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1、 微波组件自动测试系统及其分布式网络化实现祝依飞 Error! Cannot read or display file. 摘要：随着微波技术的发展，最为明显的是有源相控阵雷达的发展，系统里的收发组件测试技术变得越来越重要。微波组件的参数指标关乎雷达系统的整体性能，依靠自动测试系统可有效负担测试大批量收发组件数据所需工作量，为相控阵雷达等产品的研发生产与质量测试提供可靠支持。本文就微波组件自动测试系统及其分布式网络化实现展开探讨。关键词：微波组件；自动测试系统；开关矩阵分布式网络化引言通常情况，一部相控阵雷达上最少有几百个微波收发组件，并且在设计一套收发组件时，都要有几十个参数测量，仅仅采用人工
2、测量每个收发组件，至少需要两个人才可以测试一组数据，关键是测试一个组件的数据就需要一两个小时，那么测量大批量的收发组件时将需要很大的工作量。所以，在设计和生产组件的过程中，收发组件的测试技术对产品的研制、产品的进度和产品的质量等产生重要影响。1微波组件自动测试系统的构成要素1.1硬件设备在系统硬件设备的选择上，通常依据不同项目指标的测试参数要求进行实验仪表的选取，涵盖了工业控制计算机、信号源、多功能数字采集卡、脉冲矢网、电子开关、电源、频谱分析仪、功率计、双脉冲信号发生器、噪声系数分析仪等人工测试仪表设备。在进行自动测试系统的硬件设备选择上，主要包含计算机、测试仪表、程控电源、自动测试综合控制
3、电路、GPIB电缆、USB电缆、接口卡、定向耦合器、衰减器等设备。在针对收发组件进行测试时，可从功能角度进行微波收发组件构成要素的划分，包含发射功率与接收增益放大通道、限幅与幅相、电源、波控、环形器等要素，以此实现对发射信号功率与接收信号增益的放大，便于调节信号的幅度与相位。同时，还需注重在收发组件与测试系统间设置相应接口，以便在后续测试过程中可直接控制微波组件并进行馈电。在微波组件的基本逻辑结构中包含电源与监控电路、波控控制电路两种电路形式，由移相器作用于收发开关，分别沿驱动放大器、末级放大器、环形器、隔离器、限幅器、低噪放、衰减器最终回到收发开关处并传回移相器，完成收发组件整体工作流程。由
4、于不同微波组件所处系统的要求及其工作频段有所差异，因此微波收发组件的电路设计、频段、器件封装以及生产工艺都有所区分。其中采用混合组装工艺生产出的封装器件，主要适用于米波段或长于米波段的微波组件；而采用微组装工艺生产出的封装器件主要采用裸芯片形式，在器件封装过程中极有可能造成寄生参数，对于组件物理尺寸与工作性能造成影响，适用于短于米波段的微波组件中。1.2自动测试系统软件设计自动测试系统软件进行了模块化设计，包括仪器通信接口设计、仪器校准、输入接口设计、输出显示设计、测试模式选择、测试参数可配置、本控和远控切换功能。自动测试系统输入接口设计为参数的输入具有可存储功能，参数的输入和更改仅需一次即可
5、完成，以后的测试过程中不需要重复的输入。自动测试系统软件实现流程如下：（1）系统初始化：完成仪器的初始化，主控计算机通过通信接口设置每台测试仪器的测试状态、测试参数；（2）开关矩阵初始化：建立开关矩阵的输入连接、输出连接；（3）系统电源控制：按照微波组件上电顺序要求，依次完成微波组件的各路电源上电；（4）指令控制：主控计算机通过LAN接口发送通信指令，使仪器、开关矩阵、待测组件进入测试状态；（5）数据处理：主控计算机测试软件完成数据采集，并对采集的测试数据进行解析、存储并输出测试结果；（6）状态检测：自动测试系统运行过程中，对测试状态进行实时监测，并完成故障诊断。自动测试系统的软件设计使得整个
