Duplexer 测试操作文档

一、前言

提及双工器，我们常常会想到滤波器。那么双工器和滤波器又有什么区别呢？双工器的作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作，而滤波器是去除不用的信号。本文主要讲述的是双工器的测试，希望给大家带来帮助。



二、测试前准备

1. 测试仪表及配件

测试仪表：网络分析仪（带校准件）、频谱分析仪、功率信号源、无源互调失真分析仪、游标卡尺。

配件：射频电缆、转接头、匹配负载（ 驻波比 ≤ 1.06 ） 、大功率 50dB 定向耦合器、大功率负载。 

2. 仪表校准

将测试电缆接到矢量网络分析仪的 Port1 、 Port2 端口。


                                                                                                                                                                                                                                                         图 1

根据被测双工器技术指标要求，对矢量网络分析仪进行以下设置： 

• 根据被测双工器的工作频率及带外要求合理设置频率范围，便于读取数据；  
• 输出功率设置为 0dBm ，有特殊需要时，设置为仪表可达到的最大输出功率；
• 进行双端口全校准。

 

环境环境温度要求： +15℃ ～ +35℃



三、测试

1. 功率容量测试

功率容量测试的环境架构如图 2 所示。



                                                                                                                                                                                                                                     图 2

测试方法：

• 选取的耦合器 （ 端口驻波比 ≤ 5 ） 、大功率负载 （ 端口驻波比 ≤ 1.5 ） 、转接头、连接线的最大承受功率应大于功率信号源的输出功率，宜对大功率负载进行风冷。
• 测量 cdma2000 和 WCDMA 双工器功率容量时, cdma2000 的信号源峰均比设置为 9dB ， WCDMA 的信号源峰均比设置为 8dB ，测试频点为频段内第一个载波和最后一个载波，功率信号源的输出功率调整到双工器技术要求中的平均功率。
• 测量 GSM 、 DCS 、TD 等双工器功率容量时，分别测试平均功率和峰值功率。测试平均功率时，测试频点为频段内两个边频点，采用 CW 信号，功率信号源的输出功率调整到双工器技术要求中的平均功率。测试峰值功率时，测试频点为频段内的两个边频点，采用占空比为 1/1000 的脉冲信号， Pulse Period 设置为 0usec ， Pulse Width 设置为 8.0usec ，功率信号源的输出功率调整为比双工器技术要求中的平均功率大 9dB 。
• 功率容量测试的环境要求：常温 +15℃～+35℃ , 1 标准大气压或高温 +80℃ ，1标准大气压。

 

       2. 插入损耗测试

插入损耗测试环境搭建如图 3 所示。

                                                                                                                                                                                                                                                              图 3
                                                                                                                                                                                                                                            

测试方法：

• 被测双工器 Couple 端口、 RX 端口都接上负载。
• 在 S21 的曲线上需改变 Marker 的位置，从而读取 Marker 对应的测试插损，并找到 S21 曲线上的 Marker 的最大值，该最大值即为双工器的 TX 端口到 ANT 端口的插入损耗值，单位为 dB 。
• 将双工器 Rx 端口接入网络分析仪的 Port1 端口，双工器 TX 端口接上负载，重复 ② 的操作，测出RX 端口到 ANT 端口的插入损耗值。

 

     3.带内波动测试

带内波动测试环境搭建如图 4 所示。


                                                                                                                                                                                                                                                                               图 4

测试方法：

• 被测双工器 Couple 端口、 RX 端口都接上负载。
• 在 S21 的曲线上需改变 TX 频率范围内 Marker 点的位置，读取 Marker 对应的测试值，找到 S21 曲线上 Marker 读取绝对值的最大值和最小值，则该最大值和最小值的差值即为双工器的 TX 端口的带内波动值，单位是 dB 。
• 将双工器 Rx 端口接入网络分析仪的 Port1 端口，双工器 TX 端口接上负载，重复 ② 的操作，测出RX 端口的带内波动值，单位是 dB 。

      4. 电压驻波比测试

电压驻波比测试环境搭建如图 5 所示。

                                                                                                                                                                                                                                                                                       图 5

测试方法：

• 被测双工器 Couple 端口、 RX 端口都接上负载。
• 在 S11 的曲线上需改变 TX 频率范围内 Marker 点的位置，读取 Marker 对应的测试值，找到 S11 曲线上 Marker 读取绝对值的最大值，则该最大值即为双工器的 TX 端的驻波比。
• 在 Tx 、 Rx 频率范围内，改变 Marker 的位置，读取 Marker 点对应的测试值。在S22曲线上，找到曲线上 Marker 点对应绝对值的最大值，该最大值即为 ANT 端口的电压驻波比。
• 将双工器 RX 端口接入网络分析仪的 Port1 端口，双工器 TX 端口接上负载，重复 ② 操作，测出双工器RX 端口的电压驻波比。
• 将双工器 Couple 端口接入网络分析仪的 Port1 端口，双工器 ANT 、 TX 、 RX 端口均接上负载，在 TX 、RX 频率范围内改变 Marker 点的位置，读取 Marker 点对应的测试值，在 S11 曲线上，找到曲线上 Marker 点对应的绝对值的最大值，则该最大值即为 Couple 端口的电压驻波比。

      5. 带外抑制测试

带外抑制测试环境搭建如图 6 所示。

                                                                                                                                                                                                                                                                                              图 6

测试方法：

• 被测双工器 Couple 端口、 RX 端口都接上负载。
• 在 S21 的曲线上需改变 TX 频率范围内 Marker 点的位置，读取 Marker 对应的测试值，找到 S21 曲线上 Marker 点对应的测试值的绝对值，则该测试值的绝对值即为双工器的 TX 端各点的带外抑制值，单位为 dB 。
• 将双工器 RX 端口接入网络分析仪的 Port1 端口，双工器其他端口接上负载，重复 ② 操作，测出双工器RX 端各点的带外抑制值。

 

     6. 隔离度测试

隔离度测试环境搭建如图 7 所示。

                                                                                                                                                                                                                                                     图 7

测试方法：

• 在 S21 曲线上，旋转网络分析仪面板上的拨轮（旋转脉冲发生器），在 RX 频率范围内改变 Marker 点的位置，读取 Marker 点对应的测试值，找到 S21 曲线上 Marker 点对应测试值的绝对值的最小值，该最小值即为双工器的发射通道对接收通道的隔离度。
• 在 S21 的曲线上，旋转网络分析仪面板上的拨轮（旋转脉冲发生器），在 TX 频率范围内改变 Marker 点的位置，读取 Marker 点对应的测试值，找到 S21 曲线上Marker 点对应测试值的绝对值的最小值，该最小值即为双工器的接收通道对发射通道的隔离度。

四、调试技巧

1. 调谐螺钉同时往下旋，通带向低频率端移，即网络分析仪的左面移；反之往上旋，通带向高频率端移，即网络分析仪的右面移。
2. 通带两端插入损耗过大时可加宽通带，反之抑制不够可缩窄通带。
3. 耦合螺钉往下旋，加宽通带，反之往上旋则缩窄通带

 

双工器的调试方法有很多种。例如，我们可以利用相位来调，或者通过 smith 圆来调，也可以直接调回损。而这些只不过是一种调试方法而已，需通过实践掌握。

 

 

【参考资料】

双工器的工作原理与调试的方法