[发明专利]一种程控多通道微波器件切换设备及方法

权利要求书

1.一种程控多通道微波器件切换设备，其特征是：包括：外部框架箱体和内部微波器件链路，外部框架箱体的前面板设置有两个信号输入端口、两个信号输出端口和触摸屏操作面板，其中信号输入端口A为两个SMA端口，直接与测试仪器连接，信号输出端口B为两个N型射频端口，用于连接被测设备；所述信号端口A和端口B均为输入或输出端口使用端口；

内部微波器件链路结构采用开关级联的方式连接，由两条微波器件切换支路组成，在链路A、链路B两端分别设置两个分路器和合路器，通过控制链路两端的单刀单掷开关SPST的通断：实现输入信号分路及输入信号合路功能；实现输出信号分路及输出信号合路功能；

微波器件切换支路包括信号放大、信号衰减和信号滤波节点；

信号放大节点根据信号输入方向不同，设置了两个方向相反的放大模块，放大模块的选择通过控制单刀双掷开关SP2T的连接，实现各开关选择的是直通及放大功能；

信号衰减节点设置了10dB和1dB步进衰减模块，通过控制单刀双掷开关SP2T5和SP2T7、SP2T6和SP2T8控制10dB步进衰减模块的选择，通过控制单刀双掷开关SP2T9和SP2T11、SP2T10和SP2T12控制步进1dB衰减模块的选择，连接各自1号开关时，各开关选择直通功能，连接2号开关时，各开关选择10dB步进衰减功能或1dB步进衰减功能；

信号滤波节点设置了300MHz、1GHz以及2.4GHz三个低通滤波模块，模块选择通过控制单刀四掷开关SP4T的连接实现，其中单刀四掷开关SP4T1和SP4T3、SP4T2和SP4T4连接各自1号开关时，各开关选择直通功能，连接各自2号开关时，各开关选择300MHz低通滤波功能，连接各自3号开关时，各开关选择1GHz低通滤波功能，连接各自4号开关时，各开关选择2.4GHz低通滤波功能。

2.如权利要求1所述的一种程控多通道微波器件切换设备研制方法，其特征是：包括：信号输入端口选择、选择控制工作模式、搭建微波器件切换链路；

1）信号输入端口选择，根据信号输入方向选择“A端输入”或“B端输入”，被调理的信号从测试仪器输出时，选择“A端输入”，从被测设备输出时，选择“B端输入”；

2）选择控制软件工作模式，控制软件设置有“单入单出”、“单入双出”、“双入单出”以及“双入双出”共四种工作模式，根据实际信号调理需求进行选择；

3）搭建微波器件切换链路，信号调理链路构建框用于搭建不同工作状态下的微波器件切换链路，用于详细配置信号调理功能；

微波器件切换链路构建中设置有信号衰减、信号滤波、信号放大和链路调理模块，其中信号衰减模块的衰减范围为70dB,衰减步进设置为1dB或10dB；信号滤波模块具有300MHz、1GHz以及2.4GHz三个可配置频段低通滤波功能；信号放大模块通过配置均衡器能够实现模块增益20dB；链路调理模块具有合路、分路和直通三种模式，在切换链路两端设置分路器和合路器能够实现信号的分路和合路模式，另外在各功能模块中设置了直通链路，用于实现信号直通功能；

实现微波器件切换功能操作步骤：第一步选择信号输入端口，第二步选择微波器件切换所需的软件工作模式，第三步在微波器件切换链路构建中配置所需的功能模块；各工作模式下的微波器件切换功能实现如下：

（1）“单入单出”，“单入单出”工作模式是指单个信号输入微波器件切换设备，经微波器件信号调理后仍以单个信号输出的工作模式；控制SPST2、SPST3、SPST4、SPST9和SPST10开关断开，产生“单入单出”模式微波器件信号调理硬件连接链路，控制单刀双掷开关SP2T1、SP2T3、SP2T4、SP2T7、SP2T9、SP2T11、SP2T13以及单刀四掷开关SP4T1、SP4T3的连接，实现微波器件切换链路功能模块硬件配置；

