射頻全自動化測試系統的設計與實現

李 朵

（貴州航天林泉電機有限公司，貴州 貴陽 550003）

0 引 言

射頻（Radio Frequency，RF）全自動化測試系統的測試儀表僅能和一臺終端設備相互連接，在完成測試以后就需要測試人員對其及時更換掉，如若在無人條件下，系統將處在閑置狀態，造成了資源浪費的現象。而射頻全自動化測試系統的應用能夠完成與多個終端進行射頻全自動化檢測，同時可以自主完成多部終端之間的自動切換和自主測試功能，不用借助測試人員的輔助。此系統能夠實現在晝夜無人條件下運行，不僅能夠大大節省人力成本，而且同樣能夠提升儀表的有效利用率，使測試周期進一步縮短。設計一套射頻全自動化測試系統，同時通過一系列測試可以判斷此系統具備有效性。

1 射頻全自動化測試系統的相關概念

射頻全自動化測試體系主要由工控機、測試儀器、待測終端系統、射頻線路等組成。在射頻測試期間，應該結合實際需求科學選取測試方案。單個終端自動化檢測的工作程序是指，在實際測試期間借助射頻線路把綜測儀器連接到待檢測的終端上，這更有助于相應數據信息的獲取。借助控制總線把工控機和綜測儀表連接在一起，此時各項的最終測試結果和相應的數據會通過工控機體現出來，進而方便對其實施分析。此檢測模式有一些弊端，需要工作人員來對所有測控過程進行監控，同時需要結合實際需求更換測試終端，相對而言測試效率偏低。

為有效解決以上問題，在檢測期間可把工作人員需要操作的任務利用先進的機械手臂來替代，結合終端的實際狀況實時調整，特別是在整體終端數據相對較多的過程中，以確保其精準度和測試效率。針對多個終端自動檢測系統而言，此檢測模式是在原有單個終端檢測模式的前提下開發的，在綜測儀器與未檢測的終端間設計了射頻的自動切換按鈕，其更有助于射頻檢測網絡實現自主切換功能，能夠有效把控運營成本，提升測試效率，具體方案流程如圖1 所示。在測試過程中應該根據實際狀況實施針對性的分析，確保設計參數更具科學合理化。另外，還應該綜合考量自動切換按鈕與檢測終端間的通信模式，通常情況下會使用多線路的USB按鈕完成接連，確保通信工作能夠安全穩固運行[1]。

圖1 多終端自動測試方案

2 射頻全自動測試系統的設計方式及實現策略

2.1 開關裝置的設計方式

射頻全自動檢測體系中最關鍵的部分是開關裝置的設計，其有助于把工控機、綜測儀表以及待測終端有效連接在一起，構成多個射頻的網絡線路，方便切換全自動系統等任務。相關設計人員應該進一步分析射頻開關網絡的實際需求狀況，對電路數量進一步明確，達到優化設計電路的目的[2]。

2.1.1 相關參數的設計方式

針對射頻開關的參數設計而言，需要先對阻抗特點、損耗情況、工作頻率范圍等進一步明確到位，這更有助于參數設計質量得到保障，防止其影響開關網絡的實際運行效果。如工作質量受開關頻率范圍所產生的影響，頻率范圍相對較小時，將會對待測終端的數量產生一定的局限性，進而對射頻測試效果產生一定的影響。頻率的范圍相對較大時，更有助于使測試范圍進一步拓展，能夠使測試效果提升，可是隨之而來的測試成本也會增加，所以，應該對參數進行合理設計。另外，如果開關網絡出現了嚴重的損耗問題，會對通信傳輸效率和傳輸質量帶來直接影響，進而會嚴重影響射頻測試的精準度[3]。

2.1.2 電路設計

開關電路科學合理的設計直接影響系統能否正常運行，可促使執行指令和接收指令能夠得到保障。電子開關裝置的實際運轉情況會受到管控電路的自主控制，應該科學選取針對性的射頻通路，以確?？刂菩Ч３酥猓瑸檫M一步對各射頻通路的實際運行狀態進行有效連接，可以將部分LED燈裝置在開關上，方便對其實施調整。為此，在選取微處理器的過程中，可以選擇MSP430類型的相關產品，其具備信號傳輸穩定性強、內存容量較大、耗能較低等優勢，不但可以達到射頻測試的標準要求，而且還能夠滿足節能環保的設計理念。當傳輸給此單片上位機的相關指令后，其能夠完成自動解析，同時提供給電平轉換芯片相應的控制指令座位傳輸信號，進而完成電平匹配工作。除此之外，還會給射頻開關傳輸控制信號，使其能夠根據相應的控制指令完成相應的動作，確保其能夠達到相應的管理效果[4]。

