CN115877199A - 一种微波开关自动测试设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波开关自动测试设备及方法，包括：电源模块、控制模块、执行模块、电路模块和测量模块；其中的电路模块具有仪器端接口和待测产品端接口；待测产品端接口数量等于待测微波开关的通道数量；待测产品端接口与待测微波开关对应连接后，通过调节电路模块中电路的通断，在不改变与待测微波开关间的接线情况下，实现待测微波开关任意两通道的导通；使用本发明能够实现一次接线即可完成射频性能和低频性能两种工况下的多指标测试，提供微波开关两两端口的自由组合，有效避免测试人员频繁更换电缆带来的效率低下以及射频端口提前老化损伤问题，简化测试步骤、提高测试效率。

Description

一种微波开关自动测试设备及方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种微波开关自动测试设备及方法。

背景技术

随着航空航天事业的发展，微波开关广泛应用于卫星、雷达和武器装备等电子系统和民用电子设备中，其质量的好坏直接影响了设备的可靠性。微波开关性能是载荷分机中的重要指标之一，对该指标的测试验证是生产装配过程中的重要一环。

目前微波开关性能测试主要面临两大问题：不同测试环境下测试电缆的反复拆装问题，以及，同类型测试环境下微波开关不同端口间测试电缆的反复拆装问题。以上两种问题严重制约着微波开关的测试效率。随着微波开关产量的逐年提升，微波开关测试效率的低下已经严重制约了微波开关的生产进度。

对于不同测试环境下测试电缆的反复拆装问题，微波开关性能测试包含射频性能测试和低频性能测试两类，其中射频性能测试包括电压驻波比、插入损耗、隔离度、相位及幅相一致性等测试；低频性能测试包含跑荷、门限电压、驱动电压、驱动电流、切换时间、瞬态抑制、干扰抑制等测试。两类测试所需仪器不同，需反复拆装待测微波开关与测试设备间的连接电缆和转接器，不仅降低射频连接器寿命，而且费时费力。

对于同类型测试环境下微波开关不同端口间测试电缆的反复拆装问题，微波开关的测试需要频繁切换通道，通常情况下每个微波开关有4个射频通道，标记为J1、J2、J3和J4，不同的工作状态下端口的导通关系不同。射频性能测试要检测任意两端口间的性能指标；而低频性能测试则通过测试任意两个端口的导通时间计算对应的开关切换时间。因此，两类测试均需频繁拆装端口测试电缆，每以一组测试通道完成一组测试后，需人工拆卸电缆和连接器，转接到下一组测试通道后，才能继续测试，效率低下。且由于使用仪器众多，接线复杂，测试步骤繁琐，需要多人配合才能完成测试，测试人力需求大、耗时长，还会导致射频端口的提前老化损伤。

随着测试技术的日趋完善，简化测试电缆拆装次数、实现端口间的自由组合切换，提高测试效率已成为当前微波开关快节奏、高效率生产的必要趋势。因此，亟需一种微波开关自动测试设备以实现微波开关性能自动化测试，如何减少测试人员的工作强度、提高测试效率正是本领域技术人员所亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微波开关自动测试设备及方法，能够实现一次接线即可完成射频性能和低频性能两种工况下的多指标测试，提供微波开关两两端口的自由组合，有效避免测试人员频繁更换电缆带来的效率低下以及射频端口提前老化损伤问题，简化测试步骤、提高测试效率。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种微波开关自动测试设备，包括：电源模块、控制模块、执行模块、电路模块和测量模块；

所述电源模块为所述控制模块、所述测量模块、所述电路模块和所述执行模块供电；

所述控制模块向所述执行模块、所述测量模块和待测微波开关输出执行命令，并分析记录试验数据；

所述执行模块，根据所述执行命令调节所述电路模块中电路的通断；

所述电路模块，具有仪器端接口和待测产品端接口；待测产品端接口数量等于待测微波开关的通道数量；所述待测产品端接口与待测微波开关对应连接后，通过调节所述电路模块中电路的通断，在不改变与待测微波开关间的接线情况下，实现待测微波开关任意两通道的导通；

所述测量模块，与所述电路模块相连，根据所述执行命令测量待测微波开关的相应指标；包括：矢量网络分析仪、信号源和示波器；所述矢量网络分析仪、所述信号源和所述示波器与所述仪器端接口相连；所述矢量网络分析仪用于射频性能自动测试；所述信号源和所述示波器用于开关切换时间自动测试。

较佳地，所述仪器端接口，包括：激励端接口和测量端接口；所述激励端接口与第一激励端结点B1、第二激励端结点B2和第三激励端结点B3相连；所述测量端接口与第一测量端结点B4、第二测量端结点B5和第三测量端结点B6相连；所述待测产品端接口，包括：第一待测产品端接口J1、第二待测产品端接口J2、第三待测产品端接口J3和第四待测产品端接口J4；

