CN110988548A - 微波变频器的测试方法及其平台 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于微波变频器的测试技术领域，公开了一种微波变频器的测试方法和微波变频器的测试平台。其中，微波变频器的测试方法包括如下步骤：在矢量网络分析仪中存储若干个采用预设连接方式下分别测试不同测试指标的校准程序；采用所述预设连接方式连接矢量网络分析仪与微波变频器；根据测试指标，调取对应的校准程序进行测试。本发明提供的微波变频器的测试方法实现了微波变频器的全指标一键测量，减少了测试仪器的需求，在缩短测试时间的同时提高了测量精度，实现不换线、不换端口就能完成武器数据链系统中定型、批产状态微波混频器全指标的高效准确的测试任务要求。

Description

微波变频器的测试方法及其平台
技术领域
本发明涉及微波变频器的产品测试技术领域，尤其涉及一种微波变频器的测试方法和微波变频器的测试平台。
背景技术
作为武器数据链系统、微波通信系统、雷达系统、遥测遥感系统、导航系统和电子侦察及对抗等领域通信系统的核心组成部分，微波变频器用来描述由混频器、滤波器、放大器等组成的链路，可以将两个不同频率信号变换成两者之和、两者之差或其他组合，实现低噪声放大、变频、中频信号滤波放大等功能，广泛应用于低噪声接收机、发射机等收发系统以及T/R收发组件中。所述链路参数性能指标对系统参数指标有较大影响，因而精确高效测试微波变频器的各项性能指标，在其设计验证、批量测试等研制过程中显得尤为重要。
微波变频器涉及“增益”、“损耗”、“驻波”、“噪声系数”、“P_1dB”、“隔离度”、“三阶交调”、“相位时延”、“带外抑制”、“带内不平度”等性能指标，传统的测试微波变频器性能指标的方法为采用信号分析仪、噪声系数分析仪、矢量网络分析仪、功率计仪器、以及多台矢量信号源等搭建测试平台。例如“增益”、“损耗”等指标的测试，需要用两台矢量信号源、一台频谱仪等进行测试；“驻波”、“带内不平度”等指标需要用到一台矢量网络分析仪、一台矢量信号源等进行测试；而“P_1dB”指标测试需要额外用到功率计等；“三阶互调”指标测试需要用到三台矢量信号源等。
传统的测试方法中，测试不同的指标需要用到不同的仪器，同时测试时线缆的连接方式、测试的方法也会因测试仪器的选择不同而不同，为实现微波变频器的全指标测试，往往需要消耗大量的时间在测试仪器的不断更换、线缆的多次连接等环节。这种步骤冗繁、连接方式多变的测试方法在增加了测试时间，同时也增大了测试结果的误差。传统的微波变频器测试方法已无法满足定型状态产品测试精度及质量一致性要求，更无法实现武器数据链系统对微波变频器产品的批量高效测试目标。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种微波变频器的测试方法，其旨在解决现有的微波变频器多指标测试方法在测试过程中需要更换大量的测试仪器和频繁改变线缆连接方式的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供的方案是：
本发明的第一个目的在于提供一种微波变频器的测试方法，包括如下步骤：
在矢量网络分析仪中存储若干个采用预设连接方式分别测试不同测试指标的校准程序；
采用所述预设连接方式连接矢量网络分析仪与微波变频器；
根据测试指标，调取对应的校准程序进行测试。
优选地，在所述矢量网络分析仪中存储采用预设连接方式测试不同测试指标的校准程序的步骤包括：
选择第一测试指标，采用所述预设连接方式连接所述矢量网络分析仪与所述微波变频器，并且设置所述矢量网络分析仪中各个端口的定义，校准并保存为第一校准程序；
选择第二测试指标，采用所述预设连接方式连接所述矢量网络分析仪与所述微波变频器，并且设置所述矢量网络分析仪中各个端口的定义，校准并保存为第二校准程序；
优选地，在所述矢量网络分析仪中存储采用预设连接方式测试不同测试指标的校准程序的步骤还包括：
选择第三测试指标，采用所述预设连接方式连接所述矢量网络分析仪与所述微波变频器，并且设置所述矢量网络分析仪中各个端口的定义，校准并保存为第三校准程序。
优选地，所述矢量网络分析仪包括第一端口、第二端口和第三端口，所述微波变频器包括射频端、本振端和中频端，
所述第一校准程序中，所述第一端口被设置为射频端出口，第二端口被设置为中频端入口，第三端口被设置为本振端出口，
所述第二校准程序中，所述第一端口被设置为射频端出口，第二端口不设置，第三端口被设置为本振端入口，
所述第三校准程序中，所述第一端口不设置，第二端口被设置为中频端出口，第三端口被设置为本振端入口。
