射频全自动化测试系统的设计与实现

李 朵

（贵州航天林泉电机有限公司，贵州 贵阳 550003）

0 引 言

射频（Radio Frequency，RF）全自动化测试系统的测试仪表仅能和一台终端设备相互连接，在完成测试以后就需要测试人员对其及时更换掉，如若在无人条件下，系统将处在闲置状态，造成了资源浪费的现象。而射频全自动化测试系统的应用能够完成与多个终端进行射频全自动化检测，同时可以自主完成多部终端之间的自动切换和自主测试功能，不用借助测试人员的辅助。此系统能够实现在昼夜无人条件下运行，不仅能够大大节省人力成本，而且同样能够提升仪表的有效利用率，使测试周期进一步缩短。设计一套射频全自动化测试系统，同时通过一系列测试可以判断此系统具备有效性。

1 射频全自动化测试系统的相关概念

射频全自动化测试体系主要由工控机、测试仪器、待测终端系统、射频线路等组成。在射频测试期间，应该结合实际需求科学选取测试方案。单个终端自动化检测的工作程序是指，在实际测试期间借助射频线路把综测仪器连接到待检测的终端上，这更有助于相应数据信息的获取。借助控制总线把工控机和综测仪表连接在一起，此时各项的最终测试结果和相应的数据会通过工控机体现出来，进而方便对其实施分析。此检测模式有一些弊端，需要工作人员来对所有测控过程进行监控，同时需要结合实际需求更换测试终端，相对而言测试效率偏低。

为有效解决以上问题，在检测期间可把工作人员需要操作的任务利用先进的机械手臂来替代，结合终端的实际状况实时调整，特别是在整体终端数据相对较多的过程中，以确保其精准度和测试效率。针对多个终端自动检测系统而言，此检测模式是在原有单个终端检测模式的前提下开发的，在综测仪器与未检测的终端间设计了射频的自动切换按钮，其更有助于射频检测网络实现自主切换功能，能够有效把控运营成本，提升测试效率，具体方案流程如图1 所示。在测试过程中应该根据实际状况实施针对性的分析，确保设计参数更具科学合理化。另外，还应该综合考量自动切换按钮与检测终端间的通信模式，通常情况下会使用多线路的USB按钮完成接连，确保通信工作能够安全稳固运行[1]。

图1 多终端自动测试方案

2 射频全自动测试系统的设计方式及实现策略

2.1 开关装置的设计方式

射频全自动检测体系中最关键的部分是开关装置的设计，其有助于把工控机、综测仪表以及待测终端有效连接在一起，构成多个射频的网络线路，方便切换全自动系统等任务。相关设计人员应该进一步分析射频开关网络的实际需求状况，对电路数量进一步明确，达到优化设计电路的目的[2]。

2.1.1 相关参数的设计方式

针对射频开关的参数设计而言，需要先对阻抗特点、损耗情况、工作频率范围等进一步明确到位，这更有助于参数设计质量得到保障，防止其影响开关网络的实际运行效果。如工作质量受开关频率范围所产生的影响，频率范围相对较小时，将会对待测终端的数量产生一定的局限性，进而对射频测试效果产生一定的影响。频率的范围相对较大时，更有助于使测试范围进一步拓展，能够使测试效果提升，可是随之而来的测试成本也会增加，所以，应该对参数进行合理设计。另外，如果开关网络出现了严重的损耗问题，会对通信传输效率和传输质量带来直接影响，进而会严重影响射频测试的精准度[3]。

2.1.2 电路设计

开关电路科学合理的设计直接影响系统能否正常运行，可促使执行指令和接收指令能够得到保障。电子开关装置的实际运转情况会受到管控电路的自主控制，应该科学选取针对性的射频通路，以确保控制效果。除此之外，为进一步对各射频通路的实际运行状态进行有效连接，可以将部分LED灯装置在开关上，方便对其实施调整。为此，在选取微处理器的过程中，可以选择MSP430类型的相关产品，其具备信号传输稳定性强、内存容量较大、耗能较低等优势，不但可以达到射频测试的标准要求，而且还能够满足节能环保的设计理念。当传输给此单片上位机的相关指令后，其能够完成自动解析，同时提供给电平转换芯片相应的控制指令座位传输信号，进而完成电平匹配工作。除此之外，还会给射频开关传输控制信号，使其能够根据相应的控制指令完成相应的动作，确保其能够达到相应的管理效果[4]。