所述第一待测产品端接口J1、所述第二待测产品端接口J2、所述第三待测产品端接口J3和所述第四待测产品端接口J4与待测微波开关的四个通道分别相连；所述第二待测产品端接口J2，通过第一单刀双掷开关SPDT1连接第一子结点J21和第二子结点J22；所述第三待测产品端接口J3，通过第二单刀双掷开关SPDT2连接第三子结点J31和第四子结点J32；

第一激励端结点B1和第一待测产品端接口J1相连；第二激励端结点B2和第一子结点J21相连；第三激励端结点B3和第三子结点J31相连；第一测量端结点B4和第二子结点J22相连；第二测量端结点B5和第四子结点J32相连；第三测量端结点B6和第四待测产品端接口J4相连。

较佳地，所述激励端接口，包括四个子激励端接口；所述四个子激励端接口通过第一单刀四掷开关SP4T1连接于激励输入结点A1；所述激励输入结点A1通过第二单刀四掷开关SP4T2与所述第一激励端结点B1、所述第二激励端结点B2和所述第三激励端结点B3相连；

所述测量端接口，包括四个子测量端接口；所述四个子测量端接口通过第三单刀四掷开关SP4T3连接于测量输出结点A2；所述测量输出结点A2通过第四单刀四掷开关SP4T4与所述第一测量端结点B4、所述第二测量端结点B5和所述第三测量端结点B6相连。

较佳地，所述执行模块，包括：主控板、本地触摸屏和远控接口；所述本地触摸屏和所述远控接口所得到的指令信息输出给所述主控板；所述交换机将所述执行命令通过所述远控接口输入所述主控板；所述主控板，选用芯片MAX232、芯片STM32F103ZE和芯片74LVC4245，所述执行命令输入芯片MAX232，芯片MAX232的输出接入芯片STM32F103ZE，芯片STM32F103ZE的输出接入芯片74LVC4245，芯片74LVC4245的输出接入所述第一单刀双掷开关SPDT1、所述第二单刀双掷开关SPDT2、所述第一单刀四掷开关SP4T1、所述第二单刀四掷开关SP4T2、所述第三单刀四掷开关SP4T3和所述第四单刀四掷开关SP4T4，以控制其开闭状态。

较佳地，所述控制模块包括：工控机、交换机和指令驱动设备；所述执行命令，由所述工控机作为总控制结构根据试验目的生成并输出；所述工控机接收所述测量模块的试验数据并分析记录；所述指令驱动设备根据所述执行命令控制待测微波开关的工作；所述交换机连接所述工控机、所述指令驱动设备、所述测量模块和所述执行模块，并实现所述执行命令和试验数据的导通。

较佳地，所述测量模块，在进行所述射频性能自动测试时，所述矢量网络分析仪的两个测量端口，一个与所述四个子激励端接口之一相连，另一个与所述四个子测量端接口之一相连；由所述执行模块调节所述电路模块中电路的通断，实现所述矢量网络分析仪与待测微波开关的待测两端口之间的导通，并根据所述执行命令测量获得所需指标；并通过所述控制模块的控制，在不改变所述电路模块与待测微波开关间的接线情况下，实现待测微波开关任意两通道的所需指标的自动测量；

在进行所述开关切换时间自动测试时，所述信号源和所述四个子激励端接口之一相连；所述示波器的一个通道作为电压采集通道，通过检波器和所述四个子测量端接口之一相连，所述示波器的另一个通道作为电流采集通道和待测微波开关的供电相连；待测微波开关的各射频端口分别与所述电路模块的所述待测产品端接口相连，当待测微波开关的通道导通状态处于初始状态，并将切换为目标状态时，由所述执行模块调节所述电路模块中电路的通断，实现所述信号源和所述示波器的电压采集通道，与待测微波开关的目标状态下导通两端口之间的导通；通过所述控制模块的控制，当待测微波开关由初始状态切换为目标状态时，所述示波器测量获得此初始状态和目标状态间的开关切换时间；在不改变所述电路模块与待测微波开关间的接线情况下，实现待测微波开关任意两状态间的开关切换时间的自动测量。

一种微波开关自动测试方法，包括：所述射频性能自动测试和所述开关切换时间自动测试；

所述射频性能自动测试在射频条件下进行，先进行预测试，不连接待测微波开关，利用电子校准件或机械校准件进行校准，得到并保存所述校准结果，而后进行实际测试；所述射频性能自动测试，包括：

步骤101，所述仪器端接口和矢量网络分析仪相连；所述待测产品端接口和校准件相连；指令驱动设备连接校准件以为其供电和控制开关切换；工控机和交换机相连，所述交换机以网线连接所述矢量网络分析仪、所述执行模块和所述指令驱动设备；

