CN116540193B - 一种全温范围内雷达接收机幅度相位稳定性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全温范围内雷达接收机幅度相位稳定性测试方法，将全温范围分为+50℃~+40℃、+40℃~+30℃、+30℃~+20℃、+20℃~+10℃、+10℃~0℃、0℃~‑10℃共六个温度段，设置高低温试验箱以1℃/min的变温速率降温，达到每一个温度段的目标温度后，高低温试验箱在该目标温度保持20min，再进行下一个温度段的降温，直至完成所有温度段的降温及目标温度保温20min的过程；在高低温试验箱降温及目标温度的保温过程中，雷达接收机始终保持加电，并每隔1min记录矢量网络分析仪测得的幅度及相位结果，将记录的幅度和相位以测试时间为横坐标绘制曲线。本发明减少测试时间，降低测试温度点间隔。
Description
技术领域
本发明属于合成孔径雷达系统技术领域，具体涉及一种全温范围内雷达接收机幅度相位稳定性测试方法。
背景技术
雷达接收机作为星载合成孔径雷达(SAR)系统中的重要单机，主要实现地面回波信号的放大、滤波、下变频等功能，在工作中需保证回波信号原有的幅度和相位信息不失真，故要求雷达接收机内部链路具有较高的信号稳定性。同时，作为应用于星载合成孔径雷达中的接收机，要求具备更高的可靠性，故需要在-10℃~+50℃的全温范围内测试雷达接收机的信号稳定性。
考核-10℃~+50℃全温范围内雷达接收机的信号稳定性，主要是测试雷达接收机的幅度稳定性和相位稳定性两个指标。传统的测试方法为：将雷达接收机放置在高低温试验箱中，将高低温试验箱温度设定为-10℃，在此温度点保持30min，在保温过程中，雷达接收机不加电，待高低温试验箱保温30min后，雷达接收机内部温度也稳定在了-10℃，此时雷达接收机加电，使用矢量网络分析仪测试雷达接收机的幅度值和相位值；完成-10℃的测试后，将高低温试验箱温度设定为-5℃，在此温度点保持30min，在保温过程中，雷达接收机不加电，待高低温试验箱保温30min后，雷达接收机内部温度稳定在了-5℃，此时雷达接收机加电测试；按照同样的方法，完成0℃、5℃…+40℃、+45℃、+50℃每5℃一个温度点的测试；所有温度点测试完成后，对比每个温度点的接收机幅度和相位值，判断其稳定性。
传统测试方法是保证雷达接收机内部的温度稳定在了设定的温度点上，再进行测试；由于雷达接收机是有一定体积的，高低温试验箱达到了要求的温度后，需要在该温度点保持一定的时间，雷达接收机内部才能稳定在该温度值，保温30min是一个比较充足的时间，保温时间太短，比如小于15min，雷达接收机内部温度未必能稳定在该设定的温度值，故导致该测试方法耗时长，若要保证一个较为合理的测试时间，只能以比较大的温度间隔（例如5℃）来进行测试。然而雷达接收机有可能在任何一个温度发生幅度或相位的不稳定跳变，而且可能持续时间较短，很快便恢复正常，采用这种温度点间隔大的测试方法，很有可能会遗漏雷达接收机发生幅相不稳定的温度点。虽然可以采用加密测试温度点的方法来避免遗漏，例如每隔1℃进行测试，但是这样又会极大的增加测试时间，降低测试效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种全温范围内雷达接收机幅度相位稳定性测试方法，以在-10℃~+50℃全温范围内，高低温试验箱连续变温的方式进行测试，既可以降低测试温度点间隔，又可以减少测试时间，提高测试效率。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种全温范围内雷达接收机幅度相位稳定性测试方法，将全温范围分为+50℃~+40℃、+40℃~+30℃、+30℃~+20℃、+20℃~+10℃、+10℃~0℃、0℃~-10℃共六个温度段，设置高低温试验箱以1℃/min的变温速率降温，达到每一个温度段的目标温度后，高低温试验箱在该目标温度保持20min，再进行下一个温度段的降温，直至完成所有温度段的降温及目标温度保温20min的过程；在高低温试验箱降温及目标温度的保温过程中，雷达接收机始终保持加电，并每隔1min记录矢量网络分析仪测得的幅度及相位结果，并将记录的幅度和相位以测试时间为横坐标绘制曲线。