优选地，所述第一测试指标包括用于测试所述微波变频器增益的指标和/或用于测试所述微波变频器插损的指标和/或用于测试所述微波变频器噪声系数的指标和/或用于测试所述微波变频器驻波的指标和/或用于测试所述微波变频器不平度的指标；
所述第二测试指标包括用于测试所述微波变频器从所述本振端到所述射频端隔离度的指标；
所述第三测试指标包括用于测试所述微波变频器从所述本振端到所述中频端隔离度的指标。
优选地，述预设连接方式为：所述矢量网络分析仪的第一端口与所述微波变频器的射频端连接，所述矢量网络分析仪的第二端口与所述微波变频器的中频端连接，所述矢量网络分析仪的第三端口与所述微波变频器的本振端连接。
本发明的第二个目的在于提供一种微波变频器的测试平台，包括矢量网络分析仪和与所述矢量网络分析仪连接的电源，所述矢量网络分析仪包括阻抗调谐器、矢量校准器、第一端口、第二端口、第三端口、存储器、处理器、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的校准程序，所述阻抗调谐器用于阻抗校准，所述矢量校准器用于矢量校准，第一端口、第二端口和第三端口用于连接微波变频器。
优选地，微波变频器的测试平台还包括与所述矢量网络分析仪连接的矢量信号源。
优选地，所述阻抗调谐器为电子校准件。
优选地，所述矢量校准器为电子校准件或者机械校准件。
本发明提供的微波变频器的测试方法及其测试平台，通过先在矢量网络分析仪中存储若干个采用预设连接方式下分别测试不同测试指标的校准程序，再采用预设连接方式连接矢量网络分析仪与微波变频器，最后根据测试指标，调取对应的校准程序进行测试，得到测试结果，从而实现了只采用一种连接方式连接矢量网络分析仪和微波变频器，即可测试出微波变频器的多个指标。本发明减去了测试不同指标需要频繁更换不同种类的测试仪器和仪器间连线方式的繁杂过程，减小了测试时间和测试结果的误差，满足定型状态产品测试精度及质量一致性要求的同时，还实现了数据链系统对微波变频器产品的批量高效测试目标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的矢量网络分析仪和微波变频器的连接方式示意图；
图2是本发明实施例提供的测试微波变频器增益指标时输入输出信号的路径示意图；
图3是本发明实施例提供的测试微波变频器本振端到射频端隔离度指标时输入输出信号的路径示意图；
图4是本发明实施例提供的测试微波变频器本振端到中频端隔离度指标时输入输出信号的路径示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1～图4所示，本发明实施例提供微波变频器200的测试方法，包括如下步骤：在矢量网络分析仪100中存储若干个采用预设连接方式下分别测试不同测试指标的校准程序，采用预设连接方式连接矢量网络分析仪100与微波变频器200，最后根据测试指标，调取对应的校准程序进行测试，得到测试结果。实现了只采用一种连接方式连接矢量网络分析仪100和微波变频器200，即可测试出微波变频器200的多个指标。其中预设连接方式为能够测试较多指标的时候所采用的连接方式。
优选地，矢量网络分析仪100包括第一端口a、第二端口c和第三端口b，微波变频器200包括射频端(即RF端)d、本振端(即LO端)f和中频端(即IF端)e，预设连接方式为：第一端口a与射频端d连接，第二端口c与中频端e连接，第三端口b与本振端f连接。采用该连接方式即可实现微波变频器200的全指标测试，同时，在测量过程中，始终保持校被测微波变频器200与矢量网络分析仪100的连接方式不变，有效地减小了仪器、线缆以及系统误差，提高了测量精度，同时缩短测试时间。
优选地，在矢量网络分析仪100中存储采用预设连接方式下测试不同测试指标的校准程序的步骤包括：
选择第一测试指标，采用预设连接方式连接矢量网络分析仪100与微波变频器200，并且设置矢量网络分析仪100中各个端口的定义，校准并保存为第一校准程序；
选择第二测试指标，采用预设连接方式连接矢量网络分析仪100与微波变频器200，并且设置矢量网络分析仪100中各个端口的定义，校准并保存为第二校准程序；
优选地，在矢量网络分析仪100中存储采用预设连接方式下测试不同测试指标的校准程序的步骤还包括：选择第三测试指标，采用预设连接方式连接矢量网络分析仪100与微波变频器200，并且设置矢量网络分析仪100中各个端口的定义，校准并保存为第三校准程序。
第二测试指标和第三测试指标为在采用与第一测试指标相同端口定义时连线方式不一致的测试指标。具体应用中，应选用采用相同端口定义时连线方式也一致的较多测试指标所采用的连接方式作为预设连接方式。