步骤102，以工控机软件自动设置所述矢量网络分析仪、所述电路模块和所述指令驱动设备的工作参数；所述电路模块实现校准件所导通的两通道和所述矢量网络分析仪间的导通；测得对应通道对应参数下的所需指标；

步骤103，以工控机软件自动调整输出的工作参数，各个频段均单独校准，校准件的任两通道间均单独校准；重复步骤102直至测量获得所有所需指标，与校准件的标准数据比较以校准，并在所述工控机中保存为对应通道关系的校准文件；

步骤104，所述待测产品端接口和待测微波开关相连；所述指令驱动设备连接待测微波开关以为其供电和控制开关切换；

步骤105，以工控机软件自动设置所述矢量网络分析仪、所述电路模块和所述指令驱动设备的工作参数；所述电路模块实现待测微波开关所导通的两通道和所述矢量网络分析仪间的导通；测得对应通道对应参数下的所需指标；

步骤106，以工控机软件自动调整输出的工作参数；重复步骤105直至测量获得待测微波开关任两通道间的所需指标；得到对应通道关系的测量数据；

步骤107，将所述测量数据和所述校准文件按照对应通道关系进行纠偏，得到最终结果；

所述开关切换时间自动测试，在低频条件下进行，包括：

步骤201，所述仪器端接口连接所述信号源和加装检波器的所述示波器的电压采集通道；所述示波器的电流采集通道与待测微波开关的供电电源相连；所述待测产品端接口和待测微波开关相连；所述指令驱动设备连接待测微波开关以为其供电和控制开关切换；所述工控机和所述交换机相连，所述交换机以网线连接所述信号源、所述示波器、所述执行模块和所述指令驱动设备；

步骤202，以工控机软件自动设置所述信号源、所述示波器、所述电路模块和所述指令驱动设备的工作参数；待测微波开关的通道导通状态处于初始状态，并将切换为目标状态；所述电路模块实现待测微波开关的目标状态下导通的两通道与所述信号源和所述示波器的加装检波器的电压采集通道导通；通过所述工控机控制所述指令驱动设备，使待测微波开关由初始状态切换为目标状态；切换时刻，以所述示波器的电流采集通道的曲线，经滑动平均滤波后的上升沿作为起始；以所述示波器的，经检波器降频后的电压采集通道的曲线，经滑动平均滤波后的稳定前最后一个波峰作为结束，其间的时间差即为待测微波开关由初始状态切换为目标状态所需的开关切换时间；

步骤203，以工控机软件自动调整输出的工作参数，重复步骤202直至测量获得待测微波开关任两状态间的开关切换时间即为测量结果。

较佳地，所述射频性能自动测试和所述开关切换时间自动测试的接线合并执行，在所述射频性能自动测试和所述开关切换时间自动测试两个测试只进行一次接线。

较佳地，所述所需指标，包括：电压驻波比、插入损耗、相位和隔离度。

有益效果：

1、本发明通过调节电路模块中电路的通断，能够仅通过一次接线即可完成射频性能和低频性能两种工况下的多指标测试，简化测试步骤，提高测试效率。通过提供微波开关两两端口的自由组合，有效避免测试人员频繁更换电缆带来的效率低下以及射频端口提前老化损伤问题。

2、本发明通过提出一种可实现微波开关4个射频端口任意两两端口间的自由组合导通的电路连接结构，能够在不拆装接线的前提下完成射频性能测试和低频切换时间测试，简化测试步骤，提高了测试效率。

3、本发明通过包括工控机在内的控制模块的设计，使得射频性能测试和低频切换时间测试能够通过软件设置参数而自动进行，提高了测试效率。

4、本发明通过射频性能自动测试和开关切换时间自动测试的步骤安排，经过优化的步骤设计提高了测试效率，同时预测试的设计和实际测试中根据校准文件进行的校正，也使得微波开关自动测试设备带来的影响被减小到最低，使得针对待测微波开关的指标自动测试更加准确，提升了试验精度。

附图说明

图1为本发明基于实施例的微波开关自动测试设备中电路模块的电路原理示意图；

图2为本发明基于实施例的微波开关自动测试设备中执行模块和电路模块的示意图；

图3为本发明基于实施例的各模块连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种微波开关自动测试设备及方法，其核心思想为：包括五个模块，电源模块、控制模块、测量模块、电路模块和执行模块。

电源模块为控制模块、测量模块、电路模块和执行模块供电；控制模块向执行模块、测量模块和待测微波开关输出执行命令，并分析记录试验数据；执行模块，根据执行命令调节电路模块中电路的通断。

电路模块，具有仪器端接口和待测产品端接口；待测产品端接口数量等于待测微波开关的通道数量；待测产品端接口与待测微波开关对应连接后，通过调节电路模块中电路的通断，在不改变与待测微波开关间的接线情况下，实现待测微波开关任意两通道的导通。

