CN106385287A - 一种多通道t/r组件测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道T/R组件测试装置及方法，其中该装置包括收发信号分离网络，所述收发信号分离网络包括至少一个合路器，合路器的每一个分路端均通过一个四端口网络与多通道T/R组件的发射输出/接收输入端相连，多通道T/R组件的发射输入/接收输出端通过仪器分配网络与T/R组件性能测试仪器分别相连；所述合路器的合路端也通过仪器分配网络与T/R组件性能测试仪器分别相连；所述仪器分配网络还与信号源相连，所述信号源用于为多通道T/R组件提供输入信号；所述收发信号分离网络和仪器分配网络均与控制器相连；所述四端口网络包括两种工作状态，一种工作状态是形成两条竖向微波通道，另一种工作状态是形成两条横向微波通道。
Description
技术领域
本发明属于测试技术领域，尤其涉及一种多通道T/R组件测试装置及方法。
背景技术
随着微波毫米波集成技术的迅速发展，多通道已成为T/R组件的发展趋势之一，多通道T/R组件在研制生产过程中，除了需要测试单个T/R的性能指标，还需要测试多个T/R组件间的性能指标，同时作为由多个T/R组件组成多通道T/R阵列，还对合成的功率等提出了验证要求。
基于多通道T/R组件性能指标种类和数量多，测试时间要求高，目前对于多通道T/R组件的测试一般都采用自动测试的方案，在自动测试系统中，作为通道切换和通道调理的开关网络是其重要组成部分。目前针对多通道T/R组件性能指标测试的开关网络方案一般采用如附图1所示的方案。
如附图1所示，针对多通道T/R组件的测试验证的需求，针对开关网络的解决方案基本是采用开关、合路与衰减一体化的设计思路。多通道T/R组件发射输出/接收输入端口一般有N个射频端口(不同规模的N有所不同)，发射输入/接收输出端口一般只有一个射频端口。为了实现测试与验证，在N个发射输出/接收输入端口设计N个一选二微波开关进行分离，N个一选二微波开关一端接入N路的合路器，用于发射功率的合路测试，另一端接入N选一开关网络，用于发射状态多通道性能指标的巡测；连接仪器的端口通过多个开关组合实现收发测试的连接。
目前采用开关、合路与衰减一体化的设计思路，开关组合比较庞大，成本较高，同时为了对合路功率进行验证，需要对合路路径进行配相处理，调试的难度和工作量都非常大，人力成本相对较高，同时由于规模庞大，对于测试性、维修性等都带来了很大的挑战。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多通道T/R组件测试装置及方法。本发明能够改善端口匹配性，提高测试精度。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多通道T/R组件测试装置，包括：
收发信号分离网络，所述收发信号分离网络包括至少一个合路器，合路器的每一个分路端均通过一个四端口网络与多通道T/R组件的发射输出/接收输入端相连，多通道T/R组件的发射输入/接收输出端通过仪器分配网络与T/R组件性能测试仪器分别相连；所述合路器的合路端也通过仪器分配网络与T/R组件性能测试仪器分别相连；所述仪器分配网络还与信号源相连，所述信号源用于为多通道T/R组件提供输入信号；
所述收发信号分离网络和仪器分配网络均与控制器相连；
所述四端口网络包括两种工作状态，一种工作状态是形成两条竖向微波通道，另一种工作状态是形成两条横向微波通道。
所述四端口网络的每条竖向微波通道均与负载相连。
所述四端口网络的每条横向微波通道均与负载相连。
本发明利用四端口网络形成两条传输路径同时导通的特点，采用一条传输路径分别连接合路器的功分端口与被测多通道T/R组件发射输出端口，一条传输路径两端连接负载的方法来吸收大功率，解决了测试端口的匹配问题，改善了端口匹配性，提高了测试精度。
所述T/R组件性能测试仪器包括功率计、频谱仪和噪声仪中至少一种。
其中，信号源和功率计用来测试多通道T/R组件的发射通道合路功率参数和单路功率参数。
信号源和频谱仪用来测试多通道T/R组件的通道单路频谱参数，其中，通道单路频谱参数包括发射通道单路频谱参数和接收通道单路频谱参数。
所述多通道T/R组件测试装置还包括噪声源，所述噪声源通过仪器分配网络为多通道T/R组件提供噪声输入信号。
噪声源和噪声仪用来测试多通道T/R组件的接收通道单路噪声系数。
所述仪器分配网络还与第一矢网端口和第二矢网端口分别相连，用于测量T/R组件的通道单路S参数。
