CN104316795A - 一种射频前端模块电磁脉冲效应测试系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频前端模块电磁脉冲效应测试系统与方法，该系统包括电磁脉冲输入单元、第一定向耦合器、第二定向耦合器、第三定向耦合器、第四定向耦合器、检波器、示波器、第一射频机电同轴开关、第二射频机电同轴开关、射频前端模块、隔直器和矢量网络分析仪。通过使用本系统能够实现一种时域和频域测试快速切换的电磁脉冲效应测试方法，该方案能解决传统基于定向耦合器的电磁脉冲效应测试方法普遍存在的无法监测射频前端模块宽频段传输系数的缺陷，从而增强测试能力，为电磁脉冲效应试验研究提供有力支撑。

Description

一种射频前端模块电磁脉冲效应测试系统与方法

技术领域

本发明涉及射频技术领域，尤其涉及一种射频前端模块电磁脉冲效应测试系统与方法。

背景技术

在射频前端电磁脉冲效应试验方法方面，目前主要是在通过定向耦合器将电磁脉冲注入到射频前端模块（如限幅器模块、低噪声放大器模块）的同时，提供另外一路单频点、幅度固定的连续波参考工作信号注入到受试模块，并利用示波器监测入射、反射和透射的连续波电压波形。当反射或透射信号幅度发生变化时，意味着受试模块的传输系数发生了改变，从而判断该模块出现物理损伤。不过，该方法存在的问题是：它仅适用于监测受试模块在单频点处的传输系数，无法监测在一定频段内的传输系数，而绝大多数敏感电子信息系统射频前端的工作频率可以动态调节，并不局限于某个频点。因此，有必要研究新的试验方法，实现电磁脉冲效应试验中射频前端模块宽频段传输系数的在线监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种一种射频前端模块电磁脉冲效应测试系统与方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种射频前端模块电磁脉冲效应测试系统，包括电磁脉冲输入单元、第一定向耦合器、第二定向耦合器、第三定向耦合器、第四定向耦合器、检波器、示波器、第一射频机电同轴开关、第二射频机电同轴开关、射频前端模块、隔直器和矢量网络分析仪；

所述电磁脉冲输入单元用于提供电磁脉冲；

所述第一定向耦合器用于注入微波信号源产生的参考信号，第一定向耦合器的输入与电磁脉冲输入单元连接，第一定向耦合器的一路输出通过隔离器连接微波信号源；另一路输出与第二定向耦合器的输入端连接；

所述第二定向耦合器用于监测前向信号功率，第二定向耦合器的一路输出通过检波器连接示波器；另一路输出与第三定向耦合器的输入端连接；

所述第三定向耦合器用于监测反向信号功率，第三定向耦合器的一路输出通过检波器连接示波器；另一路输出通过第一射频机电同轴开关与射频前端模块的接收端连接；

所述第四定向耦合器用于监测经过射频前端模块的透射信号功率，第四定向耦合器的一路输出通过检波器连接示波器；输入端通过第二射频机电同轴开关与射频前端模块的发射端连接；

第一射频机电同轴开关的另一端和第二射频机电同轴开关的另一端分别通过隔直器与矢量网络分析仪相连。

基于上述系统，我们还提供了一种射频前端模块电磁脉冲效应测试方法，包括以下步骤：

1）天线耦合的电磁脉冲经馈线、穿舱连接器进入舱室内部的测试系统中；

2）通过第一定向耦合器注入微波信号源产生参考信号；

3）将第一射频机电同轴开关和第二射频机电同轴开关分别与第三定向耦合器、第四定向耦合器连通，开展射频前端模块的电磁脉冲注入试验，在试验过程中利用示波器监测不同位置定向耦合器输出的多路信号波形，包括监测入射、反射和透射的电压波形；

4）将第一射频机电同轴开关和第二射频机电同轴开关分别与隔直器连接，开展射频前端模块的小信号传输试验，在试验过程中利用矢量网络分析仪监测受试模块的频域传输系数；

5）根据射频前端模块的电磁脉冲注入试验结果，判断受试模块的时域工作状态；根据小信号传输试验结果，判断受试模块的频域工作状态。

本发明产生的有益效果是：

通过本发明方法能够实现一种时域和频域测试快速切换的电磁脉冲效应测试方法，该方案能解决传统基于定向耦合器的电磁脉冲效应测试方法普遍存在的无法监测射频前端模块宽频段传输系数的缺陷，从而增强测试能力，为电磁脉冲效应试验研究提供有力支撑。

