，通過電子線路與主控模塊相連；箱體外側壁設置儀表接口11以及射頻環境接口12（其中射頻環境輸入口八個，輸出口四個，都采用同樣的標示，僅標注一處），其余元件與之相配常規連接；散熱模塊包括通風口13及電動風扇14，電源模塊給電動風扇供電，電動風扇安裝在箱體側壁，以便內部器件散熱通風；主控模塊為主要包括MCU處理器和存儲器件的電路板，通過螺釘固定在箱體內部，根據外部接口模塊、顯示模塊提供的開關控制信息，控制單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊的開關動作；電源模塊為常規電壓變換電路，具有外部電源接口15，通過螺釘固定在箱體內部，通過電子線路與主控模塊、顯示模塊相連，提供相應的工作電壓。

儀表接口以及射頻環境接口通過射頻線分別與雙刀雙擲機械射頻開關模塊和單刀多擲同軸機械射頻開關模塊相連，其中連接測試儀表的儀表接口連接雙刀雙擲機械射頻開關模塊的1和4射頻口，單刀多擲同軸機械射頻開關模塊通過射頻線與雙刀雙擲機械射頻開關模塊的2和3射頻口連接，單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊分別與主控模塊連接，顯示模塊、外部接口模塊分別通過電路與主控模塊相連，各模塊之間的電性連接以及數據線連接為本領域常規連接，為了附圖清楚簡潔，一些常規連接以及常規安裝方式未顯示在圖中；同時為了清楚表示箱體內部結構，附圖1中箱體前蓋取下，為下圖，實際應用時，為整體結構。

本發明連接頻譜儀和信號源進行環境校準，頻譜儀和信號源分別連接裝置的兩個儀表端口，用戶環境的輸出接口連接單刀五擲開關，用戶環境的輸入接口連接單刀九擲開關，用戶通過本地觸摸屏或者自動程序控制單刀五擲開關和單刀九擲開關遍歷每一種組合方式，測量完畢后裝置自動控制雙刀雙擲開關切換，實現用戶環境反向校準；連接矢量網絡分析儀進行環境校準，矢量網絡分析儀的兩個端口分別連接裝置的兩個儀表端口，用戶環境的輸出接口連接單刀五擲開關，用戶環境的輸入接口連接單刀九擲開關，用戶通過本地觸摸屏或者自動程序控制單刀五擲開關和單刀九擲開關遍歷每一種組合方式，用戶通過控制矢量網絡分析儀完成S21和S12測量，實現用戶環境的正反向校準。

實施例二

一種射頻測試的自動化校準裝置，包括箱體，內部設有電源模塊、主控模塊、二個單刀九擲開關和一個雙刀雙擲開關、散熱模塊；箱體外側壁設置顯示模塊、外部接口模塊（太網口、RS232接口）、儀表接口以及射頻環境接口；顯示模塊固定在箱體的前面板部分，并通過電子線路與主控模塊相連，為人機界面，包括液晶顯示屏和鍵盤；單刀九擲開關和雙刀雙擲開關輸入輸出通過通訊接口射頻SMA接頭，通過射頻線分別相連，與主控模塊電性連接，并通過螺釘固定在箱體內部；射頻環境接口中，射頻環境輸入口八個，輸出口四個，其余元件與之相配常規連接；散熱模塊包括通風口及電動風扇；主控模塊為主要包括MCU處理器和存儲器件的電路板，通過螺釘固定在箱體內部，根據外部接口模塊、顯示模塊提供的開關控制信息，控制單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊的開關動作；電源模塊為常規電壓變換電路，具有外部電源接口，通過螺釘固定在箱體內部，通過電子線路與主控模塊、顯示模塊相連，提供相應的工作電壓。

儀表接口以及射頻環境接口通過射頻線分別與雙刀雙擲機械射頻開關模塊和單刀多擲同軸機械射頻開關模塊相連，其中連接測試儀表的儀表接口連接雙刀雙擲機械射頻開關模塊的1和4射頻口，單刀多擲同軸機械射頻開關模塊通過射頻線與雙刀雙擲機械射頻開關模塊的2和3射頻口連接，單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊分別與主控模塊連接，顯示模塊、外部接口模塊分別通過電路與主控模塊相連，各模塊之間的電性連接以及數據線連接為本領域常規連接。