本发明采用合路器和四端口网络的组合，实现了合路与单路的测试验证通道切换方法，减少了开关的使用数量和测试通道连接的电缆数量，解决了因连接电缆过多带来的通道指标不确定度过大的问题和提高测试验证装置的性价比，减小了开关组合的规模和测试通道复杂度，有效的降低了成本和研制难度。
一种基于多通道T/R组件测试装置的测试方法，包括：
启动相应的T/R组件性能测试仪器或/和信号源；
控制器控制仪器分配网络与相应的T/R组件性能测试仪器或/和信号源分别连通；
控制器还控制收发信号分离网络中任一四端口网络形成两条竖向微波通道，其他四端口网络均形成两条横向微波通道，用于测试多通道T/R组件的相应单路参数。
测试多通道T/R组件的单路参数包括：通道单路功率参数、通道单路频谱参数、通道单路S参数和接收通道单路噪声系数。
采用噪声源和噪声仪对多通道T/R组件的接收通道单路噪声系数进行测试；其中，噪声源产生的信号经仪器分配网络传送至多通道T/R组件的发射输出/接收输入端口；噪声仪经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输入/接收输出端口，且接收来至多通道T/R组件的发射输入/接收输出端口的信号进行测试。
一种基于多通道T/R组件测试装置的测试方法，包括：
启动信号源和测试多通道T/R组件的发射通道合路功率参数的功率计；
控制器控制仪器分配网络与功率计和信号源分别连通；
控制器还控制收发信号分离网络中每个四端口网络均形成两条竖向微波通道，用于测试多通道T/R组件的发射通道合路功率参数。
本发明的有益效果为：
(1)利用四端口网络形成两条传输路径同时导通的特点，采用一条传输路径分别连接合路器的功分端口与被测多通道T/R组件发射输出端口，一条传输路径两端连接大功率吸收负载的方法，解决了测试端口的匹配问题，改善了端口匹配性，提高了测试精度。
(2)采用合路器和四端口网络的组合，实现了合路与单路的测试验证通道切换方法，减少了开关的使用数量和测试通道连接的电缆数量，解决了因连接电缆过多带来的通道指标不确定度过大的问题和提高测试验证装置的性价比，减小了开关组合的规模和测试通道复杂度，有效的降低了成本和研制难度。
附图说明
图1是传统的多通道T/R组件测试装置结构示意图；
图2是本发明的多通道T/R组件测试装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
图2是本发明的多通道T/R组件测试装置结构示意图。在图2中，矢网端口1和矢网端口2分别为第一矢网端口和第二矢网端口。
如图2所示的多通道T/R组件测试装置，包括：
收发信号分离网络，所述收发信号分离网络包括至少一个合路器，合路器的每一个分路端均通过一个四端口网络与多通道T/R组件的发射输出/接收输入端相连，多通道T/R组件的发射输入/接收输出端通过仪器分配网络与T/R组件性能测试仪器分别相连；所述合路器的合路端也通过仪器分配网络与T/R组件性能测试仪器分别相连；所述仪器分配网络还与信号源相连，所述信号源用于为多通道T/R组件提供输入信号；
所述收发信号分离网络和仪器分配网络均与控制器相连；
所述四端口网络包括两种工作状态，一种工作状态是形成两条竖向微波通道，另一种工作状态是形成两条横向微波通道。
其中，四端口网络的每条竖向微波通道均与负载相连。四端口网络的每条横向微波通道均与负载相连。
在具体实施例中，仪器分配网络应至少包含如图2所示虚线框内的微波组件。其中，如图2所示虚线框内的微波组件包括6个一选二微波开关、1个一选四微波开关、1个一选六微波开关和3个大功率微波衰减器，该微波组件用于实现发射通道功率参数、频谱参数、S参数以及接收通道频谱参数、噪声系数、S参数的自动测试。
具体实施中，合路器为N路合路器，其中，N为大于1的正整数。如图2所示，四端口网络可以采用双刀双掷微波开关来实现；双刀双掷微波开关包括4个端口，分别为J1、J2、J3、J4。
其中，J1与合路器的输入端口相连，J2与T/R组件的发射输出/接收输入端口相连，J3和J4分别与负载相连。收发信号分离网络包括两种工作状态，一种工作状态是同时形成J1—J2微波通道和J3—J4微波通道，另一种工作状态是同时形成J1—J3微波通道和J2—J4微波通道。
其中，仪器分配网络和收发信号分离网络均与控制器相连，控制器可以共用，当开关规模大时，可以分别连接不同的控制器。
在具体实施过程中，T/R组件性能测试仪器包括功率计、频谱仪和噪声仪中至少一种。