 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，射频前端模块电磁脉冲效应测试系统，包括电磁脉冲输入单元、1#定向耦合器、2#定向耦合器、3#定向耦合器、4#定向耦合器、检波器、示波器、1#射频机电同轴开关、2#射频机电同轴开关、射频前端模块、隔直器和矢量网络分析仪；

电磁脉冲输入单元用于提供电磁脉冲；天线耦合的电磁脉冲经馈线、穿舱连接器进入舱室内部的测试系统中。

1#定向耦合器用于注入微波信号源产生的参考信号，1#定向耦合器的输入与电磁脉冲输入单元连接，1#定向耦合器的一路输出通过隔离器连接微波信号源；另一路输出与2#定向耦合器的输入端连接；

2#定向耦合器用于监测前向信号功率，2#定向耦合器的一路输出通过检波器连接示波器；另一路输出与3#定向耦合器的输入端连接；

3#定向耦合器用于监测反向信号功率，3#定向耦合器的一路输出通过检波器连接示波器；另一路输出通过1#射频机电同轴开关与射频前端模块的接收端连接；

4#定向耦合器用于监测经过射频前端模块的透射信号功率，4#定向耦合器的一路输出通过检波器连接示波器；输入端通过2#射频机电同轴开关与射频前端模块的发射端连接；另一路输出与负载相连；

1#射频机电同轴开关的另一端和2#射频机电同轴开关的另一端分别通过隔直器与矢量网络分析仪相连。

1#定向耦合器的作用是注入微波信号源产生的参考信号；2#定向耦合器的作用是监测前向信号功率，3#定向耦合器的作用是监测反向信号功率；1#和2#射频开关的作用是在电磁脉冲注入测试和小信号传输系数测试之间进行切换，二者处于连接状态“1”时，为电磁脉冲注入测试，处于“0”时，为传输系数测试；4#定向耦合器的作用是监测经过射频前端模块的透射信号功率。

当需要测试射频前端2个级联模块的电磁脉冲效应时，可以在原有图 1所示测试系统的基础上增加同轴开关的数量。系统构成如图2所示。

在图2中，待测模块的数量为2个，而所用到同轴开关的数量从2增加到4。可以得知，如果受试模块的数量继续增加，所使用同轴开关的数量也相应增加。假设受试模块为n个，则同轴开关的数量为2n个。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种射频前端模块电磁脉冲效应测试系统，包括电磁脉冲输入单元、第一定向耦合器、第二定向耦合器、第三定向耦合器、第四定向耦合器、检波器、示波器、第一射频机电同轴开关、第二射频机电同轴开关、射频前端模块、隔直器和矢量网络分析仪；

所述电磁脉冲输入单元用于提供电磁脉冲；

所述第一定向耦合器用于注入微波信号源产生的参考信号，第一定向耦合器的输入与电磁脉冲输入单元连接，第一定向耦合器的一路输出通过隔离器连接微波信号源；另一路输出与第二定向耦合器的输入端连接；

所述第二定向耦合器用于监测前向信号功率，第二定向耦合器的一路输出通过检波器连接示波器；另一路输出与第三定向耦合器的输入端连接；

所述第三定向耦合器用于监测反向信号功率，第三定向耦合器的一路输出通过检波器连接示波器；另一路输出通过第一射频机电同轴开关与射频前端模块的接收端连接；

所述第四定向耦合器用于监测经过射频前端模块的透射信号功率，第四定向耦合器的一路输出通过检波器连接示波器；输入端通过第二射频机电同轴开关与射频前端模块的发射端连接；

 第一射频机电同轴开关的另一端和第二射频机电同轴开关的另一端分别通过隔直器与矢量网络分析仪相连。

2.一种使用权利要求1所述的测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）天线耦合的电磁脉冲经馈线、穿舱连接器进入舱室内部的测试系统中；

2）通过第一定向耦合器注入微波信号源产生参考信号；

3）将第一射频机电同轴开关和第二射频机电同轴开关分别与第三定向耦合器、第四定向耦合器连通，开展射频前端模块的电磁脉冲注入试验，在试验过程中利用示波器监测不同位置定向耦合器输出的多路信号波形，包括监测入射、反射和透射的连续波电压波形；

4）将第一射频机电同轴开关和第二射频机电同轴开关分别与隔直器连接，开展射频前端模块的小信号传输试验，在试验过程中利用矢量网络分析仪监测受试模块的频域传输系数；

5）根据射频前端模块的电磁脉冲注入试验结果，判断受试模块的时域工作状态；根据小信号传输试验结果，判断受试模块的频域工作状态。