测量模块，与电路模块相连，根据执行命令测量待测微波开关的相应指标；包括：矢量网络分析仪、信号源和示波器；矢量网络分析仪、信号源和示波器与仪器端接口相连；矢量网络分析仪用于射频性能自动测试；信号源和示波器用于开关切换时间自动测试。

可见，通过调节电路模块中电路的通断，能够仅通过一次接线即可完成射频性能和低频性能两种工况下的多指标测试，简化测试步骤，提高测试效率。通过提供微波开关两两端口的自由组合，有效避免测试人员频繁更换电缆带来的效率低下以及射频端口提前老化损伤问题。

下面以一实施例进一步对本发明进行详细说明。

微波开关性能测试项目中，存在反复拆装端口、耗时费力的测试项目包括射频指标，包括电压驻波比、插入损耗、隔离度和相位，以及低频指标中的开关切换时间，其他指标不存在反复拆装端口问题。反复拆装端口的原因是在测试这些项目时需要测试任意两端口的指标，在不具备多端口矢量网络分析仪的情况下要频繁拆卸测试电缆。由于微波开关射频端口有多种不同类型，并不统一，所以当前只能依靠人工来完成接线，费时费力。因此，本发明提出了一种微波开关自动测试设备，包括五个模块为：电源模块、执行模块、测试模块、电路模块和控制模块。

电源模块为执行模块、测试模块、电路模块和控制模块提供电源，根据各设备需求提供恰当的直流或交流电源。

电路模块，如图1所示，具有仪器端接口和待测产品端接口。本实施例中的待测微波开关以四通道微波开关为例，待测产品端接口数量等于待测微波开关的通道数量。待测产品端接口与待测微波开关对应连接后，通过调节电路模块中电路的通断，不改变与待测微波开关间的接线，实现待测微波开关的任意两通道的导通。

仪器端接口，包括：激励端接口和测量端接口；激励端接口与第一激励端结点B1、第二激励端结点B2和第三激励端结点B3相连；测量端接口与第一测量端结点B4、第二测量端结点B5和第三测量端结点B6相连；待测产品端接口，包括：第一待测产品端接口J1、第二待测产品端接口J2、第三待测产品端接口J3和第四待测产品端接口J4。

第一待测产品端接口J1、第二待测产品端接口J2、第三待测产品端接口J3和第四待测产品端接口J4与待测微波开关的四个通道分别相连；第二待测产品端接口J2，通过第一单刀双掷开关SPDT1连接第一子结点J21和第二子结点J22；第三待测产品端接口J3，通过第二单刀双掷开关SPDT2连接第三子结点J31和第四子结点J32。第一激励端结点B1和第一待测产品端接口J1相连；第二激励端结点B2和第一子结点J21相连；第三激励端结点B3和第三子结点J31相连；第一测量端结点B4和第二子结点J22相连；第二测量端结点B5和第四子结点J32相连；第三测量端结点B6和第四待测产品端接口J4相连。

激励端接口，包括四个子激励端接口；四个子激励端接口通过第一单刀四掷开关SP4T1连接于激励输入结点A1；激励输入结点A1通过第二单刀四掷开关SP4T2与第一激励端结点B1、第二激励端结点B2和第三激励端结点B3相连。测量端接口，包括四个子测量端接口；四个子测量端接口通过第三单刀四掷开关SP4T3连接于测量输出结点A2；测量输出结点A2通过第四单刀四掷开关SP4T4与第一测量端结点B4、第二测量端结点B5和第三测量端结点B6相连。四个子激励端接口和四个子测量端接口分别连接激励仪器或测量仪器。

执行模块，根据执行命令调节电路模块中电路的通断，如图2所示，包括：主控板、本地触摸屏和远控接口。本地触摸屏和远控接口所得到的命令信息输出给主控板，主控板负责本地用户人机界面交互和远控，主控板运行操作系统和控制软件，通过RS232串行口进行串行通信，发送切换控制信号。执行模块通过拉高或置低微波开关控制接口电平实现不同链路的切换。主控板选用芯片MAX232、芯片STM32F103ZE和芯片74LVC4245，执行命令输入芯片MAX232，芯片MAX232的输出接入芯片STM32F103ZE，芯片STM32F103ZE的输出接入芯片74LVC4245，芯片74LVC4245的输出接入第一单刀双掷开关SPDT1、第二单刀双掷开关SPDT2、第一单刀四掷开关SP4T1、第二单刀四掷开关SP4T2、第三单刀四掷开关SP4T3和第四单刀四掷开关SP4T4，以控制其开闭状态，通过内部电路的改变，可实现任意两两端口的导通。设备中的单刀双掷开关和单刀四掷开关选用能够覆盖交流67GHz频段的微波开关。该选用使得微波开关自动测试设备能够覆盖交流67GHz频段范围，且具备端口扩展能力，能够满足市面90％以上微波开关测试需求，极大提高了自动测试设备的适应能力。

