本技术实施例涉及无线通信,尤其涉及一种射频系统及其测试方法、电子设备。
背景技术:
1、近年来,电子设备中无线通信技术的应用越来越广泛,因此电子设备中布局的天线数量也越来越多。示例性地,支持第五代移动通信技术(5th generation mobilecommunication technology,5g)通信的电子设备内部设置有多个天线。
2、为了迎合电子设备的多天线设计的趋势,电子设备内部的电路板需要提升射频系统设计架构的紧凑性。而矛盾的是多天线设计需要配置更多地用于对射频系统进行板级测试的射频测试(switch)座,多个射频测试座会占用电路板较大的空间,导致电路板上射频系统设计架构难度较大的问题。
技术实现思路
1、本技术实施例提供一种射频系统及其测试方法、电子设备,用于解决电路板上射频系统设计架构难度较大的问题。
2、为达到上述目的,本技术的实施例采用如下技术方案:
3、第一方面,提供了一种射频系统。该射频系统包括射频电路、天线、射频信号线、耦合器和测试触点组。射频信号线分别与射频电路和天线耦接,形成射频电路和天线之间的通路。耦合器与射频信号线耦合,且与测试触点组耦接。耦合器用于将射频信号线上的至少部分信号传输至测试触点组。
4、射频电路可以输出射频信号;和/或,射频电路可以对天线接收的射频信号进行信号处理。射频电路和射频信号线可以均位于电子设备的电路板上。
5、天线可以基于射频电路提供的射频信号对外进行辐射,还可以接收外界发射的射频信号。
6、本技术的实施例提供的射频系统中,射频电路能够利用射频信号线向天线发射射频信号,以使天线向外辐射电磁波信号。同样的,天线能够利用射频信号线向射频电路提供从外部接收到的射频信号。因此,射频系统对射频信号的收发功能正常。
7、在射频系统满足对射频信号的收发功能的基础上,为了满足对射频系统的板级测试功能,射频系统还可以包括耦合器和测试触点组。耦合器和测试触点组能够将射频信号线上至少部分射频信号经由测试探针传输至测试仪表,在精简射频测试座的情况下实现电路板上射频系统的板级测试。
8、耦合器可以是无源器件。耦合器用于与射频信号线耦合,以从射频信号线中射频信号耦合至少部分信号,得到耦合信号。
9、耦合器可以包括四端口网络,四端口分别是指输入端、直通端、耦合端和隔离端。耦合器的输入端可以通过射频信号线与射频电路的发射端耦接,耦合器的直通端可以通过射频信号线与天线耦接,耦合器的耦合端可以与测试触点组耦接。理论上信号不会传输到隔离端,因此可以不限定隔离端的连接关系。
10、耦合器的插入损耗,可以是直通端的信号功率与输入端的信号功率之间的比值。双向耦合的耦合度,可以是输入端的信号功率与耦合端的信号功率之间的比值取对数,用于表示信号传输到耦合端的强弱。耦合器的隔离度,可以是输入端的信号功率与隔离端的信号功率之间的比值取对数。耦合器的方向性,可以是耦合端的信号功率与隔离端的信号功率之间的比值取对数。其中,耦合器的隔离度,可以等于耦合器的耦合度与耦合器的方向性之和。
11、耦合器可以是定向耦合器,也可以是双向耦合器,此处不作限定。
12、示例性地,耦合器可以包括微带线耦合器、带状线耦合器或其他合适的耦合器,此处不作限定。为了便于理解,后续均以耦合器包括微带线耦合器为例进行说明。
13、测试触点组可以包括至少两个测试触点。其中,至少一个测试触点与耦合器的耦合端耦接,以获取耦合器的耦合信号。相邻两个测试触点之间的距离较近,可以理解地,相连两个测试触点中,一个测试触点位于另一个测试触点的周边。
14、测试触点组用于与外部的测试探针配合,以使测试探针从测试触点组获取到耦合信号,并将耦合信号传递到外部的测试仪表,使得外部的测试仪表基于耦合信号对射频系统进行测试,来判定电子设备中射频系统的板级射频性能测试是否合格,以保证电子设备中射频系统的射频信号质量。