2.2 USB开关装置的网络设计方式

现阶段，国内射频全自动化检测体系正处于终端检测阶段，其可以确保测试工作更具灵活性和高效性。所以，正常运行期间，应该把综测仪器和其他需要检测的终端接连在一起，达到测试终端指令的目的。由于受到各种因素的干扰，可能会造成综测仪表和待测终端异常连接的问题，进而使得相关数据无法有效传输，导致测试以失败告终。一般情况下，以上状况通常在单个终端检测过程中不会出现。全自动化检测方式也包含多个终端的自主检测系统，不用依靠相关工作人员来完成测试，此设施具备自主测试故障等功能，这样更有助于能够及时发现问题，同时能够自动处理问题，进而促使射频测试系统设备能够安全稳固运行[5]。

2.2.1 参数设计

上位机和未检测终端间的通信作业是由USB装置来完成的。将USB2.0作为USB装置的接口型号，其高效性和适用性更强，可以达到射频测试的标准要求[6]。

2.2.2 电路设计

USB开关电路也具备管控功能，用以确保USB装置的通信接连效果检测，如系统自动完成待测终端系统的切换功能，那么USB通路也需要完成自动切换任务，以达到完成相应终端测试的目的。另外，还需要设置好控制电路相应的参数，促使其具有处理故障等作用，确保系统能够正常运行。在设计USB开关时，可以借助MSP430微处理器将其作为共用射频开关，达到节约成本的目的，但会对其稳定性和安全性带来一定的不良影响。为确保其安全稳定性，最好单独使用MSP430微处理器，提升系统电路的整体匹配度，同时控制好USB集线器[7]。

3 结果分析

3.1 系统实现

设计USB开关网络和射频开关，有助于完善测试系统的构建。为促使系统能够安全的运行，提升其检测效率，应该把二者进行有效集成，构成1个RFATP系统。此系统中共增设了16路电源显示屏、指示灯等装置，能够将系统的实际运行状态体现出来。与此同时，在现有系统的前提下，还需要进一步开发相应的配套软件，其更有助于控制和操作。除此之外，因测试环境存在一定的差异，也导致其测试效果有所不同，所以应该结合具体环境状况实时综合分析[8]。

3.2 测试结果

国内的待测终端包含通用移动通信系统（Universal Mobile Telecommunications System，UMTS）待检测终端、长期演进技术（Long Term Evolution，LTE）待检测终端、码多分址（Code Division Multiple Access，DSMA）待检测终端等，其中无线终端制式包含码多分址CDMA有效终端、全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications，GSM）有效终端、LTE有效终端等。下面对以上3个待检测终端进行讲解，检测指标选取接收灵敏度和最大输出功率，进一步对比人工测试与RF-ATP全自动测试间存在的差异性。当借助自动测试法进行测试的过程中，UMTS、CDMA、LTE 3个待检测终端的DL通道值、最大输出功率和接收灵敏度的具体数值如表1所示。针对人工测试而言，UMTS、CDMA、LTE三者的DL通道均没有发生变化，可是其他数值产生了相应的变化，其最大输出功率和接受灵敏度的具体数值如表2所示。由以上数据分析可见，2种测试最终所呈现出来的结果整体差异性偏低，但是针对待测终端实际运行期间会有一些误差存在，所以说射频全自动化检测体系的实际使用价值较为优良[9]。除此之外，在分析测试效果的过程中，应该展开相应的计算。例如，在测试N个终端时，将其中需要耗费的时间设为T，ZT表示测试过程中所使用的总时间。Y为此体系的射频通道数值，其中工作人员工作时间为10 h，进而来判定多终端工作A1天，单终端工作A2天。实际效率和检测仪器的利用率计算公式为

表1 RF－ATP自动化测试系统测试结果

表2 人工测试系统测试结果

式中：Q代表实际效率；P代表检测仪器的利用率。借助相关公式的计算可得，射频检测系统可以进一步提升检测仪器的实际利用效率和检测水平，能够促使测试周期进一步降低，单个终端检测相比于多个终端检测效果更优质，能够实现系统设计的有效性[10]。

4 结 论

终端检测的关键在于实现对射频性能的进一步检测，现今国内需运用测试仪表来完成射频指标的设计，同时借助人工对其实施记录和处理，但是此方式的测试精准度和效率都偏低。为有效解决以上问题，设计了射频全自动化测试，同时有效融合USB开关技术等，能够实现无人状态的自动化测试，其应用价值较高。因此，加强对射频全自动化测试系统设计与实现方面的研究是极其有必要的。