需要说明的是本发明提供的微波变频器200的测试方法中测试的指标包括但不限于三个。通过根据测试需求，灵活变换各个端口的定义及功能，可保证在测试指标的过程中，始终保持在连接矢量网络分析仪100与微波变频器200的连接方式不变情况下，通过调取各个指标对应的校准程序就能够测得微波变频器200不同的指标。
优选地，所述第一测试指标包括用于测试所述微波变频器200增益的指标和/或用于测试所述微波变频器200插损的指标和/或用于测试所述微波变频器200噪声系数的指标和/或用于测试所述微波变频器200驻波的指标和/或用于测试所述微波变频器200不平度的指标；
所述第二测试指标包括用于测试所述微波变频器200从所述本振端到所述射频端隔离度的指标；
所述第三测试指标包括用于测试所述微波变频器200从所述本振端到所述中频端隔离度的指标。
需要说明的是，微波变频器200的性能指标包括但不限于上述指标，还可以包括三阶交调、相位时延、带外抑制、1dB增益压缩点带内不平度等性能指标。
上述的测试方法都是在矢量校准法校准下进行的，无论实际微波变频器200输入和输出的阻抗多大，经过矢量校准后，就可以得到当这个微波变频器200工作在系统阻抗为50欧姆的环境中的S参数。
本发明提供的微波变频器200的测试平台，包括矢量网络分析仪100和与矢量网络分析仪100连接的电源，矢量网络分析仪100包括用于调节矢量网络分析仪100阻抗的阻抗调谐器，用于校准矢量网络分析仪100的数值以减小测量误差的矢量校准器，用于连接待测试的微波变频器200的第一端口a、第二端口c和第三端口b。
优选地，本发明使用的矢量网络分析仪100为四端口的矢量网络分析仪。
优选地，微波变频器200的测试平台还包括与矢量网络分析仪100连接的矢量信号源。需要说明的是，测试平台还可以包括开关等设备，具体地，根据某些特殊测试指标的增加而增加。例如，由于矢量网络分析仪100内部仅集成有两个矢量信号源模块的限制，在进行三阶交调指标过程中，需额外外接一台矢量信号源，用于与矢量网络分析仪100同步，即平台包含一台矢量网络分析仪100、一台矢量信号源、一台电源。
优选地，阻抗调谐器为电子校准件，且/或，矢量校准器为电子校准件或者机械校准件。同时使用阻抗调谐器和矢量校准器对测试系统进行矢量校准，实现了性能指标的高精度测量。
本发明提供的微波变频器200的测试方法和测试平台在微波变频器200的测试过程中，能够有效缩短微波变频器200与不同仪器连接以及使用同一仪器测试不同指标时仪器与产品不同端口进行线缆切换的时间，同时，解决了多种仪器校准复杂、测试步骤冗繁、测试误差较大等瓶颈问题，提高了微波变频器200的测试技术水平，同时保证测试结果的准确性。
优选地，通过对测试平台及测试方法做应性调整或更改参数设置，本发明不但可适用于三端口的微波变频器200的测试过程。同理也适用于其他单端口、二端口、三端口，四端口的微波器件测试。例如，涉及到单端口的微波器件如负载，双端口微波器件如放大器，限幅器，单刀单掷开关，隔离器等，三端口微波器件如功分器，单刀双掷开关，环形器等，四端口微波器件如电桥等。都可以采用本发明的测试方法及平台进行一键测试。进行测试时，可以依据该微波器件指标测试的主要连接进行不同指标端口定义的设置，以及程序的校准，进而测出微波器件的各项指标。
以下以测试微波变频器200增益和不同端口的隔离度两个指标为例，以详细说明本发明实施例提供的微波变频器200的测试方法和测试平台。
本实施例采用的微波变频器200测试方法，首先需选择矢量网络分析仪100Converters(转换器)下的Scalar Mixer/Converter+Phase(变频器测量)模式界面，设置矢量网络分析仪100的输入输出信号路径，将第一端口a被设置为射频端出口，第二端口c被设置为中频端入口，第三端口b被设置为本振端出口；采用矢量法校准方式进行校准并保存，且将保存的程序命名为Mixer/Gain，即第一校准程序。
再选择矢量网络分析仪100General(常规)下的Standard(标准)模式界面，设置矢量网络分析仪100的输入输出信号路径，将第一端口a被设置为射频端出口，第二端口c不设置，第三端口b被设置为本振端入口；选择矢量法校准方式校准并保存，且将保存的程序命名为Mixer/L-R，即第二校准程序。
选择矢量网络分析仪100General下的Standard模式界面，设置矢量网络分析仪100的输入输出信号路径，第一端口a不设置，将第二端口c被设置为中频端出口，第三端口b被设置为本振端入口；选择矢量法校准方式校准并保存，且将保存的程序命名为Mixer/L-I，即第三校准程序。
