CN114047398B - 多波束组件自动测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了多波束组件自动测试装置及测试方法，所述装置包括输入射频分配模块和输出射频分配模块；所述输入射频分配模块和输出射频分配模块的外部包括连接测试仪器的射频接头和连接控制主机的控制接口，所述输入射频分配模块的内部包括将射频信号一分为多的射频信号分配电路，所述输出射频分配模块的内部包括将射频信号多合为一的射频信号合成电路，所述射频信号分配电路和所述射频信号合成电路的每一条支路均设置有控制开关。本发明提供的多波束组件自动测试装置成本低、体积小、易使用，可实现测试仪器、射频分配模块、被测组件的同步控制，一次安装，一键完成所有通道性能测试。

Description

多波束组件自动测试装置及测试方法
技术领域
本发明属于微波组件测试技术领域，尤其涉及一种多波束组件自动测试装置及测试方法。
背景技术
多波束组件是多波束相控阵系统的核心单元，其具有多入多出的特点，每一路输入和输出的组合均是一个独立的通道，需要进行单独测试，因此单个组件含有的通道数量很多，通常单个组件包含的通道数量达到数十个甚至上百个。人工操作切换通道测试不仅效率低下而且容易出错，通过辅助的测试模块来实现一键式自动测试是提高测试效率的必然选择。
如公开号为CN107422199A的中国发明专利公开了一种多通道微波组件测试系统，该发明专利提到在被测组件两端设置射频输入输出模块，在输入输出模块之后还必须要依托开关矩阵才能实现一键式自动测试。这种测试方法需要使用射频电缆将射频输入输出模块的每个通道转接到开关矩阵，再将开关矩阵连接到矢网等仪器。整个系统体积庞大，对有相位一致性要求的组件来说，多条射频转接电缆之间的相位也难以校准，再加上开关矩阵价格昂贵，在实际使用中这样的系统很难普及。
发明内容
本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了多波束组件自动测试装置及测试方法,该自动测试装置成本低、体积小、易使用，可实现测试仪器、射频分配模块、被测组件的同步控制，一次安装，一键完成所有通道性能测试。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种多波束组件自动测试装置，所述装置包括输入射频分配模块和输出射频分配模块；所述输入射频分配模块和输出射频分配模块的外部包括连接测试仪器的射频接头和连接控制主机的控制接口，所述输入射频分配模块的内部包括将射频信号一分为多的射频信号分配电路，所述输出射频分配模块的内部包括将射频信号多合为一的射频信号合成电路，所述射频信号分配电路和所述射频信号合成电路的每一条支路均设置有控制开关。
进一步的，所述射频信号分配电路和所述射频信号合成电路的每个支路分叉口均设置有隔离电阻。
进一步的，所述输入射频分配模块的和所述输出射频分配模块背向被测组件一侧设置有U形固定槽，所述安装槽用于和固定件配合将所述输入射频分配模块和所述输出射频分配模块固定在支撑底座上，并能够使所述输入射频分配模块的和所述输出射频分配模块沿槽推动。
进一步的，所述射频信号分配电路和所述射频信号合成电路采用单层微波印制功分器电路片。
进一步的，所述射频分配模块外部与射频接头相反一面设置有用于与被测组件固定连接的连接部。
进一步的，所述连接部为凹槽结构。
进一步的，所述输入射频分配模块和输出射频分配模块的射频接头与所述输入射频分配模块和输出射频分配模块可拆卸连接。
进一步的，所述控制开关为单刀单掷开关。
另一方面，本发明还提供了一种多波束组件自动测试方法，使用如前述任一种多波束组件自动测试装置，所述方法包括：
将输入射频分配模块和输出射频分配模块固定，所述输入射频分配模块和所述输出射频分配模块间距大于被测组件的宽度；
将被测组件放置在输入射频分配模块和输出射频分配模块之间，从两侧将输入射频分配模块和输出射频分配模块推入与被测组件完成对接；
将控制电缆分别连接输入射频分配模块、被测组件、输出射频分配模块和控制主机；
将所述输入射频分配模块和所述输出射频分配模块的合路端口与测试仪器连接，将控制主机与测试仪器连接；