15、在第一方面的一种可能的实现方式中,射频信号线包括第一信号线段、第二信号线段、以及分别与第一信号线段和第二信号线段耦接的第一导电件。第一信号线段与射频电路耦接,第二信号线段与天线耦接。
16、可以理解地,在第一导电件未将第一信号线段和第二信号线段耦接的情况下,第一信号线段和第二信号线段之间断路,即射频电路和天线之间断路。在第一导电件将第一信号线段和第二信号线段耦接的情况下,第一信号线段和第二信号线段之间形成通路,即射频电路和天线之间形成通路。
17、需要说明的是,在射频系统量产阶段,第一导电件是始终将第一信号线段和第二信号线段耦接在一起的,即电子设备中的射频电路和天线之间始终形成通路。射频系统始终保持射频信号收发功能的正常。但是在射频系统的研发试制阶段,第一导电件可以不与第一信号线段和/或第二信号线段耦接,使得射频电路和天线之间断路。
18、在研发试制阶段,取下第一导电件使得第一信号线段和第二信号线段之间断路,能够提高对射频系统进行测试的便利性。
19、在第一方面的另一种可能的实现方式中,第一信号线段包括第一线段触点。测试触点组包括相互间隔的第一测试触点和第二测试触点。其中,第一测试触点与耦合器耦接。第一测试触点和第一线段触点分别位于第二测试触点的周边。并且,第一线段触点的中心与第二测试触点的中心之间的距离,与第一测试触点的中心和第二测试触点的中心之间的距离相等。
20、第一线段触点可以是电路板上与第一信号线段耦接的任一个焊点。
21、在射频系统研发试制阶段,第一导电件可以不与第一信号线段和/或第二信号线段耦接。在对电子设备中电路板上的射频系统进行板级测试的过程中,第一信号线段的第一线段触点上具有射频信号,测试触点组的第二测试触点具有接地信号。测试仪表可以利用第一线段触点和第二测试触点对射频系统进行板级测试。
22、第一线段触点的中心与第二测试触点的中心之间的距离,与第一测试触点的中心和第二测试触点的中心之间的距离相等,这样能够提高测试探针从电路板上获取耦合信号/射频信号的便利性,提高对电子设备中射频系统进行板级测试的效率。另外,第二测试触点能够利用射频信号线周边的空间,增加了电路板上射频系统的设计架构空间,降低电路板上射频系统的设计架构难度。
23、在第一方面的另一种可能的实现方式中,第二信号线段还包括第二线段触点。第一线段触点、第二线段触点、第一测试触点和第二测试触点共同围成一个矩形。
24、第二线段触点可以是电路板上与第二信号线段耦接的任一个焊点。
25、第一线段触点、第二线段触点、第一测试触点和第二测试触点共同围成一个矩形。其中,第一线段触点和第二测试触点之间的连线为矩形的一条侧边,第一测试触点和第二测试触点之间的连线为矩形的一条侧边,第二线段触点和第二测试触点之间的连线为矩形的对角线。
26、这样能够提高测试探针从电路板上获取耦合信号/射频信号的便利性,提高对电子设备中射频系统进行板级测试的效率。另外,测试触点组能够利用射频信号线周边的空间,增加了电路板上射频系统的设计架构空间,降低电路板上射频系统的设计架构难度。
27、在第一方面的另一种可能的实现方式中,第二测试触点与接地端耦接,以获取接地信号。从而便于测试探针和测试仪表利用接地信号对电路板上的射频系统进行板级测试。
28、在第一方面的另一种可能的实现方式中,射频系统还包括校准触点组,校准触点组与射频信号线耦接。校准触点组用于对射频信号线上的信号进行阻抗匹配。
29、在射频系统满足对射频信号的收发功能、以及对射频系统板级测试的基础上,为了提高射频系统的射频信号质量,射频系统还可以包括校准触点组。校准触点组可以与射频信号线耦接,校准触点组用于匹配阻抗以实现射频信号以最佳功率输出,有效提升射频信号的传输成功率。