端口的定义和程序设置完成后，按照如图1所述的连接方式连接矢量网络分析仪100和微波变频器200，之后即可进行测试。
在测试时可以分别测试各个指标，也可以同时测试所有指标并将测试结果显示在同一界面。如：当需要测试变频器增益指标时，调用名称为Mixer/Gain的第一校准程序，此时矢量网络分析仪100测试出微波变频器200的增益结果；当需要测试微波变频器200的本振端f到射频端d的隔离度指标时，调用名称为Mixer/L-R的第二校准程序，此时矢量网络分析仪100测试出微波变频器200的本振端f到射频端d的隔离度结果；当需要测试微波变频器200的本振端f到中频端e的隔离度指标时，调用名称为Mixer/L-I的第三校准程序，此时矢量网络分析仪100测试出微波变频器本振端f到中频端e的隔离度结果。
本发明提供的微波变频器200的测试方法，可达到不换线，不换端口即可完成测试任务的要求。实现一键提升微波变频器200指标测试效率的效果。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种微波变频器的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
在矢量网络分析仪中存储若干个采用预设连接方式分别测试不同测试指标的校准程序；
采用所述预设连接方式连接矢量网络分析仪与微波变频器；
根据测试指标，调取对应的校准程序进行测试。
2.权利要求1所述的微波变频器的测试方法，其特征在于，在所述矢量网络分析仪中存储采用预设连接方式测试不同测试指标的校准程序的步骤包括：
选择第一测试指标，采用所述预设连接方式连接所述矢量网络分析仪与所述微波变频器，并且设置所述矢量网络分析仪中各个端口的定义，校准并保存为第一校准程序；
选择第二测试指标，采用所述预设连接方式连接所述矢量网络分析仪与所述微波变频器，并且设置所述矢量网络分析仪中各个端口的定义，校准并保存为第二校准程序。
3.权利要求2所述的微波变频器的测试方法，其特征在于，在所述矢量网络分析仪中存储采用预设连接方式测试不同测试指标的校准程序的步骤还包括：
选择第三测试指标，采用所述预设连接方式连接所述矢量网络分析仪与所述微波变频器，并且设置所述矢量网络分析仪中各个端口的定义，校准并保存为第三校准程序。
4.权利要求3所述的微波变频器的测试方法，其特征在于，所述矢量网络分析仪包括第一端口、第二端口和第三端口，所述微波变频器包括射频端、本振端和中频端，
所述第一校准程序中，所述第一端口被设置为射频端出口，第二端口被设置为中频端入口，第三端口被设置为本振端出口，
所述第二校准程序中，所述第一端口被设置为射频端出口，第二端口不设置，第三端口被设置为本振端入口，
所述第三校准程序中，所述第一端口不设置，第二端口被设置为中频端出口，第三端口被设置为本振端入口。
5.如权利要求4所述的微波变频器的测试方法，其特征在于，所述第一测试指标包括用于测试所述微波变频器增益的指标和/或用于测试所述微波变频器插损的指标和/或用于测试所述微波变频器噪声系数的指标和/或用于测试所述微波变频器驻波的指标和/或用于测试所述微波变频器不平度的指标；
所述第二测试指标包括用于测试所述微波变频器从所述本振端到所述射频端隔离度的指标；
所述第三测试指标包括用于测试所述微波变频器从所述本振端到所述中频端隔离度的指标。
6.如权利要求1至5任一项所述的微波变频器的测试方法，其特征在于，
所述预设连接方式为：所述矢量网络分析仪的第一端口与所述微波变频器的射频端连接，所述矢量网络分析仪的第二端口与所述微波变频器的中频端连接，所述矢量网络分析仪的第三端口与所述微波变频器的本振端连接。
7.一种微波变频器的测试平台，其特征在于，包括矢量网络分析仪和与所述矢量网络分析仪连接的电源，所述矢量网络分析仪包括阻抗调谐器、矢量校准器、第一端口、第二端口、第三端口、存储器、处理器、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的校准程序，所述阻抗调谐器用于阻抗校准，所述矢量校准器用于矢量校准，第一端口、第二端口和第三端口用于连接微波变频器。
8.如权利要求7所述的微波变频器的测试平台，其特征在于，微波变频器的测试平台还包括与所述矢量网络分析仪连接的矢量信号源。
9.如权利要求7或8所述的微波变频器的测试平台，其特征在于，所述阻抗调谐器为电子校准件。
10.如权利要求7或8所述的微波变频器的测试平台，其特征在于，所述矢量校准器为电子校准件或者机械校准件。
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