控制模块向执行模块、测量模块和待测微波开关输出执行命令，并分析记录试验数据。控制模块包括：工控机、交换机和指令驱动设备；执行命令，由工控机作为总控制结构根据试验目的生成并输出；工控机接收测量模块的试验数据并分析记录；指令驱动设备根据执行命令控制待测微波开关的工作；交换机连接工控机、指令驱动设备、测量模块和执行模块，并实现执行命令和试验数据的导通。通过包括工控机在内的控制模块的设计，使得射频性能测试和低频切换时间测试能够通过软件设置参数而自动进行，提高了测试效率。

测量模块，与电路模块相连，根据执行命令测量待测微波开关的相应指标；包括：矢量网络分析仪、信号源和示波器；矢量网络分析仪、信号源和示波器与仪器端接口相连；矢量网络分析仪用于射频性能自动测试；信号源和示波器用于开关切换时间自动测试。

在进行射频性能自动测试时，矢量网络分析仪的两个测量端口，一个与四个子激励端接口之一相连，另一个与四个子测量端接口之一相连；由执行模块调节电路模块中电路的通断，实现矢量网络分析仪与待测微波开关的待测两端口之间的导通，并根据执行命令测量获得所需指标；并通过控制模块的控制，在不改变电路模块与待测微波开关间的接线情况下，实现待测微波开关任意两通道的所需指标的自动测量；

在进行开关切换时间自动测试时，信号源和四个子激励端接口之一相连；示波器电压采集通道，通过检波器和四个子测量端接口之一相连，示波器电流采集通道和待测微波开关的电源相连；当待测微波开关的通道导通状态处于初始状态，并将切换为目标状态时，由执行模块调节电路模块中电路的通断，实现信号源和示波器电压采集通道，与待测微波开关的目标状态下导通两端口之间的导通；并通过控制模块的控制，当待测微波开关由初始状态切换为目标状态时，示波器测量获得此初始状态和目标状态间的开关切换时间；在不改变电路模块与待测微波开关间的接线情况下，实现待测微波开关任意两状态间的开关切换时间的自动测量。

应用前面介绍的微波开关自动测试设备，本发明还提出了一种微波开关自动测试方法，包括：射频性能自动测试和开关切换时间自动测试。

射频性能自动测试在射频条件下进行，包括：预测试和实际测试；先进行预测试，不连接待测微波开关，利用电子校准件或机械校准件进行校准，得到并保存校准结果，而后进行实际测试；开关切换时间自动测试在低频条件下进行。测试所用设备均可通过远控接口实现自动化测试，借助以太网交换机将各测试设备组网，进行集中管理，工控机软件根据用户的测试内容进行综合调度。

实际测试和开关切换时间自动测试的接线步骤合并执行，如图3所示，在实际测试和开关切换时间自动测试两个测试中只进行一次接线。在进行原本需要频繁切换端口的测试项时，借助自动化测试设备的自动端口切换，可以在不更换电缆的情况下，实现任意两端口与测试测量仪器的联通，从而避免人工更换电缆，提高测试效率。预测试的设计和实际测试中根据校准文件进行的校正，也使得微波开关自动测试设备带来的误差被减小到最低，提升了试验精度。

预测试，包括：

步骤101，仪器端接口和矢量网络分析仪相连；待测产品端接口和校准件相连；指令驱动设备连接校准件以为其供电和控制开关切换；工控机和交换机相连，交换机以网线连接矢量网络分析仪、执行模块和指令驱动设备；

步骤102，以工控机软件自动设置矢量网络分析仪、电路模块和指令驱动设备的工作参数；电路模块实现校准件所导通的两通道和矢量网络分析仪间的导通；测得对应通道对应参数下的所需指标；

步骤103，以工控机软件自动调整输出的工作参数，各个频段均单独校准，校准件的任两通道间均单独校准；重复步骤102直至测量获得所有所需指标，与校准件的标准数据比较以校准，并在工控机中保存为对应通道关系的校准文件。

实际测试，包括：

步骤201，仪器端接口和矢量网络分析仪相连；待测产品端接口和待测微波开关相连；指令驱动设备连接待测微波开关以为其供电和控制开关切换；工控机和交换机相连，交换机以网线连接矢量网络分析仪、执行模块和指令驱动设备；

步骤202，以工控机软件自动设置矢量网络分析仪、电路模块和指令驱动设备的工作参数；电路模块实现待测微波开关所导通的两通道和矢量网络分析仪间的导通；测得对应通道对应参数下的所需指标；