其中，信号源和功率计用来测试多通道T/R组件的发射通道合路功率参数和单路功率参数。
信号源和频谱仪用来测试多通道T/R组件的通道单路频谱参数，其中，通道单路频谱参数包括发射通道单路频谱参数和接收通道单路频谱参数。
多通道T/R组件测试装置还包括噪声源，所述噪声源通过仪器分配网络为多通道T/R组件提供噪声输入信号。
噪声源和噪声仪用来测试多通道T/R组件的接收通道单路噪声系数。
仪器分配网络还与第一矢网端口和第二矢网端口分别相连，用于测量T/R组件的通道单路S参数。
其中，信号源与仪器分配网络相连，信号源产生的信号经仪器分配网络传送至T/R组件的发射输入/接收输出端口，也可以经仪器分配网络和收发信号分离网络传送至T/R组件的发射输出/接收输入端口。
功率计与仪器分配网络相连，功率计经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输出/接收输入端口，接收来至T/R组件的发射输出/接收输入端口的信号。
噪声源与仪器分配网络相连，噪声源产生的噪声信号经仪器分配网络和收发信号分离网络传送至发射输出/接收输入端口。
噪声仪与仪器分配网络相连，噪声仪经仪器分配网络连接至T/R组件发射输入/接收输出端口，接收来至T/R组件发射输入/接收输出端口的信号。
第一矢网端口与仪器分配网络相连，第一矢网端口产生的信号经仪器分配网络和收发信号分离网络传送至T/R组件的发射输出/接收输入端口，也可以接收来自发射输出/接收输入端口的信号。
第二矢网端口与仪器分配网络相连，第二矢网端口产生的信号经仪器分配网络传送至T/R组件的发射输出/接收输入端口，也可以接收来自发射输出/接收输入端口的信号。
频谱仪与仪器分配网络相连，频谱仪经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输出/接收输入端口和T/R组件的发射输出/接收输入端口，接收来至T/R组件的发射输出/接收输入端口和发射输出/接收输入端口的信号。
本发明的多通道T/R组件测试装置结构利用四端口网络形成两条传输路径同时导通的特点，采用一条传输路径分别连接合路器的功分端口与被测多通道T/R组件发射输出端口，一条传输路径两端连接负载的方法来吸收大功率，解决了测试端口的匹配问题，改善了端口匹配性，提高了测试精度。
本发明多通道T/R组件测试装置结构采用合路器和四端口网络的组合，实现了合路与单路的测试验证通道切换方法，减少了开关的使用数量和测试通道连接的电缆数量，解决了因连接电缆过多带来的通道指标不确定度过大的问题和提高测试验证装置的性价比，减小了开关组合的规模和测试通道复杂度，有效的降低了成本和研制难度。
本发明还提供了一种基于多通道T/R组件测试装置的测试方法，该方法针对多通道T/R组件的相应单路参数测试，其包括：
启动相应的T/R组件性能测试仪器或/和信号源；
控制器控制仪器分配网络与相应的T/R组件性能测试仪器或/和信号源分别连通；
控制器还控制收发信号分离网络中任一四端口网络形成两条竖向微波通道，其他四端口网络均形成两条横向微波通道，用于测试多通道T/R组件的相应单路参数。
其中，测试多通道T/R组件的单路参数包括：通道单路功率参数、通道单路频谱参数、通道单路S参数和接收通道单路噪声系数。
采用噪声源和噪声仪对多通道T/R组件的接收通道单路噪声系数进行测试；其中，噪声源产生的信号经仪器分配网络传送至多通道T/R组件的发射输出/接收输入端口；噪声仪经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输入/接收输出端口，且接收来至多通道T/R组件的发射输入/接收输出端口的信号进行测试。
具体地，发射通道单路功率参数的测试过程为：
采用信号源和功率计进行测试，所述信号源产生的信号经仪器分配网络传送至T/R组件的发射输入/接收输出端口，所述功率计经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输出/接收输入端口，接收来至T/R组件的发射输出/接收输入端口的信号，该信号一般功率较大，经过衰减器1将信号调理后，由所述功率计接收并进行测试；所述的衰减器1起到保护功率计的作用；该测试时，收发信号分离网络中某一个双刀双掷微波开关工作于J1—J2微波连通通道和J3—J4微波连通通道的状态，其它双刀双掷微波开关工作于J1—J3微波连通通道和J2—J4微波连通通道的状态。其它路的参数测试采用上述步骤依次进行测试。