进一步地，将雷达接收机放置在高低温试验箱中；供电控制设备连接雷达接收机的供电控制端口，为雷达接收机提供电源及控制信号；矢量网络分析仪设置为变频测试模式并完成校准，在矢量网络分析仪的第一端口连接衰减量50dB的固定衰减器后，再连接到接收机的射频输入端口，防止矢量网络分析仪输出的信号功率过大造成雷达接收机饱和，矢量网络分析仪的第二端口连接雷达接收机的中频输出端口；信号源输出的信号功分为等幅同相的两路信号，一路连接到雷达接收机的本振输入端口，为其提供本振信号，另一路连接到矢量网络分析仪的外置参考混频器，为其提供参考本振信号。
进一步地，将高低温试验箱的目标温度设置为50℃，高低温试验箱的变温速率设置为5℃/min，开始升温，待高低温试验箱内温度达到50℃时，设置高低温试验箱在50℃保持1h,在此过程中雷达接收机不加电；高低温试验箱在50℃保温1h后，雷达接收机内部的温度也达到了50℃；此时，将高低温试验箱的目标温度设置为40℃，将高低温试验箱的变温速率设置为1℃/min；在确认高低温试验箱开始降温的同时，雷达接收机同时加电，记录此时矢量网络分析仪测得的雷达接收机幅度和相位；之后，在高低温试验箱降温的过程中，雷达接收机一直加电，并每隔1min记录雷达接收机幅度和相位的测试结果；待高低温试验箱达到目标温度40℃时，雷达接收机内部的温度还未降低到40℃，设置高低温试验箱在40℃保持20min，让雷达接收机内部继续降温，同时雷达接收机一直保持加电，每隔1min记录雷达接收机幅度和相位的测试结果；高低温试验箱在40℃保温20min后，全温范围内的50℃~40℃温度段测试完成；随即，将高低温试验箱的目标温度设置为30℃，高低温试验箱的保温速率保持1℃/min不变，雷达接收机保持加电；在高低温试验箱降温的过程中，每隔1min记录雷达接收机幅度和相位的测试结果，待高低温试验箱达到目标温度30℃时，高低温试验箱在30℃保持20min，同时雷达接收机一直保持加电，每隔1min记录雷达接收机幅度和相位的测试结果；高低温试验箱在30℃保温20min后，全温范围内的40℃~30℃温度段测试完成；按照相同的操作方法，完成30℃到20℃、20℃到10℃、10℃到0℃、0℃~到-10℃这四个温度段的降温测试，并将记录的雷达接收机幅度和相位以测试时间为横坐标绘制曲线。
本发明还提供一种全温范围内雷达接收机幅度相位稳定性测试系统，包括：雷达接收机、高低温试验箱、供电控制设备、矢量网络分析仪和信号源；所述雷达接收机放置在高低温试验箱中；所述供电控制设备连接雷达接收机的供电控制端口，为雷达接收机提供电源及控制信号；所述矢量网络分析仪设置为变频测试模式并完成校准，在矢量网络分析仪的第一端口连接衰减量50dB的固定衰减器后，再连接到雷达接收机的射频输入端口，所述矢量网络分析仪的第二端口连接雷达接收机的中频输出端口；所述信号源输出的信号功分为等幅同相的两路信号，一路连接到雷达接收机的本振输入端口，为其提供本振信号，另一路连接到矢量网络分析仪的外置参考混频器，为其提供参考本振信号。
有益效果：
相比于传统的测试方法，本发明提出的测试方法可以减少测试时间，降低测试温度点间隔。
