CN115494319A - 一种铁氧体移相器插入相位一致性测试系统及测试方法 - Google Patents

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张芦
张志红
王檠
张远
唐宝权
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Abstract

本发明公开了一种铁氧体移相器插入相位一致性测试系统，属于微波器件技术领域，由驱动器、铁氧体移相器和矢量网络分析仪组成，其中，所述驱动器分别与铁氧体移相器两端的激励线圈电连接，所述矢量网络分析仪分别与铁氧体移相器两端的波导口连接，本发明还公开了一种铁氧体移相器插入相位一致性测试方法；采用本发明的测试系统和测试方法，可以对铁氧体移相器进行插入相位一致性筛选测试，从而能够解决多铁氧体移相器组件插入相位不匹配导致电性能超差、驱动控制复杂的问题。

Description

一种铁氧体移相器插入相位一致性测试系统及测试方法
技术领域
本发明涉及微波器件技术领域，尤其涉及一种铁氧体移相器插入相位一致性测试系统及测试方法。
背景技术
铁氧体移相器作为相控阵雷达中的关键部件之一，越来越受到本领域的重视。相控阵雷达的各种功能实现离不开铁氧体移相器，而铁氧体移相器的各项电性能指标是保证相控阵雷达良好工作的先决条件。相控阵雷达中使用了大量的铁氧体移相器，为了实现对铁氧体移相器的良好控制，这里对铁氧体移相器的插入相位一致性提出了要求。
微波系统中使用的大功率差相移开关，内部包括两个平行的铁氧体移相器，为了使差相移开关获得较好的电性能指标，工作时要求两个平行铁氧体移相器的输出相差为±90度。因此这里也对两个平行移相段的插入相位一致性提出了较高的要求。
但是，由于铁氧体移相器在生产制造中的偏差、铁氧体磁芯的偏差，使同一批次的铁氧体移相器在相同的激励条件下也存在插入相位不一致的问题。以差相移铁氧体锁式开关为例，若采用两只插入相位不匹配的铁氧体移相段组合成差相移开关，可能导致损耗、隔离、驻波等微波电性能指标超标，严重影响器件性能。所以，有必要对铁氧体移相器插入相位一致性进行测试筛选，以便于解决多铁氧体移相器组件插入相位不匹配导致电性能超差、驱动控制复杂的问题。
发明内容
本发明的目的之一，就在于提供一种铁氧体移相器插入相位一致性测试系统，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种铁氧体移相器插入相位一致性测试系统，由驱动器、铁氧体移相器和矢量网络分析仪组成，其中，所述驱动器分别与铁氧体移相器两端的激励线圈电连接，所述矢量网络分析仪分别与铁氧体移相器两端的波导口电连接。
本发明的驱动器主要由可编程FPGA（例如EF2L45LG144B）、驱动IC(例如SGM48524A)、功率MOSFET（例如NCEP01ND35AG）、高速较器（例如SGM8743）等分立电子元器件组成，其主要功能是产生复位激励电流和脉冲宽度可调的置位激励电流，其内部组成如图3所示。本发明的矢量网络分析仪为市购，选用覆盖移相段工作频率的矢量网络分析仪，例如KEYSIGHT,工作频率10Mhz～43.5Ghz,N5224B。
本发明的目的之二，在于提供一种铁氧体移相器插入相位一致性测试方法，采用的技术方案为，包括下述步骤：
（1）搭建前述的测试系统；
（2）驱动器产生复位电流激励脉冲将所述铁氧体移相器的铁氧体磁化到饱和状态-Br，此时所述矢量网络分析仪插入相位归零；
（3）对所述铁氧体移相器进行复位电流+置位电流组合激励，其中置位电流激励脉冲的宽度可调，使铁氧体剩磁在-Br到+Br之间变化；
（4）读取矢量网络分析仪数据，记录不同置位激励脉冲宽度对应的插入相位，用于后期数据分析。
作为优选的技术方案：步骤（3）中，所述组合激励的方法为：所述复位电流将铁氧体移相器复位至相同的基准状态，调节置位电流激励脉冲的宽度，使铁氧体剩磁在-Br到+Br之间变化。