具体地，发射通道单路频谱参数的测试过程为：
采用信号源和频谱仪进行测试，所述信号源产生的信号经仪器分配网络传送至T/R组件的发射输入/接收输出端口，所述频谱仪经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输出/接收输入端口，接收来至T/R组件的发射输出/接收输入端口的信号，该信号一般功率较大，经过衰减器3的开关通道将信号调理后，由所述频谱仪接收并进行测试；所述的衰减器3起到保护频谱仪的作用；该测试时，收发信号分离网络中某一个双刀双掷微波开关工作于J1—J2微波连通通道和J3—J4微波连通通道的状态，其它双刀双掷微波开关工作于J1—J3微波连通通道和J2—J4微波连通通道的状态。其它路的参数测试采用上述步骤依次进行测试。
具体地，发射通道单路S参数的测试过程为：
采用第一矢网端口和第二矢网端口进行测试，所述第二矢网端口产生的信号经仪器分配网络传送至T/R组件的发射输入/接收输出端口，所述第一矢网端口经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输出/接收输入端口，接收来至T/R组件的发射输出/接收输入端口的信号，该信号一般功率较大，经过衰减器2的开关通道将信号调理后，由所述第一矢网端口接收并进行测试；所述的衰减器2起到保护第一矢网端口的作用；该测试时，收发信号分离网络中某一个双刀双掷微波开关工作于J1—J2微波连通通道和J3—J4微波连通通道的状态，其它双刀双掷微波开关工作于J1—J3微波连通通道和J2—J4微波连通通道的状态。其它路的参数测试采用上述步骤依次进行测试。
具体地，接收通道单路频谱参数的测试过程为：
采用所述的信号源和频谱仪进行测试，所述信号源产生的信号经仪器分配网络传送至T/R组件的发射输出/接收输入端口，所述频谱仪经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输入/接收输出端口，接收来至T/R组件的发射输入/接收输出端口的信号，该信号一般功率较小，所以需要经过非衰减的开关通道由所述频谱仪接收并进行测试；该测试时，收发信号分离网络中某一个双刀双掷微波开关工作于J1—J2微波连通通道和J3—J4微波连通通道的状态，其它双刀双掷微波开关工作于J1—J3微波连通通道和J2—J4微波连通通道的状态。其它路的参数测试采用上述步骤依次进行测试。
具体地，接收通道单路S参数的测试过程为：
采用第一矢网端口和第二矢网端口进行测试，所述第一矢网端口产生的信号经仪器分配网络传送至T/R组件的发射输出/接收输入端口，所述第二矢网端口经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输入/接收输出端口，接收来至T/R组件的发射输入/接收输出端口的信号进行测试；第一矢网端口产生的信号一般功率较小，所以需要经过非衰减的开关通道传送至T/R组件的发射输出/接收输入端口；该测试时，收发信号分离网络中某一个双刀双掷微波开关工作于J1—J2微波连通通道和J3—J4微波连通通道的状态，其它双刀双掷微波开关工作于J1—J3微波连通通道和J2—J4微波连通通道的状态。其它路的参数测试采用上述步骤依次进行测试。
具体地，接收通道单路噪声系数的测试过程为：
采用噪声源和噪声仪进行测试，所述噪声源产生的信号经仪器分配网络传送至T/R组件的发射输出/接收输入端口，所述噪声仪经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输入/接收输出端口，接收来至T/R组件的发射输入/接收输出端口的信号进行测试；该测试时，收发信号分离网络中某一个双刀双掷微波开关工作于J1—J2微波连通通道和J3—J4微波连通通道的状态，其它双刀双掷微波开关工作于J1—J3微波连通通道和J2—J4微波连通通道的状态。其它路的参数测试采用上述步骤依次进行测试。
本发明还提供了另一种基于多通道T/R组件测试装置的测试方法，该方法针对发射通道合路功率参数测试，其包括：
启动信号源和测试多通道T/R组件的发射通道合路功率参数的功率计；
控制器控制仪器分配网络与功率计和信号源分别连通；
控制器还控制收发信号分离网络中每个四端口网络均形成两条竖向微波通道，用于测试多通道T/R组件的发射通道合路功率参数。
具体地，发射通道合路功率参数的测试过程为：