本发明的特点在于不需要雷达接收机稳定在固定温度点，而是将全温范围划分为了+50℃~+40℃、+40℃~+30℃、+30℃~+20℃、+20℃~+10℃、+10℃~0℃、0℃~-10℃共六个温度段，高低温试验箱从第一个温度段中的最高温50℃开始降温，降温速率设置为1℃/min,同时雷达接收机开始加电测试。由于雷达接收机具有一定的体积，高低温试验箱的环境温度作用到雷达接收机内部需要一定的时间，而且雷达接收机加电时，自身会产生热耗，进一步降低高低温试验箱的降温作用，故雷达接收机的降温速率是低于高低温试验箱的降温速率的。在高低温试验箱降温1min后，高低温试验箱的温度降至49℃，而雷达接收机内部的温度才刚降至49.6℃左右；高低温试验箱降温10min后，高低温试验箱温度达到40℃，而雷达接收机内部的温度才刚降至46~47℃左右；高低温试验箱在40℃继续保温20min，雷达接收机内部的温度才缓慢的降低到40℃。
这样，在30min内，雷达接收机降温10℃，每隔1min记录一次测试数据，共得到30组数据，虽然不能精确的说明测得这30组数值时雷达接收机内部的温度值，但这30组数值是大致均匀的分布在这10℃的温度间隔中的，相当于测试间隔约0.3℃，而在同样的时间内，采用传统的测试方法，可能才测得一个温度点的数据。
而且本发明强调要高低温试验箱要以降温的方法进行测试，只有这样才能保证雷达接收机内部的温度以缓慢均匀的速度变化，测试温度间隔更小；若反过来从-10℃开始升温测试，雷达接收机内部的温度变化速率就要加快许多，导致测到的温度间隔会变大。
附图说明
图1为实现本发明的一种全温范围内雷达接收机幅度相位稳定性测试方法的硬件设置图；
图2为全温范围内雷达接收机幅度测试曲线图；
图3为全温范围内雷达接收机相位测试曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，实现本发明的一种全温范围内雷达接收机幅度相位稳定性测试方法的硬件设置包括：将雷达接收机放置在高低温试验箱中；供电控制设备，连接雷达接收机的供电控制端口，为雷达接收机提供电源及控制信号；矢量网络分析仪设置为变频测试模式并完成校准，在矢量网络分析仪的第一端口连接衰减量50dB的固定衰减器后，再连接到雷达接收机的射频输入端口，防止矢量网络分析仪输出的信号功率过大造成雷达接收机饱和，矢量网络分析仪的第二端口连接雷达接收机的中频输出端口；信号源输出的信号功分为等幅同相的两路信号，一路连接到雷达接收机的本振输入端口，为其提供本振信号，另一路连接到矢量网络分析仪的外置参考混频器，为其提供参考本振信号。
将高低温试验箱的目标温度设置为50℃，高低温试验箱的变温速率设置为5℃/min，开始升温，待高低温试验箱内温度达到50℃时，设置高低温试验箱在50℃保持1h,在此过程中雷达接收机不加电。
高低温试验箱在50℃保温1h后，雷达接收机内部的温度也达到了50℃。此时，将高低温试验箱的目标温度设置为40℃，将高低温试验箱的变温速率设置为1℃/min。在确认高低温试验箱开始降温的同时，雷达接收机同时加电，记录此时矢量网络分析仪测得的雷达接收机的幅度和相位。之后，在高低温试验箱降温的过程中，雷达接收机一直加电，并每隔1min记录雷达接收机的幅度和相位的测试结果。待高低温试验箱达到目标温度40℃时，雷达接收机内部的温度还未降低到40℃，设置高低温试验箱在40℃保持20min，让雷达接收机内部继续降温，同时雷达接收机一直保持加电，每隔1min记录雷达接收机的幅度和相位的测试结果。高低温试验箱在40℃保温20min后，全温范围内的50℃~40℃温度段测试完成。
随即，将高低温试验箱的目标温度设置为30℃，高低温试验箱的保温速率保持1℃/min不变，雷达接收机保持加电。与上述的操作方法相同，在高低温试验箱降温的过程中，每隔1min记录雷达接收机的幅度和相位的测试结果，待高低温试验箱达到目标温度30℃时，高低温试验箱在30℃保持20min,同时雷达接收机一直保持加电，每隔1min记录雷达接收机的幅度和相位的测试结果。高低温试验箱在30℃保温20min后，全温范围内的40℃~30℃温度段测试完成。
按照相同的操作方法，完成30℃到20℃、20℃到10℃、10℃到0℃、0℃~到-10℃这四个温度段的降温测试，并将记录的雷达接收机幅度和相位以测试时间为横坐标绘制曲线，如图2、图3所示。若雷达接收机在某个温度点存在幅度或相位不稳定的情况，可以很清晰直观的表现出来。