运行控制主机的测试程序完成所有通道的测试。
进一步的，所述方法还包括：
当前测试件测试完毕后，将输入射频分配模块和输出射频分配模块与当前测试件分离，并更换下一个被测组件进行测试。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的多波束组件自动测试装置极大地提高了多波束组件的测试效率，无需手动切换通道，只需通过控制主机即可一键完成所有通道测试。
(2)本发明提供的多波束组件自动测试装置构造简单，成本低廉，材料主要涉及金属盒体、单层微波印制电路片以及一种单刀单掷开关，单套系统相比于传统方案需采用的开关矩阵动的成本，具有很大的成本优势。
(3)本发明提供的多波束组件自动测试装置体积小、使用方便，相比于传统方案需要采用体积较大的开关矩阵，本发明提供的多波束组件自动测试装置可以放置在单个测试工位上运行。
(4)本发明提供的多波束组件自动测试装置无需使用射频电缆，最大程度保证多波束组件自动测试装置各通道之间的幅度和相位一致性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多波束组件自动测试装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的多波束组件自动测试装置的输入射频分配模块结构示意图；
图3是本发明实施例提供的多波束组件自动测试方法流程示意图。
附图标记：1-输入射频分配模块，2-被测组件，3-输出射频分配模块，4-支撑底座，5-U形固定槽，6-射频接头，7-控制接口，8-单层微波印制功分器电路片，9-匹配式单刀单掷开关，10-凹槽结构，11-隔离电阻。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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。
实施例1
传统的多通道微波组件测试在被测组件两端设置射频输入输出模块，在输入输出模块之后还必须要依托开关矩阵才能实现一键式自动测试。这种测试方法需要使用射频电缆将射频输入输出模块的每个通道转接到开关矩阵，再将开关矩阵连接到矢网等仪器。整个系统体积庞大，对有相位一致性要求的组件来说，多条射频转接电缆之间的相位也难以校准，再加上开关矩阵价格昂贵，在实际使用中这样的系统很难普及。
为了解决上述技术问题，提出了多通道微波组件测试装置的下述各个实施例。
参照图1，如图1所示是本实施例提供的多波束组件自动测试装置结构示意图。该自动测试装置具体包括输入射频分配模块1和输出射频分配模块3，两个射频分配模块的结构类似，其中输入射频分配模块1的内部包括将射频信号一分为多的射频信号分配电路，输出射频分配模块3的内部包括将射频信号多合为一的射频信号合成电路。输入射频分配模块1和输出射频分配模块3的外部包括连接测试仪器的射频接头6和连接控制主机的控制接口7。连接测试仪器的射频接头6和连接控制主机的控制接口7设置于背向连接被测组件2的一侧。本实施例中输入射频分配模块1为一分十六射频分配模块，输出射频分配模块3为一分四射频分配模块，根据不同的测试需求，可以选择支路数量不同的输入射频分配模块1和输出射频分配模块3。
作为一种具体实施方式，射频信号分配电路和射频信号合成电路采用单层微波印制功分器电路片8，单层微波印制功分器电路片8由单层微波印制电路一次加工成型，通过金属图形的印刷精度来最大程度保证测试装置各支路通道间的幅度和相位一致性。单层微波印制功分器电路片8的作用是将射频信号进行分配，将被测组件的多个射频接口转换为一个射频接口，以便和矢网等测试仪器进行对接，避免使用开关矩阵。
其中，射频信号分配电路和所述射频信号合成电路的每一条支路均设置有控制开关。作为一种具体实施方式，控制开关采用匹配式单刀单掷开关9，匹配式单刀单掷开关9的作用是对功分后各支路的射频信号进行通断控制，以达到单路选通的目的。选用的单刀单掷开关为匹配式，以避免关闭状态的通道对正常测试通道造成影响，匹配式单刀单掷开关9通过外部TTL信号进行控制。