采用信号源和功率计进行测试，所述信号源产生的信号经仪器分配网络传送至T/R组件的发射输入/接收输出端口，所述功率计经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输出/接收输入端口，接收来至T/R组件的发射输出/接收输入端口的信号，该信号一般功率较大，经过衰减器1将信号调理后，由所述功率计接收并进行测试；所述的衰减器1起到保护功率计的作用；该测试时，收发信号分离网络中的双刀双掷微波开关全部工作于J1—J2微波连通通道和J3—J4微波连通通道的状态。
本发明在发射状态单通道测试时，控制器控制四端口网络连通J1-J2通道和J3-J4通道，其它开关都接通J1-J3通道和J2-J4通道，通过该方案，在单通道测试时能够保证所有的未被测试T/R组件的发射端口和其它的合路器端口都端接匹配负载，保证了测试的精度。
发射状态合路功率测试时，控制器控制四端口网络连通J1-J2通道和J3-J4通道，保证所有被测试T/R组件的发射端口都能够连接到合路器进行合路功率的测试。
接收状态单通道测试时，控制器控制四端口网络连通J1-J2通道和J3-J4通道，其它开关都接通J1-J3通道和J2-J4通道，通过该方案，在测试接收通道隔离度时，保证输入端口端接匹配负载，有效保证了测试的准确度。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种多通道T/R组件测试装置，其特征在于，包括：
收发信号分离网络，所述收发信号分离网络包括至少一个合路器，合路器的每一个分路端均通过一个四端口网络与多通道T/R组件的发射输出/接收输入端相连，多通道T/R组件的发射输入/接收输出端通过仪器分配网络与T/R组件性能测试仪器分别相连；所述合路器的合路端也通过仪器分配网络与T/R组件性能测试仪器分别相连；所述仪器分配网络还与信号源相连，所述信号源用于为多通道T/R组件提供输入信号；
所述收发信号分离网络和仪器分配网络均与控制器相连；
所述四端口网络包括两种工作状态，一种工作状态是形成两条竖向微波通道，另一种工作状态是形成两条横向微波通道。
2.如权利要求1所述的一种多通道T/R组件测试装置，其特征在于，所述四端口网络的每条竖向微波通道均与负载相连。
3.如权利要求1所述的一种多通道T/R组件测试装置，其特征在于，所述四端口网络的每条横向微波通道均与负载相连。
4.如权利要求1所述的一种多通道T/R组件测试装置，其特征在于，所述T/R组件性能测试仪器包括功率计、频谱仪和噪声仪中至少一种。
5.如权利要求1所述的一种多通道T/R组件测试装置，其特征在于，所述多通道T/R组件测试装置还包括噪声源，所述噪声源通过仪器分配网络为多通道T/R组件提供噪声输入信号。
6.如权利要求1所述的一种多通道T/R组件测试装置，其特征在于，所述仪器分配网络还与第一矢网端口和第二矢网端口分别相连，用于测量T/R组件的通道单路S参数。
7.一种基于如权利要求1-6任一所述的多通道T/R组件测试装置的测试方法，其特征在于，包括：
启动相应的T/R组件性能测试仪器或/和信号源；
控制器控制仪器分配网络与相应的T/R组件性能测试仪器或/和信号源分别连通；
控制器还控制收发信号分离网络中任一四端口网络形成两条竖向微波通道，其他四端口网络均形成两条横向微波通道，用于测试多通道T/R组件的相应单路参数。
8.如权利要求7所述的多通道T/R组件测试装置的测试方法，其特征在于，测试多通道T/R组件的单路参数包括：通道单路功率参数、通道单路频谱参数、通道单路S参数和接收通道单路噪声系数。
9.如权利要求8所述的多通道T/R组件测试装置的测试方法，其特征在于，采用噪声源和噪声仪对多通道T/R组件的接收通道单路噪声系数进行测试；其中，噪声源产生的信号经仪器分配网络传送至多通道T/R组件的发射输出/接收输入端口；噪声仪经仪器分配网络和收发信号分离网络连接至T/R组件的发射输入/接收输出端口，且接收来至多通道T/R组件的发射输入/接收输出端口的信号进行测试。
10.一种基于如权利要求1-6任一所述的多通道T/R组件测试装置的测试方法，其特征在于，包括：
启动信号源和测试多通道T/R组件的发射通道合路功率参数的功率计；
控制器控制仪器分配网络与功率计和信号源分别连通；
控制器还控制收发信号分离网络中每个四端口网络均形成两条竖向微波通道，用于测试多通道T/R组件的发射通道合路功率参数。
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