步骤203，以工控机软件自动调整输出的工作参数；重复步骤202直至测量获得待测微波开关任两通道间的所需指标；得到对应通道关系的测量数据；

步骤204，将测量数据和校准文件按照对应通道关系进行纠偏，得到最终结果。

射频性能自动测试的步骤进一步细化为：

步骤301，连接程控电源与指令驱动设备的供电电缆，连接指令驱动设备与待测微波开关间的电缆，连接电路模块与矢量网络分析仪的射频电缆，连接工控机、指令驱动设备、矢量网络分析仪、交换机的网线；

步骤302，不接待测微波开关，利用电子校准件或机械校准件对射频链路进行校准，各个频段均单独校准，依次完成任两端口间的校准，并保存供程序调用；

步骤303，校准完毕后，连接待测微波开关，设备的J1～J4端口分别连接微波开关的射频端口J1～J4；

步骤304，工控机打开自动测试设备控制软件，输入控制电压、过流等参数后，输出电压，确认产品与指令驱动设备电缆连接正常，检查产品工作电流是否正常；

步骤305，产品加电正常后，打开软件，选择射频参数测试项目，设置驱动电压、电源过压值、过流值及驱动脉宽、脉冲周期、开关编号、测试参数、各状态下的导通端口及断开端口等参数；

步骤306，连接指令驱动设备及矢量网络分析仪，连接成功后，启动测试，软件弹出“确认信息窗口”，再次确认用户输入信息是否正确，确认后，开始测试；

步骤307，根据用户配置的状态信息与端口导通信息，软件自动切换将矢量网络分析仪的两个端口分别切换至两导通端口；

步骤308，软件根据用户配置的各个状态下的端口导通关系，自动调用与之匹配的校准文件，执行射频性能测试；

步骤309，软件通过可编程仪器标准命令控制矢量网络分析仪改变S参数及参数格式，实现电压驻波比、插入损耗、相位和隔离度的自动测试，如测试电压驻波比时，控制矢网改变S参数至S11，格式改为电压驻波比，读取数据记录结果。

开关切换时间自动测试，包括：

步骤401，仪器端接口连接微波信号源和加装检波器的示波器电压采集通道；示波器电流采集通道和待测微波开关的电源相连；待测产品端接口和待测微波开关相连；指令驱动设备连接待测微波开关以为其供电和控制开关切换；工控机和交换机相连，交换机以网线连接微波信号源、示波器、执行模块和指令驱动设备；

步骤402，以工控机软件自动设置微波信号源、示波器、电路模块和指令驱动设备的工作参数；待测微波开关的通道导通状态处于初始状态，并将切换为目标状态；电路模块实现待测微波开关的目标状态下导通的两通道与微波信号源和示波器的加装检波器的电压采集通道间的导通；通过工控机控制指令驱动设备，使待测微波开关由初始状态切换为目标状态；切换时刻，以示波器的电流采集通道的曲线，经滑动平均滤波后的上升沿作为起始；以示波器的，经过检波器从高频降频为低频的，电压采集通道的曲线，经滑动平均滤波后的稳定前最后一个波峰作为结束，其间的时间差即为待测微波开关由初始状态切换为目标状态所需的开关切换时间；

步骤403，以工控机软件自动调整输出的工作参数，重复步骤302直至测量获得待测微波开关任两状态间的开关切换时间即为测量结果。

开关切换时间自动测试的步骤进一步细化为：

步骤501，连接程控电源与指令驱动设备的供电电缆，连接指令驱动设备与待测微波开关的低频电缆，连接工控机、指令驱动设备、执行模块、示波器、信号源、交换机的网线，并将示波器通道1电流钳钩在程控电源输出端，通道2先连接检波器，再通过检波器连接到电路模块的测量子端口；

检波器负责将信号源的高频信号降频为低频信号以便示波器测量；

步骤502，工控机打开指令驱动设备控制软件，输入控制电压、过流等参数后，输出电压，确认产品与驱动设备低频电缆连接正常，产品工作电流正常；

步骤503，工控机打开自动测试设备控制软件，初始化指令驱动设备、示波器及信号源；

步骤504，以测量微波开关状态1切换至状态2的切换时间为例，状态2下J1与J3导通，将待测开关状态切换至状态1；控制电路模块导通状态激励端切换至J1，测量端切换至J3；控制信号源输出；设置示波器电压采集通道及电流采集通道参数、触发电平、触发方式等；

步骤505，控制指令驱动设备向状态2切换，此时示波器自动捕获通道1的驱动电流曲线和通道2的电压信号曲线，通过软件自动采集两路信号，并对两路信号进行滑动平均滤波，去除噪声、毛刺，提升精度；

步骤506，开关切换时间以通道1电流曲线上升沿作为起始，通道2的电压信号曲线稳定前最后一个波峰作为结束。利用软件可精确计算两条曲线时间差，该时间差即为开关切换时间。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微波开关自动测试设备，其特征在于，包括：电源模块、控制模块、执行模块、电路模块和测量模块；

