测试装置及测试系统的制作方法

1.本发明实施例涉及测试技术领域，尤其涉及一种测试装置及测试系统。


背景技术：

2.目前，一般采用空间辐射类(over-the-air，ota)测试技术来测试有源天线单元(active antenna unit，aau)设备的收发性能。ota测试分为上行测试与下行测试，上行测试考察aau设备的接收机性能，下行测试考察aau的发射机性能。相关技术中，上行测试的测试环境与下行测试的测试环境不同，导致上行测试与下行测试需要分开测试，导致aau设备的测试效率较低。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种测试装置及测试系统，以解决现有技术中因上行测试与下行测试需要分开测试，导致aau设备的测试效率较低的问题。
4.为解决上述问题，本发明是这样实现的：
5.第一方面，本发明实施例提供了一种测试装置，所述测试装置用于测试有源天线单元aau设备的收发性能；所述测试装置包括：
6.第一端口，用于连接喇叭天线；
7.第二端口，用于连接产生有用信号的第一信号源；
8.第三端口，用于连接产生干扰信号的第二信号源；
9.第四端口，用于连接频谱仪；
10.信号处理单元，包括第一单向连接通道和第二单向连接通道，所述第一单向连接通道的输入端为第一接口，输出端为第二接口，所述第二单向连接通道的输入端为所述第二接口，输出端为第三接口；
11.合路器，所述合路器的第一端与所述第一接口连接，第二端与所述第二端口连接，第三端与所述第三端口连接。
12.第二方面，本发明实施例提供了一种测试系统，所述测试系统用于测试aau设备的收发性能；所述测试系统包括：
13.第一信号源，用于产生有用信号，与aau设备通过第一信号线连接；
14.第二信号源，用于产生干扰信号，与aau设备通过第二信号线连接；
15.喇叭天线，用于向aau设备发送信号，及接收aau设备发送的信号；
16.频谱仪，与aau设备通过第三信号线连接；
17.如第一方面所述的测试装置，所述测试装置的第一端口与所述喇叭天线连接，第二端口与所述第一信号源连接，第三端口与所述第二信号源连接，第四端口与所述频谱仪连接；
18.控制单元，用于控制所述第一信号源、所述第二信号源、所述喇叭天线、所述频谱仪及aau设备的工作状态，以测试aau设备的收发性能。
19.在本发明实施例中，测试装置包括第一单向连接通道和第二单向连接通道，所述第一单向连接通道的输入端为第一接口，输出端为第二接口，所述第二单向连接通道的输入端为所述第二接口，输出端为第三接口，其中，第一接口与测试装置的合路器连接，第二接口用于与喇叭天线连接，第三接口用于与频谱仪连接。这样，在上行测试中，经合路器处理后的上行信号输入第一接口之后，定向从第二接口输出，进入喇叭天线，喇叭天线辐射将上行信号辐射为空间电磁波后，由aau设备的天线阵列接收，实现aau设备的接收性能的测试，即aau设备的上行测试；在下行测试中，aau设备的发射机发送的下行信号经天线矩阵辐射为空间电磁波后，被喇叭天线接收并输入到第二接口之后，定向从第三接口输出，进入频谱仪中做解调等处理，实现aau设备的发送性能的测试，即aau设备的下行测试。可见，在本发明实施例中，可以通过测试装置使得aau设备的上行测试和下行测试在同一环境下实现，从而可以提高aau设备的测试效率。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明实施例提供的测试装置的结构图之一；
22.图2是本发明实施例提供的测试装置的结构图之二；
23.图3是本发明实施例提供的测试系统的结构图之一；
24.图4是本发明实施例提供的测试系统的结构图之二；
25.图5是本发明实施例提供的测试系统的结构图之三。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.本技术中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，本技术中使用“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，例如a和/或b和/或c，表示包含单独a，单独b，单独c，及a和b都存在，b和c都存在，a和c都存在，及a、b和c都存在的7种情况。
28.本发明实施例提供的测试装置可以用于测试有源天线单元aau设备的收发性能。也就是说，通过本发明实施例的测试装置，可以使得aau设备的上行测试和下行测试在同一环境下实现。
29.以下对本发明实施例提供的测试装置进行说明。
30.参见图1，本发明实施例提供的测试装置的可以包括：
31.第一端口11，用于连接喇叭天线(如标准喇叭天线)；
32.第二端口12，用于连接产生有用信号的第一信号源；
33.第三端口13，用于连接产生干扰信号的第二信号源；
34.第四端口14，用于连接频谱仪；
