CN109375012A - 一种可扩充阵列多功能基板的测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可扩充阵列多功能基板的测试装置及测试方法，包括待测多功能基板、第一测试面板、第二测试面板；所述待测多功能基板设置于所述第一测试面板和第二测试面板之间；所述待测多功能基板的正面射频部分设置为射频接口层的射频输入口和射频输出口，所述待测多功能基板的背面射频部分设置为盲配接口层的射频连接器；所述第一测试面板和所述第二测试面板均设置有连接器；所述连接器与测试模块相连以实现所述测试模块对所述待测多功能基板的检测；本发明通过将测试模块与第一测试面板所述连接器连接即可测量所述多功能基板各射频通道的电性能参数，测量结果快速准确。

Description

一种可扩充阵列多功能基板的测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及天线电性能测试技术领域，具体涉及一种可扩充阵列多功能基板的测试装置及测试方法。
背景技术
有源相控阵天线作为相控阵雷达的核心部分，其集成度水平决定整个雷达系统的性能与成本。雷达系统的工作频率越高，阵元越小，有源相控阵天线的集成度要求就越高。
瓦片式相控阵天线是一种新型的高集成有源天线系统，通常阵面天线由瓦片有源子阵模块二维可扩充组合而成，在结构和电讯上具备二维可扩充等特点，使瓦片式相控阵天线符合机载、星载等高密度集成相控阵雷达的需求，逐渐成为当前研发的热点。
由于片式瓦片有源天线电尺寸大，有源通道数量多，现有测试瓦片式相控阵天线上多功能基板的射频通道方法大多为采用移动探针台的移动，使得探针与射频连接处相接触，逐一进行各射频通道的电性能测试，这种方法测试工作量大，测试效率低，测试周期长，费用高。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种可扩充阵列多功能基板的测试装置包括待测多功能基板、第一测试面板、第二测试面板；所述待测多功能基板设置于所述第一测试面板和第二测试面板之间；所述待测多功能基板的正面射频部分设置为射频接口层的射频输入口和射频输出口，所述待测多功能基板的背面射频部分设置为盲配接口层的射频连接器；所述待测多功能基板的射频总口经功分网络分成若干所述射频输入口，校正总口经功分网络分成若干所述射频输出口；所述第一测试面板对应所述待测多功能基板的所述正面射频部分设置；所述第二测试面板对应所述待测多功能基板的背面射频部分设置；所述第一测试面板和所述第二测试面板均设置有连接器；所述第一测试面板的所述连接器与所述射频接口层的所述射频输入口、所述射频输出口相连；所述第二测试面板的所述连接器与所述盲配接口层的所述射频连接器相连；所述连接器与测试模块相连以实现所述测试模块对所述待测多功能基板的检测。
较佳的，所述连接器设置为高精度集成式SMP射频盲配弹性连接器；所述连接器内部设置为毛纽扣，所述毛纽扣与所述待测多功能基板的所述射频输入口、所述射频输出口、所述射频连接器相连。
较佳的，所述连接器设置为弹簧式结构，所述毛纽扣的射频接触点是可纵向浮动的。
较佳的，所述测试模块采用矢量网络分析仪；所述测试模块作为信号源和接收机以发射和接收射频信号。
较佳的，所述第一测试面板和所述第二测试面板均设置有螺钉安装孔、定位销；所述螺钉安装孔用于通过螺钉固定所述第一测试面板、所述第二测试面板和所述待测多功能基板，使所述待测多功能基板与所述第一测试面板、所述第二测试面板间无缝叠层相接触；所述定位销用于实现所述第一测试面板的所述毛纽扣、所述第二测试面板的所述毛纽扣和所述多功能基板射频连接处的精确相连。
较佳的，所述第一测试面板还设置有射频总口孔位和校正总口孔位；所述射频总口孔位对应所述射频总口设置；所述校正总口孔位以对应所述校正总口设置；所述射频总口孔位和校正总口孔位用于预留空间使所述测试射频连接器连接所述待测多功能基板的所述射频总口和所述校正总口。
