CN109245836A - 一种多通道设备的测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道设备的测试装置及方法。其中，一种多通道设备的测试装置，包括：耦合负载阵列，其串接于待测多通道设备的输出端，且采用并联方式同步接收多通道设备的输出信号；毫米波通道网络，其连接于耦合负载阵列的耦合端，采用轮巡的方式以实现待测多通道设备的不同输出通道的信号传输；射频测试及检测仪器选择单元，其接收不同输出通道输出的信号传输并进行测试。本发明通过单次连接即实现所有性能指标的测试，有利于避免重复连接出现的异常，保护被测件的安全。

Description

一种多通道设备的测试装置及方法

技术领域

本发明属于测试技术领域，尤其涉及一种多通道设备的测试装置及方法。

背景技术

阵列发射机属于多通道设备，对于多通道设备的测试是单通道手动连接实现验证测试，验证测试效率低下、误差较大，不利于产品的批量化生产，同时也无法获取有效的验证、测量数据，以便对设计进行改善。

以阵列发射机为例：

阵列发射机采用的是阵列发射技术，阵列发射技术是雷达系统中的关键组成部分，高效、可靠的验证测试是保证其研制、生产的重要基础保障条件。图1为现阶段阵列发射机测试系统原理框图。如图1所示，信号发生器为发射机提供射频输入激励信号；电源系统为被测发射机提供工作所需的交流或直流电源；控制系统产生相应模拟、数字或标准总线类的控制信号，对发射机内部状态进行配置，同时接收来源于发射机的反馈模拟、数字响应信号。发射机射频性能参数目前采用大功率衰减器加测试仪器的方式实现检测，检测仪器种类主要为峰值功率计、频谱分析仪、矢量网络分析仪等，大功率衰减器首先将发射机输出的高功率射频信号衰减至检测仪器所能承受的功率范围内，之后检测仪器分别分时手动连接大功率衰减器输出端，测试发射机输出功率(饱和输出功率)、信号频谱特性(含相位噪声、谐波电平、杂散、三阶交调抑制等性能指标)、发射机S参数特性(主要含发射机输入端口驻波、传输增益、P1dB、通道间隔离度及通道间幅相一致性)。发射机各输出端口及各通道的性能指标采用轮巡测试的方式，通道1测试完成后，手动连接通道2，重复通道1相应的测试步骤，以此实现发射机所有通道的指标测试。

现阶段多通道设备的测试装置存在以下缺点：

(1)测试效率低下，完成多通道设备所有性能参数测试的时间较长；

(2)手动连接，测试指标存在一定的不确定度，重复的连接操作工作，容易使操作人员产生疲劳，可能造成连接不可靠，使测量结果产生较大误差，同时也容易损坏多通道大功率设备；

(3)当多通道设备的输出高功率射频信号，如功率容量在10W～1000W量级的微波信号，这样会向周边空间辐射一定的电磁波，若操作人员长时间坚守在多通道大功率设备旁进行测试，容易造成操作人员的不适。

发明内容

为了解决现有技术的不足，第一方面，本发明实施例提供了一种多通道设备的测试装置，其采用多通道耦合负载阵列并联的方式，同步接收多通道设备的输出信号，有利于多通道设备的可靠性验证试验。

本发明实施例的多通道设备包括多通道大功率设备，多通道大功率设备的功率容量在10W～1000W量级的微波信号。

本发明实施例第一方面提供的一种多通道设备的测试装置，包括：

耦合负载阵列，其串接于待测多通道设备的输出端，且采用并联方式同步接收多通道设备的输出信号；

毫米波通道网络，其连接于耦合负载阵列的耦合端，采用轮巡的方式以实现待测多通道设备的不同输出通道的信号传输；

射频测试及检测仪器选择单元，其接收不同输出通道输出的信号传输并进行测试。

结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第一种实施方式中，所述耦合负载阵列由串接在待测试多通道设备的每个通道输出端的耦合负载组成；所述耦合负载包括串联连接的耦合器和负载。

结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第二种实施方式中，所述射频测试及检测仪器选择单元包括矢量信号发生接口、信号分析仪接口、功率计、矢量网络分析仪接口及备用扩展接口。