30、校准触点组可以包括至少两个校准触点。其中,至少一个校准触点与射频信号线(例如第一信号线段或第二信号线段)耦接,以获取射频信号线上的射频信号。相邻两个校准触点之间的距离较近,可以理解地,相邻两个校准触点中,一个校准触点位于另一个校准触点的周边。
31、校准触点组用于与外部的阻抗匹配电路配合,以使阻抗匹配电路从校准触点组获取到射频信号,并将匹配得到与射频信号对应的负载阻抗,以实现射频信号以最佳功率输出,有效提升射频信号的传输成功率。
32、在一些示例中,阻抗匹配电路可以内置于测试探针中。具有阻抗匹配电路的测试探针的多个触脚分别与阻抗匹配电路耦接。校准触点组的校准触点数量可以与测试探针的触脚数量相等;类似地,不同校准触点之间的间隔距离也可以与不同触脚数量之间的间隔距离大致相等。
33、在第一方面的另一种可能的实现方式中,校准触点组包括相互间隔的第一校准触点和第二校准触点。第一校准触点与射频信号线耦接,第二校准触点位于第一校准触点的周边。
34、测试探针中触脚的数量为两个,校准触点组可以包括第一校准触点和第二校准触点。第一校准触点与射频信号线耦接,以获取射频信号线上的射频信号。第二校准触点可以与接地端耦接,以获取接地信号。
35、在第一方面的另一种可能的实现方式中,射频系统还包括隔离触点组,隔离触点组分别与耦合器和接地端耦接。
36、在射频系统满足对射频系统板级测试的基础上,为了进一步提高耦合器的方向性和隔离度,射频系统还可以包括隔离触点组。隔离触点组可以分别与耦合器的隔离端、以及接地端耦接,以确保耦合器中隔离端的信号功率为零。
37、射频系统通过设置隔离触点组,能够将耦合器的隔离端与接地端耦接,确保耦合器中隔离端的信号功率为零。这样,能够提升耦合器耦合射频信号线上的射频信号的耦合度,使得测试仪表能够获取得到耦合度更高的耦合信号,从而提升射频系统板级测试的测试准确性。
38、在第一方面的另一种可能的实现方式中,隔离触点组包括第一隔离触点、第二隔离触点、以及分别与第一隔离触点和第二隔离触点耦接的第二导电件。第一隔离触点与耦合器耦接,第二隔离触点与接地端耦接。
39、第一隔离触点与耦合器的隔离端耦接,第二隔离触点与接地端耦接以获取接地信号,第二导电件分别连接第一隔离触点和第二隔离触点,从而使得第二隔离触点处的接地信号传输至第一隔离触点处的耦合器的隔离端。
40、相邻两个隔离触点之间的距离较近,可以理解地,相邻两个隔离触点中,一个隔离触点位于另一个隔离触点的周边。这样,能够缩短第二导电件的延伸长度降低第二导电件的成本,同时减少第二导电件在电路板上占用的空间。
41、在第一方面的另一种可能的实现方式中,射频系统还包括第一导电件。第一导电件的阻抗值小于第二导电件的阻抗值。
42、第一导电件的阻抗值,可以大致等于0ohm。第一导电件33的阻抗值r1越小射频信号线传输射频信号的效率越高。第二导电件的阻抗值r2,可以满足45ohm≤r2≤55ohm。例如,r2可以为45ohm、48ohm、50ohm、51ohm、54ohm或55ohm。第二导电件的阻抗值r2可以作为耦合器隔离端负载匹配。
43、因此第一导电件的阻抗值小于第二导电件的阻抗值,能够提高射频信号线传输射频信号的效率,同时优化耦合器隔离端的负载匹配提升耦合器的性能。
44、第二方面,本技术提供一种电子设备。该电子设备包括电路板、外壳、以及射频系统。该射频系统为如第一方面任一实现方式中的射频系统。射频系统的射频电路位于电路板上;射频系统的天线包括相互接触的天线弹片和天线辐射器,天线弹片位于电路板上,天线辐射器位于外壳上。
45、天线包括天线辐射器和天线弹片。其中,天线弹片可以位于电子设备的电路板上,天线弹片的一端延伸到电路板外并与天线辐射器直接接触。