（2）“单入双出”，“单入双出”工作模式是指单个信号输入微波器件切换设备，经微波器件信号调理后输出两个信号的工作模式；“单入双出”模式下区分“先分后调”和“先调后分”两种状态；

1）“先分后调”状态，“先分后调”是指信号从输入端输入后，连接分路器分成两路信号，两路信号分别经微波器件进行信号调理后从输出端输出。选择“单入双出”模式下的“先分后调”，在两路微波器件切换链路中，单击“确定”后信号流箭头自动连接各模块；控制微波器件切换设备内部开关的通断，开始“单入双出”模式在“先分后调”情况下的信号调理，控制SPST2、SPST4、SPST9和SPST10开关断开以及SPST3开关连通，产生“单入双出”模式在“先分后调”情况下的微波器件信号调理硬件连接链路，分别控制支路1中单刀双掷开关SP2T1、SP2T3、SP2T5、SP2T7、SP2T9、SP2T11、SP2T13、SP2T15和单刀四掷开关SP4T1、SP4T3的连接以及支路2中SP2T2、SP2T4、SP2T6、SP2T8、SP2T10、SP2T12、SP2T14、SP2T16和单刀四掷开关SP4T2、SP4T4的连接，实现微波器件切换链路各功能模块硬件配置；

2）“先调后分”状态，“先调后分”是指单路信号从输入端口输入后，经微波器件进行信号调理，调理后的信号连接分路器分成两路信号从输出端输出；选择“单入双出”模式下的“先调后分”，在单个微波器件切换链路中配置各功能控件，单击“确定”后信号自动连接各模块，控制微波器件切换设备内部开关的通断，开始“单入双出”模式在“先调后分”状态下的信号调理，控制SPST3、SPST4、SPST8和SPST10开关断开以及SPST9开关连通，产生“单入双出”模式在“先调后分”状态下的微波器件信号调理硬件连接链路，控制单刀双掷开关SP2T1、SP2T3、SP2T4、SP2T7、SP2T9、SP2T11、SP2T13以及单刀四掷开关SP4T1、SP4T3的连接，实现微波器件切换链路功能模块硬件配置；

（3）“双入单出”，“双入单出”工作模式是指两个信号输入微波器件切换设备，经信号调理后输出单个信号的工作模式；“双入单出”模式下区分“先合后调”和“先调后合”两种状态；

1）“先合后调” 状态，“先合后调”是指两路信号从输入端两个端口输入后，连接合路器形成一路信号，这路信号经微波器件调理后从输出端输出；选择“双入单出”模式下的“先合后调”，在单个微波器件切换链路中配置各功能控件，单击“确定”后信号自动连接各模块，控制微波器件切换设备内部开关的通断，开始“双入单出”模式在“先合后调”状态下的信号调理，控制SPST3、SPST6、SPST9和SPST10开关断开以及SPST4开关连通，产生“双入单出”模式在“先合后调”状态下的微波器件信号调理硬件连接链路，控制单刀双掷开关SP2T1、SP2T3、SP2T4、SP2T7、SP2T9、SP2T11、SP2T13以及单刀四掷开关SP4T1、SP4T3的连接，实现微波器件切换链路功能模块硬件配置；

2）“先调后合”状态，“先调后合”是指两路信号从输入端输入后，分别经微波器件进行信号调理，调理后的两路信号连接合路器形成一路信号从输出端输出；选择“双入单出”模式下的“先调后合”，在两路微波器件切换链路中分别配置各链路的功能控件，单击“确定”后信号自动连接各模块，控制微波器件切换设备内部开关的通断，开始“双入单出”模式在“先调后合”状态下的信号调理，控制SPST3、SPST4和SPST9开关断开以及SPST10开关连通，产生“双入单出”模式在“先调后合”状态下的微波器件信号调理硬件连接链路，分别控制支路1中单刀双掷开关SP2T1、SP2T3、SP2T5、SP2T7、SP2T9、SP2T11、SP2T13、SP2T15和单刀四掷开关SP4T1、SP4T3的连接以及支路2中SP2T2、SP2T4、SP2T6、SP2T8、SP2T10、SP2T12、SP2T14、SP2T16和单刀四掷开关SP4T2、SP4T4的连接，实现微波器件切换链路各功能模块硬件配置；