6、测试过程实现了智能化、一键化测试。2自动测试系统的测试方法2.1发射通道功率及移向精度测试峰值功率自动测试：测试仪表连接框图如图4所示，测试步骤：按图连接好仪表和被测试组件后，使得功率测试模块在自动测试系统中运行，此系统会同时控制信号源，被测的微波收发组件以及功率计，计算机会记录下测试数据，并且和功率计显示的结果一致，最终记录下组件在不同频率点所对应的输出功率。发射通道移相精度的测试：如图5所示为测试计算机和仪表的连接框图，发射通道移相精度测试的步骤：按图连接好测试的计算机和仪表以及被测收发组件后，使得“发射通道移相特性”测试模块在自动测试系统中运行。自动测试系统在计算机的程序的控制下，脉冲失
7、网和脉冲信号发生器得到控制，并记录下被测微波组件的N个状态下的相位特性对应的数据。2.2接收通道测试针对接收通道的增益、移相、衰减以及输出动态进行测试，其测试模块中主要包含2个直流电源、被测T/R组件以及连续波矢网等设备。在完成设备连接后，便可使增益、移相、衰减、1dB压缩点等测试模块在系统内部自动运行，实现对被测T/R组件、矢量网络分析仪的有效控制，并将其获取到的测试数据进行存储、记录，得出微波组件的增益、移相精度、衰减等具体数值。针对接收通道的噪声系数进行测试，其测试模块中主要涵盖2个直流电源、被测T/R组件以及噪声系数测试仪。在完成设备连接后，自动测试系统便可实现对被测组件、噪声系数测试
8、仪的同时控制，并将其相应测试数据结果进行记录，获取到不同频率点所对应的噪声系数。3自动测试系统的分布式网络化功能实现根据自动测试系统的发展趋势，新一代分布式网络化测试系统在功能上应该满足以下几点：（1）实现网络测控,用户能通过网络控制测试现场；（2）能够满足装备专家远程实时的获取测试信息；（3）测试数据可进行网络分析处理存储和故障诊断功能；（4）能够查询历史数据；（5）可以对用户登录情况进行控制统计和管理；（6）系统具有灵活的结构,不限于对一个现场测试系统的监测。从图1可知，微波组件自动测试系统的分布式网络化分为用户层、单元层和设备层；用户层运行在可接入测试网络的用户机计算机或工作站中；单元层
9、运行在自动测试软件操作平台中，完成测试设备管理、测试数据管理、通信接口管理等功能；设备层包括测试仪器、开关矩阵及待测微波组件。微波组件自动测试系统分布式网络化的实现包括以下内容：（1）系统搭建实现了网络分布式，避免了传统的分离式测试，实现了一键化自动测试；（2）实现了网络化数据传递，可通过网络控制测试现场，远程实时获取各测试节点的数据；（3）主控计算机可完成不同来源的数据分析、处理和存储，实现了数据统一管理；（4）测试过程中实现了故障检测、故障定位、故障诊断、历史数据记录。结语总而言之，本文介绍了微波组件自动测试系统的构成要素、测试方法与具体实现路径，有效解决了以往系统中关于噪声系数测试的问题，还可实现对脉冲高功率参数的测试并为其测试误差提供修正方法。参考文献1朱旖,杜建军.国外军用电子自动测试系统发展综述J.电子测量技术,2018,31(8):1-3.2杜里,张其善.电子装备自动测试系统发展综述J.计算机测量与控制,2018,17(6):1019-1021.3齐永龙,宋斌,刘道煦.国外自动测试系统发展综述J.国外电子测量技术,2015,34(12):1-4.4季飞.微波功率组件自动测试系统J.雷达科学与技术,2017,10(05):549-552.5岳仁胜,季飞.基于数据库的雷达微波组件自动测试系统J.科技信息,2016(16):251-252. -全文完-