46、射频信号线在电路板上分别与射频电路和天线弹片耦接,天线弹片获取到射频信号之后通过导电接触将射频信号传递给天线辐射器,使得天线辐射器基于射频信号向外辐射电磁波信号。
47、天线辐射器可以位于壳体上,天线辐射器可以贯穿壳体以便于向壳体之外的空间辐射电磁波信号。
48、可以理解地,上述提供的任一种电子设备,均可以由上文所提供的对应的射频系统来实现,或与上文所提供的对应的射频系统相关联,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的射频系统中的有益效果,此处不再赘述。
49、第三方面,本技术提供一种射频系统的测试方法。射频系统包括射频电路、天线、射频信号线、耦合器和测试触点组。射频信号线分别与射频电路和天线耦接,形成射频电路和天线之间的通路。耦合器与射频信号线耦合,且与测试触点组耦接。耦合器用于将射频信号线上的至少部分信号传输至测试触点组。
50、测试方法,包括:在射频电路与天线之间形成通路的情况下,耦合器将射频信号线上的至少部分信号传输至测试触点组。测试仪器利用测试针耦接测试触点组,以获取射频信号线上的至少部分信号,对射频系统进行测试。
51、在射频系统的量产阶段,射频系统中的第一导电件将第一信号线段和第二信号线段耦接在一起。在对电子设备中电路板上的射频系统进行板级测试的过程中,耦合器耦合射频信号线上的至少部分射频信号,得到耦合信号,并将耦合信号传递到测试触点组,从而测试仪表可以利用测试触点组对射频系统进行板级测试。
52、示例性地,测试探针的第一触脚与测试触点组的第一测试触点接触,以获取第一测试触点上的耦合信号,并将耦合信号传输至测试仪表。测试探针的第二触脚与测试触点组的第二测试触点接触,以获取第二测试触点上的接地信号,并将接地信号传输至测试仪表。类似地,测试仪表发射的测试信号经由测试探针、耦合器和第一信号线段传输至射频电路。这样,测试仪表可以通过耦合器和测试触点组获取到射频信号线上的信号,来判定电子设备中射频系统的板级射频性能测试是否合格,以保证电子设备中射频系统的射频信号质量。
53、由于射频测试座的成本相较于耦合器和测试触点组而言成本较高。在射频系统量产阶段,去除射频测试座,能够省去成本较高的射频测试座,从而能够降低射频系统的制作成本。
54、在第三方面的一种可能的实现方式中,射频信号线包括相互分隔的第一信号线段和第二信号线段。第一信号线段与射频电路耦接,第二信号线段与天线耦接。第一信号线段包括第一线段触点,测试触点组包括第二测试触点。
55、测试方法,还包括:在射频电路与天线之间断路的情况下,射频电路的信号传输至第一线段触点。测试仪器利用测试针同时耦接第一线段触点和测试触点组中的第二测试触点,以获取射频信号线上的信号,对射频系统进行测试。
56、在射频系统研发试制阶段,第一导电件可以不与第一信号线段和/或第二信号线段耦接。在对电子设备中电路板上的射频系统进行板级测试的过程中,第一信号线段的第一线段触点上具有射频信号,测试触点组的第二测试触点具有接地信号。测试仪表可以利用第一线段触点和第二测试触点对射频系统进行板级测试。其中,可以通过补锡等导电手段导通第一信号线段和第二信号线段,从而在天线正常工作的情况下进行板级测试。导电手段不应增加射频信号线的阻抗,可以理解的,第一信号线段和第二信号线段之间的阻抗应接近0ohm。
57、示例性地,测试探针的第一触脚与第一信号线段的第一线段触点接触,以获取第一线段触点上的射频信号,并将射频信号传输至测试仪表。测试探针的第二触脚与测试触点组的第二测试触点接触,以获取第二测试触点上的接地信号,并将接地信号传输至测试仪表。类似地,测试仪表发射的测试信号经由测试探针、第一线段触点和第一信号线段传输至射频电路。这样,测试仪表可以通过第一线段触点和第二测试触点获取到射频信号线上的信号,来判定电子设备中射频系统的板级射频性能测试是否合格,以保证电子设备中射频系统的射频信号质量。