需要说明的是，射频测试及检测仪器选择单元还可以包括其他设备接口。

结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第三种实施方式中，所述多通道设备的测试装置还包括矢量网络分析仪，其用于在测试前对耦合负载阵列通道进行自动校准，以保证测试通道耦合度和通道间的初始幅相差值。

结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第四种实施方式中，所述多通道设备的测试装置还包括接口适配器，其用于为所述多通道大功率设备连接至交流电源、直流电源、数字信号发生器、信号分析仪和通信模块提供相应标准化接口。

第二方面，本发明实施例提供了一种多通道设备的测试装置的测试方法，其采用多通道耦合负载阵列并联的方式，同步接收多通道设备的输出信号，有利于多通道设备的可靠性验证试验。

本发实施例第二方面提供的一种多通道设备的测试装置的测试方法，包括：

多通道设备的输入端接收测试信号并由输出端输出至耦合负载阵列；

耦合负载阵列采用并联方式同步接收多通道信号；

毫米波通道网络采用轮巡的方式以实现待测多通道设备的不同输出通道的信号传输；

射频测试及检测仪器选择单元单次连接并接收相应输出通道输出的信号传输并实现所有性能指标的测试，有利于避免重复连接出现的异常，保护被测多通道设备的安全。

结合本发明实施例的第二方面，本发明实施例的第二方面的第一种实施方式中，所述测试方法还包括：

在测试前，采用矢量网络分析仪对耦合负载阵列通道进行自动校准，以保证测试通道耦合度和通道间的初始幅相差值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)采用多通道耦合负载阵列并联的方式，同步接收多通道信号，有利于多通道设备的可靠性验证试验。

(2)实现了多通道设备的全自动测试，提高了测试效率，同时也可避免操作人员因长时间驻留在发射机旁，对身体造成一定程度的损伤。

(3)单次连接即实现所有性能指标的测试，有利于避免重复连接出现的异常，保护被测多通道设备的安全。

(4)有利于实现测试数据的自动记录，节省人力资源，提高测量数据可信度，便于产品质量追溯。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是现阶段阵列发射机测试系统原理框图；

图2是本发明实施例的一种多通道设备的测试装置结构原理示图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

术语解释：

多通道设备，包括多通道大功率设备，例如多通道大功率发射机，属于有源电子设备，能够同步实现多通道低功率信号的放大与输出信号幅度、相位调节。

当多通道大功率设备为待测设备时，负载为大功率负载，大功率负载实现大功率射频信号的匹配吸收，将射频信号功率转换为热能散发至周围环境，此处应用的主要由大功率微波、毫米波负载。

下面以多通道设备为多通道阵列发射机举例来进行详细说明：

如图2所示，本发明实施例的一种多通道设备的测试装置，包括：

(1)耦合负载阵列，其串接于待测多通道阵列发射机的输出端，且采用并联方式同步接收多通道大功率信号；

在具体实施中，耦合负载阵列由串接在待测试多通道阵列发射机的每个通道输出端的耦合负载组成；所述耦合负载包括串联连接的耦合器和大功率负载。

(2)毫米波通道网络，其为多通道开关网络且连接于耦合负载阵列的耦合端，采用轮巡的方式以实现待测多通道阵列发射机的不同输出通道的信号传输；

(3)射频测试及检测仪器选择单元，其接收不同输出通道输出的信号传输并进行测试。

在具体实施中，所述射频测试及检测仪器选择单元包括矢量信号发生接口、信号分析仪接口、功率计、矢量网络分析仪接口及备用扩展接口。

需要说明的是，射频测试及检测仪器选择单元还可以包括其他设备接口。

如图2所示，所述多通道设备的测试装置还包括接口适配器，其用于为所述多通道设备连接至交流电源、直流电源、数字信号发生器、信号分析仪和通信模块提供相应标准化接口。

在另一实施例中，所述多通道设备的测试装置还包括矢量网络分析仪，其用于在测试前对耦合负载阵列通道进行自动校准，以保证测试通道耦合度和通道间的初始幅相差值。

根据用户的不同需求，也可应用于其它多通道大功率设备测试领域。

下面以多通道阵列发射机为例来进行详细说明多通道设备的测试装置的测试方法：

测试前首先使用矢量网络分析仪对耦合负载阵列通道进行自动校准(含通道耦合度、通道间幅相一致性)，之后将发射机所有输出端口同耦合负载阵列输入端口一一进行对接，将耦合负载阵列的耦合输出端口与毫米波通道网络的通道端口相连接，毫米波通道网络的公共输出端口连接至仪器选择开关网络响应输入端口，被测信号最终通过仪器选择开关网络内部开关通道，分时切换输入至各个毫米波测量仪器，执行功率、频谱或S参数等项目测试。