输入射频分配模块1和输出射频分配模块3由单层微波印制功分器电路片8、匹配式单刀单掷开关9等构成，由微组装工艺实现，输入射频分配模块1和输出射频分配模块3的体积比被测组件2更小。
作为一种具体实施方式，本实施例还在射频信号分配电路和射频信号合成电路的每个支路分叉口均设置有隔离电阻11。隔离电阻11是片式电阻，焊接在单层微波印制功分器电路片8上。隔离电阻11的作用是实现信号隔离，当一个支路出现问题时，不会影响到另一个支路。
作为一种具体实施方式，为了在进行测试时固定输入射频分配模块1和输出射频分配模块3，本实施例还提供了一个支撑底座4，输入射频分配模块1和输出射频分配模块3以及被测组件2在测试时安装在支撑底座上。
具体地，由于输入射频分配模块1和输出射频分配模块3的结构相似，因此本实施例以输入射频分配模块1的结构进行说明。参照图2，如图2所示是本实施例提供的多波束组件自动测试装置的输入射频分配模块结构示意图，在输入射频分配模块1和输出射频分配模块3的背向被测组件2一侧设置有U形固定槽5，U形固定槽用于和螺钉配合将输入射频分配模块1和输出射频分配模块3固定在支撑底座4上，并能够使输入射频分配模块1和所述输出射频分配模块3在支撑底座4上水平推动，在连接被测组件2时，两边同时朝内推动使输入射频分配模块1和输出射频分配模块3与被测组件2对接。
作为一种具体实施方式，为了使被测组件2能够与输入射频分配模块1和输出射频分配模块3在测试时更稳定地连接，本实施例在输入射频分配模块1和输出射频分配模块3靠近被测组件的一侧开有U形凹槽10，被测组件外壳设置有与输入射频分配模块1和输出射频分配模块3的U形凹槽10相匹配的凸起配合件，在推动输入射频分配模块1和输出射频分配模块3与被测组件2对接时，凸起配合件与U形凹槽10也会对接，保持输入射频分配模块1和输出射频分配模块3与被测组件2的相对稳定。
作为一种具体实施方式，输入射频分配模块1和输出射频分配模块3的射频接头6与输入射频分配模块1和输出射频分配模块3可拆卸连接，上述设置使得本实施例提供的多波束组件自动测试装置能够根据不同的测试需求更换测试接头。射频接头6可拆卸并更换其他接头能够使本实施例提供的多波束组件自动测试装置适用于更多不同的测试场景。
输入射频分配模块1和输出射频分配模块3对被测组件2的射频接头6型号根据被测组件2的射频接头型号而定。若被测组件2的射频接头为SMA，则射频分配模块相应端口的型号也为SMA，中间通过快接头对接；若被测件射频接头为SMP，则射频分配模块相应端口的型号也为SMP，中间通过射频同轴连接器KK头进行对接。
控制主机通过GPIB卡控制矢网等测试仪器，通过并口或扩展的IO卡控制输入射频分配模块1、输出射频分配模块3和被测组件2，可实现测试仪器、射频分配模块与被测组件的同步控制，一次安装，一键完成所有通道性能测试。
本实施例提供的多波束组件自动测试装置极大地提高了多波束组件的测试效率，无需手动切换通道，只需通过控制主机即可一键完成所有通道测试。本实施例提供的多波束组件自动测试装置构造简单，成本低廉，材料主要涉及金属盒体、单层微波印制电路片以及一种单刀单掷开关，单套系统相比于传统方案需采用的开关矩阵动的成本，具有很大的成本优势。本实施例提供的多波束组件自动测试装置体积小、使用方便，相比于传统方案需要采用体积较大的开关矩阵，本实施例提供的多波束组件自动测试装置可以放置在单个测试工位上运行。本实施例提供的多波束组件自动测试装置无需使用射频电缆，最大程度保证多波束组件自动测试装置各通道之间的幅度和相位一致性。
实施例2
基于前述实施例提供的多波束组件自动测试装置，本实施例提供了一种使用该自动测试装置进行多波束组件自动测试的方法。参照图3，如图3所示是本实施例提供的一种多波束组件自动测试方法流程示意图。该方法具体包括以下步骤：
步骤S100：将输入射频分配模块和输出射频分配模块固定，所述输入射频分配模块和所述输出射频分配模块间距大于被测组件的宽度。
具体地，先用螺钉将射频分配模块固定在支撑底座上，安装螺钉只需要1到2颗，安装后，后续的整个测试过程中均无需拆卸。
步骤S200：将被测组件放置在输入射频分配模块和输出射频分配模块之间，从两侧将输入射频分配模块和输出射频分配模块推入与被测组件完成对接。