（4）“双入双出”，“双入双出”工作模式是指两个信号输入微波器件切换设备，经信号调理后输出两个信号的工作模式，“双入双出”模式下区分“直接调理”和“合并调理”两种状态；

1）“直接调理”状态，“直接调理”是指两路信号从输入端两个端口输入后，分别经微波器件进行信号调理，调理后的两路信号直接从输出端两个端口输出；选择“双入双出”模式下的“直接调理”，在两路微波器件切换链路中分别配置各自链路的功能控件，单击“确定”后信号自动连接各模块，后台控制微波器件切换设备内部开关的通断，开始“双入双出”模式在“直接调理”状态下的信号调理，控制SPST3、SPST4、SPST9和SPST10开关断开，产生“双入双出”模式在“直接调理”状态下的微波器件信号调理硬件连接链路，分别控制支路1中单刀双掷开关SP2T1、SP2T3、SP2T5、SP2T7、SP2T9、SP2T11、SP2T13、SP2T15和单刀四掷开关SP4T1、SP4T3的连接以及支路2中SP2T2、SP2T4、SP2T6、SP2T8、SP2T10、SP2T12、SP2T14、SP2T16和单刀四掷开关SP4T2、SP4T4的连接，实现微波器件切换链路各功能模块硬件配置；

2）“合并调理”状态，“合并调理”是指两路信号从输入端两个端口输入后，连接合路器形成一路信号，这路信号经微波器件调理后连接分路器，形成的两路信号分别从输出端两个端口输出；选择“双入双出”模式下的“合并调理”，在单个微波器件切换链路中配置各功能控件，单击“确定”后信号自动连接各模块，后台控制微波器件切换设备内部开关的通断，开始“双入双出”模式在“合并调理”状态下的信号调理，控制SPST3、SPST6、SPST8和SPST10开关断开以及SPST4和SPST9开关连通，产生“双入双出”模式在“合并调理”状态下的微波器件信号调理硬件连接链路，控制单刀双掷开关SP2T1、SP2T3、SP2T4、SP2T7、SP2T9、SP2T11、SP2T13以及单刀四掷开关SP4T1、SP4T3的连接，实现微波器件切换链路功能模块硬件配置。

3.根据权利要求2所述的一种程控多通道微波器件切换研制方法，其特征是：所述“单入双出”模式在“先分后调”状态下满足单一信号分路成两个不同信号的测试需求，端口A1连接信号源接入输入信号，端口B1和B2分别连接不同被测设备，用于输出调理后的信号；启动控制，单击“A端输入”控件，点击“单入双出”后选择“先分后调”状态，信号调理链路构建框中显示两路微波器件切换支路，选择端口A1，支路1配置10dB步进衰减，300MHz低通滤波以及20dB放大器模块，支路2仅配置1 dB步进衰减；单击“确定”控件后，驱动开关连接，采用“先分后调”情况下端口A1输入信号，断开SPST2、SPST4、SPST9和SPST10开关，连通SPST3开关，实现工作模式；根据微波器件切换链路功能配置：支路1中SP2T1和SP2T3、SP2T9和SP2T11连接1号开关直通功能，SP2T5和SP2T7连接2号开关10dB步进衰减功能，SP4T1和SP4T3连接2号开关300MHz低通滤波功能，SP2T13和SP2T15连接2号开关20dB放大功能，支路2中SP2T2和SP2T4、SP2T6和SP2T8、SP2T14和SP2T16以及SP4T2和SP4T4连接1号开关直通功能，SP2T10和SP2T12连接2号开关1dB步进衰减功能。