35.信号处理单元15，包括第一单向连接通道151和第二单向连接通道152，第一单向连接通道151的输入端为第一接口(图中标示为a，以下将第一接口称为a接口)，输出端为第二接口(图中标示为b，以下将第二接口称为b接口)，第二单向连接通道152的输入端为所述信号处理单元的第二接口，输出端为第三接口(图中标示为c，以下将第三接口称为c接口)；
36.合路器16，合路器16的第一端与所述第一接口连接，第二端与所述第二端口连接，第三端与所述第三端口连接。在某些实施方式中，合路器可以为功率合路器，但不仅限于此。
37.需要说明的是，信号处理单元15的第一单向连接通道151和第二单向连接通道152相互独立。在实际应用中，由a接口输入的信号，沿第一单向连接通道151只能从b接口出；由b接口输入的信号，沿第二单向连接通道152只能从c接口出。这样，在上行测试中，上行信号由a接口入之后，从b接口出，进入喇叭天线中，不会通过c接口进入频谱仪中，即频谱仪处于被隔离的状态，从而频谱仪不会影响上行测试；在下行测试中，下行信号由b接口入之后，从c接口出，进入频谱仪中，不会通过a接口进入信号源中，即信号源处于被隔离的状态，从而信号源不会影响下行测试。
38.由此可见，通过测试装置可以使得上行和下行测试在同一测试环境下进行，且上行测试和下行测试互相不可见、无影响，从而可以在保证测试正常进行的情况下提高aau设备的测试效率。
39.另外，测试装置在使用过程中，无需其他设备控制，供电后即可稳定工作，即插即用，从而可以提高测试的灵活度。在实际应用中，测试装置的供电方式可以为直流供电，但不仅限于此。
40.本实施例的测试装置，测试装置包括第一单向连接通道和第二单向连接通道，所述第一单向连接通道的输入端为第一接口，输出端为第二接口，所述第二单向连接通道的输入端为所述第二接口，输出端为第三接口，其中，第一接口与测试装置的合路器连接，第二接口用于与喇叭天线连接，第三接口用于与频谱仪连接。这样，在上行测试中，经合路器处理后的上行信号输入第一接口之后，定向从第二接口输出，进入喇叭天线，喇叭天线辐射将上行信号辐射为空间电磁波后，由aau设备的天线阵列接收，实现aau设备的接收性能的测试；在下行测试中，aau设备的发射机发送的下行信号经天线矩阵辐射为空间电磁波后，被喇叭天线接收并输入到第二接口之后，定向从第三接口输出，进入频谱仪中做解调等处理，实现aau设备的发送性能的测试。可见，在本发明实施例中，可以通过测试装置使得aau设备的上行测试和下行测试在同一环境下实现，从而可以提高aau设备的测试效率。
41.在本发明实施例中，可选的，如图2所示，测试装置还可以包括：
42.功率放大器(power amplifier，pa)17，功率放大器17的输入端与第三端口13连接，输出端与合路器16的第三端连接。功率放大器17可以用于放大上行信号中的干扰信号。这样，在上行测试中，可以使得aau设备接收到的空间电磁波的信号较强，从而可以提高测
量的准确度。
43.可选的，如图2所示，所述测试装置还可以包括：
44.低噪声放大器(low noise amplifier lna)18，低噪声放大器18的输入端与所述第三接口连接，输出端与第四端口14连接。低噪声放大器18可以用于放大喇叭天线接收到的下行信号。这样，在下行测试中，即使喇叭天线接收到的信号的强度较弱，可以通过低噪声放大器18增强信号，从而可以提高测量的准确度。
45.在本发明实施例中，可选的，如图2所示，信号处理单元15可以为环行器。具体地，可以表现为三端口环行器：由a接口输入的信号，只能从b接口出；由b接口输入的信号，只能从c接口出；由c接口输入的信号，只能从a接口出。当然，在其他实施方式中，信号处理单元15可以为其他任何包括相互独立的第一单向连接通道和第二单向连接通道的器件，本发明实施例对此不做限定。
46.本发明实施例还提供一种测试系统，信号源、测试系统用于测试aau设备的收发性能。如图3所示，测试系统包括：
47.第一信号源31，用于产生有用信号，与aau设备通过第一信号线连接；
48.第二信号源32，用于产生干扰信号，与aau设备通过第二信号线连接；
49.喇叭天线33，用于向aau设备发送信号，及接收aau设备发送的信号；
50.频谱仪34，与aau设备通过第三信号线连接；
51.测试装置35(即本发明实施例提供的测试装置)，测试装置35的第一端口与喇叭天线33连接，第二端口与第一信号源31连接，第三端口与第二信号源32连接，第四端口与频谱仪34连接；
52.控制单元(也可以称为控制中心)36，用于控制第一信号源31、第二信号源32、喇叭天线33、频谱仪34及aau设备的工作状态，以测试aau设备的收发性能。
53.需要说明的是，测试装置35即为本发明实施例提供的测试装置，测试装置35的结构与实现原理具体可参见前述描述，此处不再赘述。测试系统中引入测试装置35，即可使得aau设备的上行测试和下行测试在同一环境下实现，从而可以提高aau设备的测试效率。
54.测试系统中信号源、频谱仪、喇叭天线和控制中心的功能与相关技术中相同，此处不再赘述。如：在实际应用中，所述第一信号线、所述第二信号线和所述第三信号线可以为时钟触发信号线，但不仅限于此。