所述电源模块为所述控制模块、所述测量模块、所述电路模块和所述执行模块供电；

所述控制模块向所述执行模块、所述测量模块和待测微波开关输出执行命令，并分析记录试验数据；

所述执行模块，根据所述执行命令调节所述电路模块中电路的通断；

所述电路模块，具有仪器端接口和待测产品端接口；待测产品端接口数量等于待测微波开关的通道数量；所述待测产品端接口与待测微波开关对应连接后，通过调节所述电路模块中电路的通断，在不改变与待测微波开关间的接线情况下，实现待测微波开关任意两通道的导通；

所述测量模块，与所述电路模块相连，根据所述执行命令测量待测微波开关的相应指标；包括：矢量网络分析仪、信号源和示波器；所述矢量网络分析仪、所述信号源和所述示波器与所述仪器端接口相连；所述矢量网络分析仪用于射频性能自动测试；所述信号源和所述示波器用于开关切换时间自动测试。

2.如权利要求1所述的微波开关自动测试设备，其特征在于，所述仪器端接口，包括：激励端接口和测量端接口；所述激励端接口与第一激励端结点B1、第二激励端结点B2和第三激励端结点B3相连；所述测量端接口与第一测量端结点B4、第二测量端结点B5和第三测量端结点B6相连；所述待测产品端接口，包括：第一待测产品端接口J1、第二待测产品端接口J2、第三待测产品端接口J3和第四待测产品端接口J4；

所述第一待测产品端接口J1、所述第二待测产品端接口J2、所述第三待测产品端接口J3和所述第四待测产品端接口J4与待测微波开关的四个通道分别相连；所述第二待测产品端接口J2，通过第一单刀双掷开关SPDT1连接第一子结点J21和第二子结点J22；所述第三待测产品端接口J3，通过第二单刀双掷开关SPDT2连接第三子结点J31和第四子结点J32；

第一激励端结点B1和第一待测产品端接口J1相连；第二激励端结点B2和第一子结点J21相连；第三激励端结点B3和第三子结点J31相连；第一测量端结点B4和第二子结点J22相连；第二测量端结点B5和第四子结点J32相连；第三测量端结点B6和第四待测产品端接口J4相连。

3.如权利要求2所述的微波开关自动测试设备，其特征在于，所述激励端接口，包括四个子激励端接口；所述四个子激励端接口通过第一单刀四掷开关SP4T1连接于激励输入结点A1；所述激励输入结点A1通过第二单刀四掷开关SP4T2与所述第一激励端结点B1、所述第二激励端结点B2和所述第三激励端结点B3相连；

所述测量端接口，包括四个子测量端接口；所述四个子测量端接口通过第三单刀四掷开关SP4T3连接于测量输出结点A2；所述测量输出结点A2通过第四单刀四掷开关SP4T4与所述第一测量端结点B4、所述第二测量端结点B5和所述第三测量端结点B6相连。

4.如权利要求3所述的微波开关自动测试设备，其特征在于，所述执行模块，包括：主控板、本地触摸屏和远控接口；所述本地触摸屏和所述远控接口所得到的指令信息输出给所述主控板；所述交换机将所述执行命令通过所述远控接口输入所述主控板；所述主控板，选用芯片MAX232、芯片STM32F103ZE和芯片74LVC4245，所述执行命令输入芯片MAX232，芯片MAX232的输出接入芯片STM32F103ZE，芯片STM32F103ZE的输出接入芯片74LVC4245，芯片74LVC4245的输出接入所述第一单刀双掷开关SPDT1、所述第二单刀双掷开关SPDT2、所述第一单刀四掷开关SP4T1、所述第二单刀四掷开关SP4T2、所述第三单刀四掷开关SP4T3和所述第四单刀四掷开关SP4T4，以控制其开闭状态。

5.如权利要求1或4所述的微波开关自动测试设备，其特征在于，所述控制模块包括：工控机、交换机和指令驱动设备；所述执行命令，由所述工控机作为总控制结构根据试验目的生成并输出；所述工控机接收所述测量模块的试验数据并分析记录；所述指令驱动设备根据所述执行命令控制待测微波开关的工作；所述交换机连接所述工控机、所述指令驱动设备、所述测量模块和所述执行模块，并实现所述执行命令和试验数据的导通。

6.如权利要求3所述的微波开关自动测试设备，其特征在于，所述测量模块，在进行所述射频性能自动测试时，所述矢量网络分析仪的两个测量端口，一个与所述四个子激励端接口之一相连，另一个与所述四个子测量端接口之一相连；由所述执行模块调节所述电路模块中电路的通断，实现所述矢量网络分析仪与待测微波开关的待测两端口之间的导通，并根据所述执行命令测量获得所需指标；并通过所述控制模块的控制，在不改变所述电路模块与待测微波开关间的接线情况下，实现待测微波开关任意两通道的所需指标的自动测量；