较佳的，每个所述射频输入口对应两个所述射频输出口。
一种所述可扩充阵列多功能基板的测试装置的测试方法，包括步骤：
S1，将所述待测多功能基板置于所述第一测试面板和所述第二测试面板之间，以定位销和螺钉紧固所述第一测试面板、所述待测多功能基板及所述第二测试面板并置于测试台上；
S2，设置所述测试模块测量所述待测多功能基板的测量参数。
较佳的，测量所述射频总口到所述射频输入口的驻波比和S21传输参数(正向传输系数)；通过所述测试模块连接所述射频总口和单个所述射频输入口，其他所述射频输入口连接50欧姆匹配负载，以此逐一测试所述射频总口到各个所述射频输入口的电性能参数。
较佳的，测量所述校正总口到所述射频输出口的驻波比和S21电性能参数，所述第二测试面板的所述连接器接上50欧姆匹配负载，通过所述测试模块连接所述校正总口和单个所述射频输出口，以此逐一测试所述校正总口到各个所述射频输出口的电性能参数。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明采用高精度的第一测试面板、第二测试面板和瓦片式多功能基板的无缝层叠组成的测量装置；通过将测试模块与第一测试面板所述连接器连接即可测量所述多功能基板各射频通道的电性能参数，测量结果快速准确。
附图说明
图1为本发明可扩充阵列多功能基板测试装置的功能示意图；
图2是本发明可扩充阵列多功能基板测试装置的结构示意图；
图3是所述第一测试面板的结构示意图；
图4是所述第二测试面板的结构示意图；
图5是本发明可扩充阵列多功能基板测试装置的连接视图；
图6是所述待测多功能基板单个校正通道的S21传输系数结果示意图；
图7是所述待测多功能基板单个激励通道的S21传输系数结果示意图。
图中数字表示：
1-待测多功能基板；2-第一测试面板；3-第二测试面板；4-连接器；5-螺钉安装孔；6-定位销；7-射频总口孔位；8-校正总口孔位；41-毛纽扣。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
如图1和图2所示，图1为本发明可扩充阵列多功能基板测试装置的功能示意图；图2是本发明可扩充阵列多功能基板测试装置的结构示意图；本发明可扩充阵列多功能基板的测试装置包括待测多功能基板1、第一测试面板2、第二测试面板3；所述待测多功能基板1设置于所述第一测试面板2和第二测试面板3之间。
针对常用瓦片式相控阵天线的多功能基板，所述多功能基板的工作频段范围一般从8GHz到12GHz，阵列规模8×8。在本实施例中，所述待测多功能基板1为基于低温共烧陶瓷LTCC工艺加工而成，介质型号为CLTE-XT，单层厚度为0.254mm，介电常数为2.94。
所述待测多功能基板1的正面射频部分设置为射频接口层的射频输入口和射频输出口，本实施例中每个所述射频输入口对应两个所述射频输出口，所述待测多功能基板1的背面射频部分设置为盲配接口层的射频连接器。所述待测多功能基板1的射频总口经功分网络分成32个所述射频输入口，校正总口经功分网络分成64个所述射频输出口。所述第一测试面板2对应所述待测多功能基板1的所述正面射频部分设置；所述第二测试面板3对应所述待测多功能基板1的背面射频部分设置。
如图3和图4所示，图3是所述第一测试面板的结构示意图；图4是所述第二测试面板的结构示意图；所述第一测试面板2和所述第二测试面板3均设置有连接器4、螺钉安装孔5、定位销6；所述连接器4优选设置为高精度集成式SMP射频盲配弹性连接器。