本领域的技术人员容易理解，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 (2)
1.一种全温范围内雷达接收机幅度相位稳定性测试方法，其特征在于，将全温范围分为+50℃~+40℃、+40℃~+30℃、+30℃~+20℃、+20℃~+10℃、+10℃~0℃、0℃~-10℃共六个温度段，设置高低温试验箱以1℃/min的变温速率降温，达到每一个温度段的目标温度后，高低温试验箱在该目标温度保持20min，再进行下一个温度段的降温，直至完成所有温度段的降温及目标温度保温20min的过程；在高低温试验箱降温及目标温度的保温过程中，雷达接收机始终保持加电，并每隔1min记录矢量网络分析仪测得的幅度及相位结果，并将记录的幅度和相位以测试时间为横坐标绘制曲线，具体包括：
将高低温试验箱的目标温度设置为50℃，高低温试验箱的变温速率设置为5℃/min，开始升温，待高低温试验箱内温度达到50℃时，设置高低温试验箱在50℃保持1h,在此过程中雷达接收机不加电；高低温试验箱在50℃保温1h后，雷达接收机内部的温度也达到了50℃；此时，将高低温试验箱的目标温度设置为40℃，将高低温试验箱的变温速率设置为1℃/min；在确认高低温试验箱开始降温的同时，雷达接收机同时加电，记录此时矢量网络分析仪测得的雷达接收机幅度和相位；之后，在高低温试验箱降温的过程中，雷达接收机一直加电，并每隔1min记录雷达接收机幅度和相位的测试结果；待高低温试验箱达到目标温度40℃时，雷达接收机内部的温度还未降低到40℃，设置高低温试验箱在40℃保持20min,让雷达接收机内部继续降温，同时雷达接收机一直保持加电，每隔1min记录雷达接收机幅度和相位的测试结果；高低温试验箱在40℃保温20min后，全温范围内的50℃~40℃温度段测试完成；随即，将高低温试验箱的目标温度设置为30℃，高低温试验箱的保温速率保持1℃/min不变，雷达接收机保持加电；在高低温试验箱降温的过程中，每隔1min记录雷达接收机幅度和相位的测试结果，待高低温试验箱达到目标温度30℃时，高低温试验箱在30℃保持20min,同时雷达接收机一直保持加电，每隔1min记录雷达接收机幅度和相位的测试结果；高低温试验箱在30℃保温20min后，全温范围内的40℃~30℃温度段测试完成；按照相同的操作方法，完成30℃到20℃、20℃到10℃、10℃到0℃、0℃~到-10℃这四个温度段的降温测试，并将记录的雷达接收机幅度和相位以测试时间为横坐标绘制曲线。
2.根据权利要求1所述的一种全温范围内雷达接收机幅度相位稳定性测试方法，其特征在于，将雷达接收机放置在高低温试验箱中；供电控制设备连接雷达接收机的供电控制端口，为雷达接收机提供电源及控制信号；矢量网络分析仪设置为变频测试模式并完成校准，在矢量网络分析仪的第一端口连接衰减量50dB的固定衰减器后，再连接到接收机的射频输入端口，防止矢量网络分析仪输出的信号功率过大造成雷达接收机饱和，矢量网络分析仪的第二端口连接雷达接收机的中频输出端口；信号源输出的信号功分为等幅同相的两路信号，一路连接到雷达接收机的本振输入端口，为其提供本振信号，另一路连接到矢量网络分析仪的外置参考混频器，为其提供参考本振信号。
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| 温度对微波T/R组件中关键器件电性能的影响分析;屈扬;温度对微波T_R组件中关键器件电性能的影响分析;第15-41页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116540193A (zh) | 2023-08-04 |
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