55.aau设备为被测设备，如图3所示，aau设备可以包括aau、转台、程控单元和基带处理单元(bbu)，其中，转台可以用于控制aau的角度变化，但不仅限于此。
56.本实施例的测试系统，可以通过测试装置使得aau设备的上行测试和下行测试在同一环境下实现，从而可以提高aau设备的测试效率。
57.以下对上行测试和下行测试中信号流的走向进行说明：
58.一、上行测试。
59.可选的，控制单元36用于：
60.在测试aau设备的接收性能的情况下，控制第一信号源31产生有用信号，控制第二信号源32产生干扰信号；
61.其中，所述有用信号和所述干扰信号由测试装置35的合路器合并后，从测试装置35的信号处理单元的第一接口输入，从所述信号处理单元的第二接口输出进入喇叭天线
33，由喇叭天线33辐射为空间电磁波后，由aau设备的天线阵列接收。执行上行测试时的信号走向如图4中的加粗虚线所示。这样，完成了aau设备的上行测试，在此过程中，频谱仪34始终处于被隔离的状态，不影响上行测试的执行。
62.二、下行测试。
63.可选的，控制单元36，用于：
64.在测试aau设备的发送性能的情况下，控制aau设备的发射机产生下行信号；
65.其中，所述下行信号由aau设备的天线阵列辐射为空间电磁波后，由喇叭天线33接收并输入到测试装置35的信号处理单元的第二接口，从所述信号处理单元的第三接口输出进入频谱仪34中。执行下行测试时的信号走向如图5中的加粗虚线所示。这样，完成了aau设备的下行测试，在此过程中，第一信号源31和第二信号源始终处于被隔离的状态，不影响下行测试的执行。
66.由此可见，本发明实施例提供的测试系统可以实现对aau设备的上行测试和下行测试，从而可以增强测试系统的功能，提高aau设备的测试效率。
67.需要说明的是，本发明实施例中介绍的多种可选的实施方式，在彼此不冲突的情况下可以相互结合实现，也可以单独实现，对此本发明实施例不作限定。
68.为方便理解，示例说明如下：
69.为提高测试效率，本示例设计了一种即插即用、不需外部设备控制，如编程控制的测试辅助装置(即前述测试装置)，通过该装置整合上下行测试环境，实现1次搭建、1次拆解，实现一种高效率的aau测试方案。
70.本示例设计了一种即插即用的测试辅助装置，通过该装置中的射频无源器件(环行器)，在不需要软件编程的情况下即可整合aau的ota上行与下行测试环境，从而实现一种高效率的aau测试方案。
71.该测试辅助装置中的核心射频器件为环行器，是一种定向性射频器件。对于图中的三端口环行器：由a口输入的信号，只能从b口输出，此时c口是被隔离的，即在c口上没有信号的输出；同理，b口输入的信号只能从c口输出；c口输入的信号只能从a口输出。该测试辅助装置中除了环行器以外，如图2所示，还可以包括功率合成器、pa、lna。功率合路器和pa在上行测试项目中可能需要使用，lna在下行测试项目中可能需要使用。这些射频器件的共同特点是“即插即用”，即不需要通过软件编程控制，只需要预先选择好具体射频参数，直流供电后即可正常工作，且工作状态由器件本身参数决定，稳定可靠。
72.引入该测试辅助装置后，本方案设计的测试环境可以如图3所示。测试环境中，信号源、频谱仪、标准喇叭天线等配套仪表及器件，均可以与常规测试方案中所采用的仪表及器件相同。被测设备为图中aau，为使aau正常工作的必要配套设备为bbu及程控电源。注意图中除上述“测试辅助装置”外，其它仪器仪表、被测设备、辅助设备等，均可以通过“控制中心”进行控制。。
73.基于如上测试环境，在执行上行测试项目时的射频信号走向如图4中加粗虚线所示。执行上行测试项目时，由信号源产生的上行信号(包括有用信号与干扰信号)经过功率合路器被合并后，由环行器的a口注入，只能定向从b口输出，进入喇叭天线；喇叭天线将信号辐射为空间电磁波后，由aau的天线阵列接收到其接收机，可测量上行性能。在此过程中，环行器的c口、以及与c口连接的频谱仪，始终处于被隔离的状态，不影响上行测试的执行。
74.类似地，在执行下行测试项目时的射频信号走向如图5中加粗虚线所示。执行下行测试项目时，由aau发射机产生的下行信号经其天线阵列辐射为空间电磁波后，被喇叭天线接收并输入到环行器的b口，从而定向从c口输出，经过lna放大后进入频谱仪中，做解调等处理，可测量下行性能。在此过程中，环行器的a口、以及与a口连接的信号源，始终处于被隔离的状态，不影响下行测试的执行。
75.由以上阐述可见，上行和下行测试均可以在同一测试环境下正常执行，互相不可见、无影响。通过该测试辅助装置、以及测试环境的设计，使得上行与下行测试可使用同一环境，故仅搭建1次即可完成2种测试，提高测试效率。
76.在本发明实施例中，aau上行测试与下行测试使用同一套环境，实现1次搭建、1次拆解，提高了整体测试效率，而且上行与下行测试执行过程中互相隔离，无交叉影响。另外，引入的测试辅助装置由射频器件构成，不需编程控制、也不需连接控制中心，即插即用，其工作状态不受人为因素影响，稳定可靠。
77.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。