如图5所示，图5是本发明可扩充阵列多功能基板测试装置的连接视图；所述连接器4设置为弹簧式结构，具体的，所述连接器4内部为毛纽扣41，所述毛纽扣41与所述待测多功能基板1的射频连接处相连，所述毛纽扣41的射频接触点是可移动的，所述连接器4的SMP射频接口与测试射频连接器相连；所述螺钉安装孔5用于通过螺钉固定所述第一测试面板2、所述第二测试面板3和所述待测多功能基板1，使所述待测多功能基板1与所述第一测试面板2、所述第二测试面板3间无缝叠层相接触；所述定位销6用于实现所述第一测试面板2的所述毛纽扣41、所述第二测试面板3的所述毛纽扣41和所述多功能基板射频连接处的精确相连；具体的，所述第一测试面板2的所述毛纽扣41与所述射频接口层的所述射频输入口、所述射频输出口精确相连；所述第二测试面板3的所述毛纽扣41与所述盲配接口层的所述射频连接器精确相连。
所述第一测试面板2还设置有射频总口孔位7和校正总口孔位8；所述射频总口孔位7对应所述射频总口设置；所述校正总口孔位8以对应所述校正总口设置。所述射频总口孔位7和校正总口孔位8用于预留空间使所述测试射频连接器连接所述待测多功能基板1的所述射频总口和所述校正总口。
本发明的测试原理是通过高精度的所述第一测试面板2、所述第二测试面板3的所述连接器4与所述待测多功能基板1背面射频部分和正面射频部分通过所述毛纽扣41无缝叠层相连，以实现所述第一测试面板2、所述第二测试面板3与所述待测多功能版的射频连接处的紧密相连)。
测试模块采用矢量网络分析仪；所述测试模块包括测试射频连接器；所述测试模块作为信号源和接收机以发射和接收射频信号，测试激励网络的电性能参数时，所述测试模块连接所述射频总口与和所述射频输入口连接的所述连接器4；测试校正网络的电性能参数时，所述测试模块连接所述校正总口与和所述射频输出口连接的所述连接器4。
所述连接器4优选设置为高精度集成式SMP射频盲配弹性连接器；致使每个所述高精度集成式SMP射频盲配弹性连接器纵向均是浮动的，所述高精度集成式SMP射频盲配弹性连接器的浮动余量能够克服所述待测多功能基板1和所述第一测试面板2、所述第二测试面板3之间的加工形变误差，以实现所述第一测试面板2和所述第二测试面板3上的所述毛纽扣41与所述待测多功能基板1的所有射频连接点充分相连，使得所述集成式SMP射频连接器够准确测量所述待测多功能基板1的射频通道。
实施例二
基于本发明所述可扩充阵列多功能基板的测试装置的原理和应用，所述可扩充阵列多功能基板测试装置的测试方法包括：
步骤S1，将所述待测多功能基板1置于所述第一测试面板2和所述第二测试面板3之间，以定位销6和螺钉紧固所述第一测试面板2、所述待测多功能基板1及所述第二测试面板3并置于测试台上。
步骤S2，设置所述测试模块测量所述待测多功能基板1的测量参数。
具体的步骤S2为，测量所述射频总口到32个所述射频输入口的驻波比和S21传输参数(正向传输系数)。通过所述测试模块连接所述射频总口和单个所述射频输入口，其他所述射频输入口连接50欧姆匹配负载，以此逐一测试所述射频总口到各个所述射频输入口的电性能参数。
测量所述校正总口到64个所述射频输出口的驻波比和S21电性能参数，所述第二测试面板3的所述连接器4接上50欧姆匹配负载，通过所述测试模块连接所述校正总口和单个所述射频输出口，以此逐一测试所述校正总口到各个所述射频输出口的电性能参数。
如图6所示，图6为本实施例待测多功能基板单个校正通道的S21传输系数结果示意图，图6中单个校正通道的S21传输系数主要受校正通道的耦合系数、1分64校正网络的功率分配比以及校正网络的插入损耗的影响。
如图7所示，图7为本实施例待测多功能基板单个激励通道的S21传输系数结果示意图，图7中单个激励通道的S21传输系数主要受射频网络1分32射频功分网络的功率分配比以及射频功分网络的插入损耗的影响。
经测试结果表明，本发明的测试设备测试结果准确可靠，效率高。
