试论自动射频测试系统中射频箱的软硬件设计
摘要：随着科学技术水平的提升，各项测试技术都向着自动化和智能化的方向不断发展，使测试的成本得到有效降低。基于此，本文就自动射频测试系统中射频箱的软硬件设计进行研究，首先就自动射频测试系统中射频箱对通用性的设计需求进行分析，然后从软件设计和硬件设计两个方面，对射频箱的功能设计、操作模块设计进行说明，从而提升自动测试的水平。 关键词：自动射频测试；射频箱；软硬件设计
当前射频测试系统在实际应用中会遇到很多不同的场景，因此对测试技术的要求也越来越高。由于射频测试技术的更新比较快，因此自动射频测试系统也必须不断更新才能满足实际工作中的测量需求，这无疑使测试的成本有了显著的增加，同时使得测试技术的应用难度提升。为了解决这一问题，必须对自动射频测试系统中射频箱的软硬件进行创新设计。
一、自动射频测试系统中射频箱的设计需求分析
射频箱是自动射频测试系统中的重要设备，其主要作用是连接自动射频测试系统中的设备和仪表，从而使被测设备得到有效的测试。在应用自动射频测试系统进行测量时，必须注重以下几点：一是要保证通路的连接质量，二是要避免测试环境存在噪音，三是要对信号异常发射的情况进行避免，四是要掌控测试全过程的操作安全。对于一个高效完整的自动射频测试系统而言，必须要具有通用性的特征。因为当前测试技术在实际应用时会面临多元化的测试环境，不同的环境对测试技术的应用和测试设备的安装有着不同的要求，而频繁的根据测试场景更换技术和设备不仅会降低测试的效率，还会使测试的成本显著增加，不利于测试技术的可持续发展和应用，因此必须对自动射频测试系统进行针对性的改进和调整。
作为整个系统中的关键测量设备，射频箱不仅要满足不同测试环境的需求，还要使测试的精确度得到进一步的提升，而且能够广泛应用于不同射频项目测试中，为此必须对射频箱进行改良设计，使射频箱的输入频段和输出频段得到扩展。就射频箱的改良设计而言，如果为了满足各种测试场景的需求，对射频箱的整体进行设计，不仅会导致射频箱的体积变大，而且内部结构也会更加复杂，不利用提升综合使用的效率，而改造设计的成本也相对较高，因此必须在控制成本的前提下，保障射频箱通用性这一设计需求得到满足，为此可以对射频箱的扩充接口进行预留，从而使射频箱的应用更加灵活。而从软件设计上而言，为了应对各种复杂场景的测试工作，必须不断对自动射频测试系统进行更新，而射频箱也会得到相应的扩展，这使得操作软件、驱动程序等软件设备也必须得到相应的更换，要改变这一情况，必须对操作软件、驱动程序等软件设备进行模式化处理，从而满足硬件设备不断更新的需求。
二、自动射频测试系统中射频箱的软硬件设计 （一）硬件设计 1.功能需求
就自动射频测试系统中射频箱的硬件设备构成来看，主要包括以下几个部分，分别是滤波器、耦合器、衰减器等，而射频箱对硬件设备的功能需求主要由以下几部分内容构成：
一是连通测试设备和被测试设备的路径。在对被测试物体进行自动测试时，必须保证自动射频测试系统中的各个测试仪表都能够成功输入和输入选项，这就
要求二者连通的路径保持畅通；二是衰减仪表的信号。在实际测试中会出现输出信号功率较大的情况，但是系统测试仪表能够承受的输出功率是有限的，因此必须采用衰减器对输出信号进行衰减处理，从而避免信号功率过大对设备的应用产生影响，保障测试过程的安全可靠；三是对系统测试的仪表进行保护。在实际测试中常常会碰到大功率设备，对这种设备进行测试时会产生较大的射频信号，一旦测试操作出现失误，就会导致信号流经的路径发生变化，从而失去衰减器的保护，使大信号功率直接输入，从而使系统测试仪表受到损害，为此必须采用安全保护设备；四是对信号进行监控。为了保证自动测试的效率和质量，必须实时掌控信号流经的路径，从而及时发现测试中存在的问题，并给予针对性的解决；五是保障射频箱的扩展性。为了满足不同测试场景的应用需求，必须在设计中体现出设备的扩展性，从而应对各种更新和变动。 2.具体设计