具体地，根据被测组件的射频接口型号，将快接头或KK头安装在输入射频分配模块上，然后将被测组件推入，与输入射频分配模块对接。快接头或KK头安装仅在首次测试时进行，后续测试无需重复。
同样地，根据被测组件的射频接口型号，将快接头或KK头安装在输出射频分配模块上，将输出射频分配模块推入，与被测组件完成对接。快接头或KK头安装仅在首次测试时进行，后续测试无需重复。
步骤S300：将控制电缆分别连接输入射频分配模块、被测组件、输出射频分配模块和控制主机。
步骤S400：将所述输入射频分配模块和所述输出射频分配模块的合路端口与测试仪器连接，将控制主机与测试仪器连接。
具体地，输入射频分配模块与输出射频分配模块的合路端口连接矢网等测试仪器，控制主机通过GPIB线连接矢网等测试仪器。
步骤S500：运行控制主机的测试程序完成所有通道的测试。
步骤S600：当前测试件测试完毕后，将输入射频分配模块和输出射频分配模块与当前测试件分离，并更换下一个被测组件进行测试。
具体地，测试完毕后，将螺丝刀插入输入射频分配模块和输出射频分配模块上的凹槽结构，将被测组件与输入射频分配模块和输出射频分配模块进行分离，并更换下一个被测组件按相同步骤测试新的被测件。
本实施例提供的多波束组件自动测试方法，极大地提高了多波束组件的测试效率，无需手动切换通道，只需通过控制主机即可一键完成所有通道测试。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多波束组件自动测试装置，其特征在于，所述装置包括输入射频分配模块和输出射频分配模块；所述输入射频分配模块和输出射频分配模块的外部包括连接测试仪器的射频接头和连接控制主机的控制接口，所述输入射频分配模块的内部包括将射频信号一分为多的射频信号分配电路，所述输出射频分配模块的内部包括将射频信号多合为一的射频信号合成电路，所述射频信号分配电路和所述射频信号合成电路的每一条支路均设置有控制开关；
所述射频信号分配电路和所述射频信号合成电路采用单层微波印制功分器电路片。
2.如权利要求1所述的多波束组件自动测试装置，其特征在于，所述射频信号分配电路和所述射频信号合成电路的每个支路分叉口均设置有隔离电阻。
3.如权利要求1所述的多波束组件自动测试装置，其特征在于，所述输入射频分配模块的和所述输出射频分配模块背向被测组件一侧设置有滑动固定配合件，所述滑动固定配合件用于和固定件配合将所述输入射频分配模块和所述输出射频分配模块固定在支撑底座上，并能够使所述输入射频分配模块和所述输出射频分配模块在支撑底座上水平推动。
4.如权利要求1所述的多波束组件自动测试装置，其特征在于，所述射频分配模块外部与射频接头相反一面设置有用于与被测组件固定连接的连接部。
5.如权利要求4所述的多波束组件自动测试装置，其特征在于，所述连接部为凹槽结构。
6.如权利要求1所述的多波束组件自动测试装置，其特征在于，所述输入射频分配模块和输出射频分配模块的射频接头与所述输入射频分配模块和输出射频分配模块可拆卸连接。
7.如权利要求1所述的多波束组件自动测试装置，其特征在于，所述控制开关为单刀单掷开关。
8.一种多波束组件自动测试方法，使用如权利要求1-7任一所述的多波束组件自动测试装置，其特征在于，所述方法包括：
将输入射频分配模块和输出射频分配模块固定，所述输入射频分配模块和所述输出射频分配模块间距大于被测组件的宽度；
将被测组件放置在输入射频分配模块和输出射频分配模块之间，从两侧将输入射频分配模块和输出射频分配模块推入与被测组件完成对接；
将控制电缆分别连接输入射频分配模块、被测组件、输出射频分配模块和控制主机；
将所述输入射频分配模块和所述输出射频分配模块的合路端口与测试仪器连接，将控制主机与测试仪器连接；
运行控制主机的测试程序完成所有通道的测试。
9.如权利要求8所述的多波束组件自动测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
当前测试件测试完毕后，将输入射频分配模块和输出射频分配模块与当前测试件分离，并更换下一个被测组件进行测试。
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