58、这样,在射频系统研发试制阶段,能够利用射频信号线周边的空间,增加了电路板上射频系统的设计架构空间,降低电路板上射频系统的设计架构难度。
59、在第三方面的另一种可能的实现方式中,射频系统还包括校准触点组,校准触点组与射频信号线耦接。
60、测试方法,还包括:在射频电路与天线形成通路的情况下,利用外接阻抗匹配电路与校准触点组耦接,以匹配与射频信号线上信号对应的阻抗。
61、在射频系统的量产阶段,射频系统中的第一导电件将第一信号线段和第二信号线段耦接在一起。此时,射频电路与天线之间形成通路,测试探针的两个触脚可以同时接触第一校准触点和第二校准触点,从而测试探针内部的阻抗匹配电路能够匹配得到与射频信号对应的负载阻抗,以实现射频信号以最佳功率输出,有效提升射频信号的传输成功率。
1.一种射频系统,其特征在于,包括:射频电路、天线、射频信号线、耦合器和测试触点组;
2.根据权利要求1所述的射频系统,其特征在于,所述射频信号线包括第一信号线段、第二信号线段、以及分别与所述第一信号线段和所述第二信号线段耦接的第一导电件;
3.根据权利要求2所述的射频系统,其特征在于,
4.根据权利要求3所述的射频系统,其特征在于,
5.根据权利要求3或4所述的射频系统,其特征在于,所述第二测试触点与接地端耦接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的射频系统,其特征在于,所述射频系统还包括校准触点组,所述校准触点组与所述射频信号线耦接;
7.根据权利要求6所述的射频系统,其特征在于,所述校准触点组包括相互间隔的第一校准触点和第二校准触点,所述第一校准触点与所述射频信号线耦接,所述第二校准触点位于所述第一校准触点的周边。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的射频系统,其特征在于,所述射频系统还包括隔离触点组,所述隔离触点组分别与所述耦合器和接地端耦接。
9.根据权利要求8所述的射频系统,其特征在于,所述隔离触点组包括第一隔离触点、第二隔离触点、以及分别与所述第一隔离触点和所述第二隔离触点耦接的第二导电件;
10.根据权利要求9所述的射频系统,其特征在于,所述射频系统还包括第一导电件;
11.一种电子设备,其特征在于,包括:电路板、外壳、以及如权利要求1-10中任一项所述的射频系统;其中,所述射频系统的射频电路位于所述电路板上;所述射频系统的天线包括相互接触的天线弹片和天线辐射器,所述天线弹片位于所述电路板上,所述天线辐射器位于所述外壳上。
12.一种射频系统的测试方法,其特征在于,所述射频系统包括射频电路、天线、射频信号线、耦合器和测试触点组;所述射频信号线分别与所述射频电路和所述天线耦接,形成所述射频电路和所述天线之间的通路;所述耦合器与所述射频信号线耦合,且与所述测试触点组耦接;所述耦合器用于将所述射频信号线上的至少部分信号传输至所述测试触点组;
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述射频信号线包括相互分隔的第一信号线段和第二信号线段;所述第一信号线段与所述射频电路耦接,所述第二信号线段与所述天线耦接,所述第一信号线段包括第一线段触点,所述测试触点组包括第二测试触点;
14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述射频系统还包括校准触点组,所述校准触点组与所述射频信号线耦接;