在对射频箱的滤波器、耦合器、衰减器等硬件进行具体设计时，不仅要满足上述的功能需求，还要对射频箱的体积进行控制，保证射频箱在实际应用中能够灵活搬运，并且方便后期的检修和维护。基于这一前提，在硬件设计中不能将所有的硬件设备都规划在同一地方，因为射频箱在设计中功能需求较多，因此应用的硬件设备数量也会较多，如果设计为一个射频箱就会导致体积和重量无法得到有效控制，为此可以以多个射频箱独立的方式，对每一部分的连接路径进行专项负责，从而控制硬件设备的体积及重量，同时使实际应用更加灵活。例如将射频箱设计为信号输入射频箱、被测信号输出射频箱、干扰信号输入射频箱和杂乱测试射频箱等，然后将输入与输出两个射频箱连接在系统的输入端和输出端，将干扰信号源连接在系统的前端，将两个环路器安装在射频箱的内部，避免干扰信号出现异常反射情况，同时在端口设计扩展路径，保证射频箱的通用性。 （二）软件设计
为了使软件设计不受到射频箱硬件变动的影响，必须对软件设备进行模式化设计，并且将其作为一个独立的个体实现运行，就射频箱的软件构造来看，主要包括两方面内容，一是操作模块，二是驱动模块。操作模块是射频箱软件系统中的核心部分，主要在系统驱动完成的基础上对射频箱进行上下调动，不仅满足射频箱各个接口的选路、复位等操作，也应对自动测试时的具体调试；驱动模式是射频箱软件系统构成的基础部分，主要对射频箱的各种开关进行控制。在对软件设备进行模式化设计时，着重对操作模块进行设计，因为驱动模块由厂家统一配置，因此不需要单独进行设计和开发。
要保障射频箱的通用性和灵活性，可以对虚拟射频箱这一设计手段进行有效应用。在具体设计时利用计算机技术对射频箱的物理属性和运行特点进行模拟，然后用电子文件描述其组织运行状态，将这个电子文件看作为虚拟射频箱的本体，并且在实际应用中用虚拟射频箱实现各项功能，一旦实体射频箱出现需要改动的部分，就直接对虚拟射频箱进行改动，即对文件的描述进行更改，在保证描述文件结构不变的前提下，射频箱的操作模块就不会发生变动。另外，还要确保操作模块对上操作的可靠性，为此需要对选路算法进行设计，以系统上层的需求依据，对现有的文件描述进行选择，从而得到最佳的测试路径。
结论：综上所述，针对自动射频测试系统中射频箱的软硬件设计的探究是非常必要的。随着信息技术的发展，自动测试已经成为行业发展的必然趋势。在当前测试场景日趋复杂的情况下，测试技术的更新水平越来越快，因此必须从降低测试成本、提升测试效率的角度出发，对自动射频测试系统中的软硬件进行设计。
希望本文能够为研究自动射频测试系统中射频箱的软硬件设计的相关人员提供参考。
参考文献：
[1]周烨.某通信自动测试系统中射频适配器的设计[J].国外电子测量技术,2011,30(6):40-43
[2]谷卓，李书芳，曹坷.UHF频段RFID射频自动测试系统设计[J].电子测量技术,2009,32(10):92-94
[3]杨枢，郭茂龙磁保持射频继电器在移动通信设备自动测试系统中的应用研究[J].工业控制计算机,2009,22(7):86-87
[4]智，陈宝林.基于VEE的射频模块自动测试系统设计[J].无线电工程,2014(6):77-80
[5]秦丽娴，彭欢，陈鹏.北斗射频模块自动测试的设计与实现[J].无线电工程,2024(5)
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