本发实施例的一种多通道设备的测试装置的测试方法，包括：

S11：多通道设备的输入端接收测试信号并由输出端输出至耦合负载阵列；

S12：多通道设备的输入端接收测试信号并由输出端输出至耦合负载阵列；

S13：毫米波通道网络采用轮巡的方式以实现待测多通道设备的不同输出通道的信号传输；

S14：射频测试及检测仪器选择单元单次连接并接收相应输出通道输出的信号传输并实现所有性能指标的测试，有利于避免重复连接出现的异常，保护被测多通道大功率设备的安全。

本实施例中多通道耦合负载阵列的实现，才得以使发射机的全自动测试成为可能，耦合负载阵列一方面实现大功率信号的等比例耦合输出，将被测发射机输出大功率信号等比例转换为仪器设备可承受的低功率信号，且此种方式耦合器的功率损耗较低，温度变化较小，对耦合度指标基本没影响，利于大功率信号的精确测试；另外一方面实现多通道大功率射频信号的匹配吸收；

其次采用多通道开关轮巡切换的方式实现不同通道输出信号的传输，用于性能指标测试。

依据阵列发射技术测试要求，结合被测件自身技术特性，本实施例采用多通道大功率信号耦合负载阵列及智能化的毫米波通道网络实现多通道阵列发射单元功率参数、频谱参数及通道间幅相一致性等参数的验证与测试，可有效提高验证测试效率及准确度，同时可节省各项人力、物力资源，缩短产品的研制及生产周期。

根据用户的不同需求，也可应用于其它多通道大功率设备测试领域。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多通道设备的测试装置，其特征在于，包括：

耦合负载阵列，其串接于待测多通道设备的输出端，且采用并联方式同步接收多通道设备的输出信号；

毫米波通道网络，其连接于耦合负载阵列的耦合端，采用轮巡的方式以实现待测多通道设备的不同输出通道的信号传输；

射频测试及检测仪器选择单元，其接收不同输出通道输出的信号传输并进行测试。

2.如权利要求1所述的一种多通道设备的测试装置，其特征在于，所述耦合负载阵列由串接在待测试多通道设备的每个通道输出端的耦合负载组成；所述耦合负载包括串联连接的耦合器和负载。

3.如权利要求1所述的一种多通道设备的测试装置，其特征在于，所述射频测试及检测仪器选择单元包括矢量信号发生接口、信号分析仪接口、功率计、矢量网络分析仪接口及备用扩展接口。

4.如权利要求1所述的一种多通道设备的测试装置，其特征在于，所述多通道设备的测试装置还包括矢量网络分析仪，其用于在测试前对耦合负载阵列通道进行自动校准，以保证测试通道耦合度和通道间的初始幅相差值。

5.如权利要求1所述的一种多通道设备的测试装置，其特征在于，所述多通道设备的测试装置还包括接口适配器，其用于为所述多通道设备连接至交流电源、直流电源、数字信号发生器、信号分析仪和通信模块提供相应标准化接口。

6.一种基于如权利要求1-5中任一项所述的多通道设备的测试装置的测试方法，其特征在于，包括：

多通道设备的输入端接收测试信号并由输出端输出至耦合负载阵列；

耦合负载阵列采用并联方式同步接收多通道信号；

毫米波通道网络采用轮巡的方式以实现待测多通道设备的不同输出通道的信号传输；

射频测试及检测仪器选择单元单次连接并接收相应输出通道输出的信号传输并实现所有性能指标的测试，有利于避免重复连接出现的异常，保护被测多通道设备的安全。

7.如权利要求6所述的多通道设备的测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括：

在测试前，采用矢量网络分析仪对耦合负载阵列通道进行自动校准，以保证测试通道耦合度和通道间的初始幅相差值。