在进行所述开关切换时间自动测试时，所述信号源和所述四个子激励端接口之一相连；所述示波器的一个通道作为电压采集通道，通过检波器和所述四个子测量端接口之一相连，所述示波器的另一个通道作为电流采集通道和待测微波开关的供电相连；待测微波开关的各射频端口分别与所述电路模块的所述待测产品端接口相连，当待测微波开关的通道导通状态处于初始状态，并将切换为目标状态时，由所述执行模块调节所述电路模块中电路的通断，实现所述信号源和所述示波器的电压采集通道，与待测微波开关的目标状态下导通两端口之间的导通；通过所述控制模块的控制，当待测微波开关由初始状态切换为目标状态时，所述示波器测量获得此初始状态和目标状态间的开关切换时间；在不改变所述电路模块与待测微波开关间的接线情况下，实现待测微波开关任意两状态间的开关切换时间的自动测量。

7.一种基于权利要求1-6中任一微波开关自动测试设备的微波开关自动测试方法，其特征在于，包括：所述射频性能自动测试和所述开关切换时间自动测试；

所述射频性能自动测试在射频条件下进行，先进行预测试，不连接待测微波开关，利用电子校准件或机械校准件进行校准，得到并保存所述校准结果，而后进行实际测试；所述射频性能自动测试，包括：

步骤101，所述仪器端接口和矢量网络分析仪相连；所述待测产品端接口和校准件相连；指令驱动设备连接校准件以为其供电和控制开关切换；工控机和交换机相连，所述交换机以网线连接所述矢量网络分析仪、所述执行模块和所述指令驱动设备；

步骤102，以工控机软件自动设置所述矢量网络分析仪、所述电路模块和所述指令驱动设备的工作参数；所述电路模块实现校准件所导通的两通道和所述矢量网络分析仪间的导通；测得对应通道对应参数下的所需指标；

步骤103，以工控机软件自动调整输出的工作参数，各个频段均单独校准，校准件的任两通道间均单独校准；重复步骤102直至测量获得所有所需指标，与校准件的标准数据比较以校准，并在所述工控机中保存为对应通道关系的校准文件；

步骤104，所述待测产品端接口和待测微波开关相连；所述指令驱动设备连接待测微波开关以为其供电和控制开关切换；

步骤105，以工控机软件自动设置所述矢量网络分析仪、所述电路模块和所述指令驱动设备的工作参数；所述电路模块实现待测微波开关所导通的两通道和所述矢量网络分析仪间的导通；测得对应通道对应参数下的所需指标；

步骤106，以工控机软件自动调整输出的工作参数；重复步骤105直至测量获得待测微波开关任两通道间的所需指标；得到对应通道关系的测量数据；

步骤107，将所述测量数据和所述校准文件按照对应通道关系进行纠偏，得到最终结果；

所述开关切换时间自动测试，在低频条件下进行，包括：

步骤201，所述仪器端接口连接所述信号源和加装检波器的所述示波器的电压采集通道；所述示波器的电流采集通道与待测微波开关的供电电源相连；所述待测产品端接口和待测微波开关相连；所述指令驱动设备连接待测微波开关以为其供电和控制开关切换；所述工控机和所述交换机相连，所述交换机以网线连接所述信号源、所述示波器、所述执行模块和所述指令驱动设备；

步骤202，以工控机软件自动设置所述信号源、所述示波器、所述电路模块和所述指令驱动设备的工作参数；待测微波开关的通道导通状态处于初始状态，并将切换为目标状态；所述电路模块实现待测微波开关的目标状态下导通的两通道与所述信号源和所述示波器的加装检波器的电压采集通道导通；通过所述工控机控制所述指令驱动设备，使待测微波开关由初始状态切换为目标状态；切换时刻，以所述示波器的电流采集通道的曲线，经滑动平均滤波后的上升沿作为起始；以所述示波器的，经检波器降频后的电压采集通道的曲线，经滑动平均滤波后的稳定前最后一个波峰作为结束，其间的时间差即为待测微波开关由初始状态切换为目标状态所需的开关切换时间；

步骤203，以工控机软件自动调整输出的工作参数，重复步骤202直至测量获得待测微波开关任两状态间的开关切换时间即为测量结果。

8.如权利要求7所述的微波开关自动测试方法，其特征在于，所述射频性能自动测试和所述开关切换时间自动测试的接线合并执行，在所述射频性能自动测试和所述开关切换时间自动测试两个测试只进行一次接线。

9.如权利要求7所述的微波开关自动测试方法，其特征在于，所述所需指标，包括：电压驻波比、插入损耗、相位和隔离度。

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