2.2 USB開關裝置的網絡設計方式

現階段，國內射頻全自動化檢測體系正處于終端檢測階段，其可以確保測試工作更具靈活性和高效性。所以，正常運行期間，應該把綜測儀器和其他需要檢測的終端接連在一起，達到測試終端指令的目的。由于受到各種因素的干擾，可能會造成綜測儀表和待測終端異常連接的問題，進而使得相關數據無法有效傳輸，導致測試以失敗告終。一般情況下，以上狀況通常在單個終端檢測過程中不會出現。全自動化檢測方式也包含多個終端的自主檢測系統，不用依靠相關工作人員來完成測試，此設施具備自主測試故障等功能，這樣更有助于能夠及時發現問題，同時能夠自動處理問題，進而促使射頻測試系統設備能夠安全穩固運行[5]。

2.2.1 參數設計

上位機和未檢測終端間的通信作業是由USB裝置來完成的。將USB2.0作為USB裝置的接口型號，其高效性和適用性更強，可以達到射頻測試的標準要求[6]。

2.2.2 電路設計

USB開關電路也具備管控功能，用以確保USB裝置的通信接連效果檢測，如系統自動完成待測終端系統的切換功能，那么USB通路也需要完成自動切換任務，以達到完成相應終端測試的目的。另外，還需要設置好控制電路相應的參數，促使其具有處理故障等作用，確保系統能夠正常運行。在設計USB開關時，可以借助MSP430微處理器將其作為共用射頻開關，達到節約成本的目的，但會對其穩定性和安全性帶來一定的不良影響。為確保其安全穩定性，最好單獨使用MSP430微處理器，提升系統電路的整體匹配度，同時控制好USB集線器[7]。

3 結果分析

3.1 系統實現

設計USB開關網絡和射頻開關，有助于完善測試系統的構建。為促使系統能夠安全的運行，提升其檢測效率，應該把二者進行有效集成，構成1個RFATP系統。此系統中共增設了16路電源顯示屏、指示燈等裝置，能夠將系統的實際運行狀態體現出來。與此同時，在現有系統的前提下，還需要進一步開發相應的配套軟件，其更有助于控制和操作。除此之外，因測試環境存在一定的差異，也導致其測試效果有所不同，所以應該結合具體環境狀況實時綜合分析[8]。

3.2 測試結果

國內的待測終端包含通用移動通信系統（Universal Mobile Telecommunications System，UMTS）待檢測終端、長期演進技術（Long Term Evolution，LTE）待檢測終端、碼多分址（Code Division Multiple Access，DSMA）待檢測終端等，其中無線終端制式包含碼多分址CDMA有效終端、全球移動通信系統（Global System for Mobile Communications，GSM）有效終端、LTE有效終端等。下面對以上3個待檢測終端進行講解，檢測指標選取接收靈敏度和最大輸出功率，進一步對比人工測試與RF-ATP全自動測試間存在的差異性。當借助自動測試法進行測試的過程中，UMTS、CDMA、LTE 3個待檢測終端的DL通道值、最大輸出功率和接收靈敏度的具體數值如表1所示。針對人工測試而言，UMTS、CDMA、LTE三者的DL通道均沒有發生變化，可是其他數值產生了相應的變化，其最大輸出功率和接受靈敏度的具體數值如表2所示。由以上數據分析可見，2種測試最終所呈現出來的結果整體差異性偏低，但是針對待測終端實際運行期間會有一些誤差存在，所以說射頻全自動化檢測體系的實際使用價值較為優良[9]。除此之外，在分析測試效果的過程中，應該展開相應的計算。例如，在測試N個終端時，將其中需要耗費的時間設為T，ZT表示測試過程中所使用的總時間。Y為此體系的射頻通道數值，其中工作人員工作時間為10 h，進而來判定多終端工作A1天，單終端工作A2天。實際效率和檢測儀器的利用率計算公式為

表1 RF－ATP自動化測試系統測試結果

表2 人工測試系統測試結果

式中：Q代表實際效率；P代表檢測儀器的利用率。借助相關公式的計算可得，射頻檢測系統可以進一步提升檢測儀器的實際利用效率和檢測水平，能夠促使測試周期進一步降低，單個終端檢測相比于多個終端檢測效果更優質，能夠實現系統設計的有效性[10]。

4 結 論

終端檢測的關鍵在于實現對射頻性能的進一步檢測，現今國內需運用測試儀表來完成射頻指標的設計，同時借助人工對其實施記錄和處理，但是此方式的測試精準度和效率都偏低。為有效解決以上問題，設計了射頻全自動化測試，同時有效融合USB開關技術等，能夠實現無人狀態的自動化測試，其應用價值較高。因此，加強對射頻全自動化測試系統設計與實現方面的研究是極其有必要的。