作为进一步优选的技术方案：步骤（2）、步骤（3）中，所述复位电流和置位电流方向相反。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用本发明的测试系统和测试方法，可以对铁氧体移相器进行插入相位一致性筛选测试，从而能够解决多铁氧体移相器组件插入相位不匹配导致电性能超差、驱动控制复杂的问题。
附图说明
图1为本发明的铁氧体移相器插入相位一致性测试系统；
图2为锁式铁氧体移相器的磁滞回线；
图3为驱动器内部组成。
图中：1、驱动器；2、铁氧体移相器；3、矢量网络分析仪。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种铁氧体移相器插入相位一致性测试方法，包括如下步骤：
（1）搭建铁氧体移相器插入相位一致性测试系统，如图1所述，所述测试由驱动器1、铁氧体移相器2和矢量网络分析仪3组成，其中，所述驱动器1分别与铁氧体移相器2两端的激励线圈电连接，所述矢量网络分析仪3也分别与铁氧体移相器2两端的波导口电连接；
（2）驱动器产生复位电流激励脉冲将铁氧体磁化到饱和状态-Br，此时将矢量网络分析仪3中插入相位归零，如表1中移相器A的0°；
（3）对铁氧体移相器2进行复位电流+置位电流组合激励，其中，复位电流将铁氧体移相器复位至相同的基准状态，调节置位电流激励脉冲的宽度（这里假设置位激励电流随脉冲宽度增加而增大），使铁氧体剩磁在-Br到+Br之间变化，进而实现铁氧体移相器插入相位的调节；如图2所示，当置位激励电流脉冲宽度为T1时，对应的剩磁为Br1；当置位激励电流脉冲宽度为T2时，对应的剩磁为Br2；当置位激励电流脉冲宽度为Tn时，对应的剩磁为Br；当置位激励电流脉冲宽度为Tn时，铁氧体被激励至正向饱和点+Br；
（4）读取矢量网络分析仪数据，记录不同置位激励脉冲宽度对应的插入相位。
（5）更换移相器样品，重复步骤3、步骤4；
（6）数据分析，剔除差异较大的铁氧体移相器。
下面的表1是一组（共六个）采用牌号X8HA11铁氧体材料制作的铁氧体移相器在常温下铁氧体移相器插入相位随置位激励电流脉冲宽度的变化值：
表1为常温下铁氧体移相器插入相位随置位激励电流脉冲宽度的变化
Figure 912274DEST_PATH_IMAGE001
根据表1测试数据可以得出的结论是：第一，同一个铁氧体移相器随置位脉冲激励脉宽增加，插入相位逐渐增加，并最终达到饱和状态；第二，不同铁氧体移相器采用相同置位脉冲激励宽度，其获得的插入相位不一致，且个别插入相位相差较大（如表1中的移相器D）。因此，可通过该测试方法对铁氧体移相器进行插入相位一致性筛选测试，解决多铁氧体移相器组件插入相位不匹配导致电性能超差、驱动控制复杂的问题。
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 (4)

1.一种铁氧体移相器插入相位一致性测试系统，其特征在于：由驱动器、铁氧体移相器和矢量网络分析仪组成，其中，所述驱动器分别与铁氧体移相器两端的激励线圈电连接，所述矢量网络分析仪分别与铁氧体移相器两端的波导口电连接。
2.一种铁氧体移相器插入相位一致性测试方法，其特征在于，包括下述步骤：
（1）搭建权利要1所述的测试系统；
（2）驱动器产生复位电流激励脉冲将所述铁氧体移相器的铁氧体磁化到饱和状态-Br，此时所述矢量网络分析仪插入相位归零；
（3）对所述铁氧体移相器进行复位电流+置位电流组合激励，其中置位电流激励脉冲的宽度可调，使铁氧体剩磁在-Br到+Br之间变化；
（4）读取矢量网络分析仪数据，记录不同置位激励脉冲宽度对应的插入相位，用于后期数据分析。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述组合激励的方法为：所述复位电流将铁氧体移相器复位至相同的基准状态，调节置位电流激励脉冲的宽度，使铁氧体剩磁在-Br到+Br之间变化。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（2）、步骤（3）中，所述复位电流和置位电流方向相反。
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