具體應用時，連接頻譜儀和信號源進行環境校準，頻譜儀和信號源分別連接裝置的兩個儀表端口，用戶環境的輸出接口連接其中一個單刀九擲開關，用戶環境的輸入接口連接另一個單刀九擲開關，用戶通過本地觸摸屏或者自動程序控制單刀九擲開關遍歷每一種組合方式，測量完畢后裝置自動控制雙刀雙擲開關切換，實現用戶環境反向校準；連接矢量網絡分析儀進行環境校準，矢量網絡分析儀的兩個端口分別連接裝置的兩個儀表端口，用戶環境的輸出接口連接其中一個單刀九擲開關，用戶環境的輸入接口連接另一個單刀九擲開關，用戶通過本地觸摸屏或者自動程序控制單刀九擲開關遍歷每一種組合方式，用戶通過控制矢量網絡分析儀完成S21和S12測量，實現用戶環境的正反向校準。

實施例三

采用實施例一的用于射頻測試自動化校準裝置，區別在于，箱體外側壁設有散熱涂層；將100g聚苯乙烯微球分散至去離子水中，然后加入20g丙炔醇；攪拌20分鐘，加入碳酸氫鈉調節pH值至8.5；然后加入500g四乙氧基硅烷、200g3-氨丙基三乙氧基硅烷，攪拌60分鐘，然后加入600g三氟化硼二甲醇絡合物；95℃攪拌70分鐘；然后過濾，濾餅用乙醇洗滌后再用去離子水洗滌得到固體物；500g固體物配加50g硝酸釔、300g氮化硼壓球，然后經過1050℃熱處理20分鐘后得到粉體；將500g粉體分散于乙醇中，再加入1500g聚乙二醇水溶液（12wt%），120℃攪拌3小時后，過濾干燥得到復合填料；將100g丙烯酸、60gN-羥甲基丙烯酰胺、80g乙酸烯丁基酯、20g次甲基丁二酸、60g乙烯基膦酸二甲酯、2000g水混合均勻，85℃反應3小時；然后加入50g雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、30g異構十三醇聚氧乙烯醚、40gN,N'-羰基二咪唑、90g1,4-丁二醇，攪拌25分鐘后滴加100g過硫酸銨水溶液（0.1wt%），反應2小時；加入260g復合填料以及500g乙醇/水混合液（1∶1），95℃攪拌2小時；制備得到涂料；將涂料涂覆于箱體外側壁，90℃紅外干燥即得到散熱涂層。

本發明通過聚合、燒結的工藝制備得到無機粉末，粒徑大約50納米，分布窄，同時具有多孔結構，尤其是，通過處理孔壁附有親水大分子有機物，有利于有機物與無機物的界面反應，增加有機無機體系的穩定性。在涂料研究和生產過程中，通常使用無機添加劑，這不僅能降低產品的成本，而且還能改善涂料的某些性能；然而，由于無機填料與有機聚合物在化學結構和物理形態上存在著顯著的差異，兩者缺乏親和性，往往會使涂料制品性能受到影響。本發明通過加入特別處理的改性復合填料，使無機粒子表面由親水性變成親油性，從而能夠提高涂層的綜合性能，粘接力達到1級，熱變形溫度達到143度，散熱能力強，導熱系數達到1.6W/mK。

本發明實現了多路輸入端口多路輸出端口的射頻環境自動校準裝置，本領域技術人員可根據射頻測試環境的需求，編寫控制程序，通過以太網口、RS232接口進行通信，通過控制單刀多擲同軸機械射頻開關模塊和雙刀雙擲機械射頻開關模塊的開關動作，具有操作簡單，維護便捷，可擴展性和通用性高等特點，尤其成本價格低，適合產業化。