传统测试方法需要利用探针精确对准多功能基板各射频连接处，测试复杂成本高；而本发明可扩充阵列多功能基板的测试装置通过将所述测试模块与所述第一测试面板2或所述第二测试面板3上的所述连接器4连接即可测量所述多功能基板各射频通道的电性能参数，测量结果快速准确，尤其对于射频通道数量庞大的电大尺寸阵列天线而言，快速、简易准确测量射频激励网络和校正网络电性能参数显得更为重要。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可扩充阵列多功能基板的测试装置，其特征在于，包括待测多功能基板、第一测试面板、第二测试面板；所述待测多功能基板设置于所述第一测试面板和第二测试面板之间；所述待测多功能基板的正面射频部分设置为射频接口层的射频输入口和射频输出口，所述待测多功能基板的背面射频部分设置为盲配接口层的射频连接器；所述待测多功能基板的射频总口经功分网络分成若干所述射频输入口，校正总口经功分网络分成若干所述射频输出口；所述第一测试面板对应所述待测多功能基板的所述正面射频部分设置；所述第二测试面板对应所述待测多功能基板的背面射频部分设置；所述第一测试面板和所述第二测试面板均设置有连接器；所述第一测试面板的所述连接器与所述射频接口层的所述射频输入口、所述射频输出口相连；所述第二测试面板的所述连接器与所述盲配接口层的所述射频连接器相连；所述连接器与测试模块相连以实现所述测试模块对所述待测多功能基板的检测。
2.如权利要求1所述的可扩充阵列多功能基板的测试装置，其特征在于，所述连接器设置为高精度集成式SMP射频盲配弹性连接器；所述连接器内部设置为毛纽扣，所述毛纽扣与所述待测多功能基板的所述射频输入口、所述射频输出口、所述射频连接器相连。
3.如权利要求2所述的可扩充阵列多功能基板的测试装置，其特征在于，所述连接器设置为弹簧式结构，所述毛纽扣的射频接触点是可纵向浮动。
4.如权利要求1所述的可扩充阵列多功能基板的测试装置，其特征在于，所述测试模块采用矢量网络分析仪；所述测试模块作为信号源和接收机以发射和接收射频信号。
5.如权利要求2所述的可扩充阵列多功能基板的测试装置，其特征在于，所述第一测试面板和所述第二测试面板均设置有螺钉安装孔、定位销；所述螺钉安装孔用于通过螺钉固定所述第一测试面板、所述第二测试面板和所述待测多功能基板，使所述待测多功能基板与所述第一测试面板、所述第二测试面板间无缝叠层相接触；所述定位销用于实现所述第一测试面板的所述毛纽扣、所述第二测试面板的所述毛纽扣和所述多功能基板射频连接处的精确相连。
6.如权利要求2所述的可扩充阵列多功能基板的测试装置，其特征在于，所述第一测试面板还设置有射频总口孔位和校正总口孔位；所述射频总口孔位对应所述射频总口设置；所述校正总口孔位以对应所述校正总口设置；所述射频总口孔位和校正总口孔位用于预留空间使所述测试射频连接器连接所述待测多功能基板的所述射频总口和所述校正总口。
7.如权利要求1所述的可扩充阵列多功能基板的测试装置，其特征在于，每个所述射频输入口对应两个所述射频输出口。
8.一种如权利要求1至7任一所述可扩充阵列多功能基板的测试装置的测试方法，其特征在于，包括步骤：
S1，将所述待测多功能基板置于所述第一测试面板和所述第二测试面板之间，以定位销和螺钉紧固所述第一测试面板、所述待测多功能基板及所述第二测试面板并置于测试台上；
S2，设置所述测试模块测量所述待测多功能基板的测量参数。
9.如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，测量所述射频总口到所述射频输入口的驻波比和S21传输参数(正向传输系数)；通过所述测试模块连接所述射频总口和单个所述射频输入口，其他所述射频输入口连接50欧姆匹配负载，以此逐一测试所述射频总口到各个所述射频输入口的电性能参数。
10.如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，测量所述校正总口到所述射频输出口的驻波比和S21电性能参数，所述第二测试面板的所述连接器接上50欧姆匹配负载，通过所述测试模块连接所述校正总口和单个所述射频输出口，以此逐一测试所述校正总口到各个所述射频输出口的电性能参数。
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