CN106130667B - 用于毫米波t/r组件测试的保护装置及方法、测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于毫米波T/R组件测试的保护装置及方法、测试装置；其中，保护装置包括至少一级定向耦合器，所述定向耦合器依次串联连接；其中，第一级定向耦合器的输入端与毫米波T/R组件的发射输出端相连，最后一级定向耦合器的输出端与环形器的第一端口相连；环形器的第二端口与负载相连，环形器的第三端口连接与开关网络相连，所述开关网络与毫米波T/R组件测试仪器相连；所述定向耦合器的耦合输出端口还通过开关网络或直接与毫米波T/R组件测试仪器连接；所述开关网络还与控制器相连，所述控制器被配置为开关网络切换提供脉冲控制信号。
Description
技术领域
本发明属于测试技术领域，尤其涉及一种用于毫米波T/R组件测试的保护装置及方法、测试装置。
背景技术
毫米波T/R组件主要由滤波器、微波开关、放大器、环形器等组成，实现毫米波波段信号的收发传输，发射功率大，接收灵敏度高，是毫米波电子***中重要微波毫米波部件。由于技术复杂，测试参数种类和数量同样非常多，为了提高生产效率，在生产过程中一般都采用自动测试方案对进行测试。
当前毫米波T/R组件自动测试的测试框图如附图1所示，计算机通过自动测试软件设置仪器设备与开关测试通道，通过手动设置电平发生器控制毫米波T/R组件的工作状态，实现毫米波T/R组件发射状态与接收状态性能指标的自动测试。图1的方案采用了开关***对射频通道进行切换，实现发射状态与接收状态性能指标的自动测试。
一般采用的开关***拓扑结构如附图2所示。由于发射状态的功率比较大，容易对仪器设备造成损害，因此，为了实现发射状态的功率调理，同时兼顾接收状态的测试要求，采用两个一选二开关，建立两个通道，一个衰减通道，用于发射信号输出到测试设备；一个直通通道，用于接收状态测试时，信号发生设备为毫米波T/R组件提供源信号，通过该方式，实现发射端口的信号分离与信号调理。这样毫米波T/R组件的两个端口都可以直接连接到信号发生设备、频谱测试设备、功率测试设备以及网络参数测试设备，建立收发状态的性能指标自动测试通道，实现自动测试的目的。
图2的开关***拓扑方案主要手动控制电平编码器，产生毫米波T/R组件的功放加电、收发切换和调制脉冲信号，使得毫米波T/R组件处于发射或接收等工作状态下进行测试。
目前自动测试方案在状态控制时，采用手动拨码方式产生状态控制信号，一旦操作顺序发生变化，会使得毫米波T/R组件内部的功率放大器处于开路工作状态，开路工作会造成信号的全反射，将会影响功率放大器的使用寿命或者损坏功率放大器；同时，该方案中的发射端口信号分离与信号调理的方式是基于开关工作正常的情况下的解决方案，但是凡是都有万一，一旦两个开关同时不能正常工作，很有可能发射信号直接通过直通通道进入测试仪器设备，对测试仪器造成损伤。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于毫米波T/R组件测试的保护装置及方法、测试装置。本发明解决了发射状态性能指标测试时，因对毫米波T/R组件工作状态控制的操作顺序不同或者开关损坏，引发烧毁毫米波T/R组件的难题
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于毫米波T/R组件测试的保护装置，包括至少一级定向耦合器，所述定向耦合器依次串联连接；其中，第一级定向耦合器的输入端与毫米波T/R组件的发射输出端相连，最后一级定向耦合器的输出端与环形器的第一端口相连；环形器的第二端口与负载相连，环形器的第三端口连接与开关网络相连，所述开关网络与毫米波T/R组件测试仪器相连；所述定向耦合器的耦合输出端口还通过开关网络或直接与毫米波T/R组件测试仪器连接；所述开关网络还与控制器相连，所述控制器被配置为开关网络切换提供脉冲控制信号。
本发明利用环形器的方向性和至少一级定向耦合器的耦合性对毫米波T/R组件发射通道的信号进行调理和分配，避免了对测试设备的安全冲击，具有很高的安全性。
所述毫米波T/R组件测试仪器包括信号发生器、频谱发生仪、功率计和矢量网络分析仪。
所述控制器与开关网络通过PCI总线相连。
其中，控制器还通过PCI总线输出控制脉冲来控制毫米波T/R组件的工作时序。
本发明的控制器通过PCI总线来为开关网络的切换而提供脉冲控制信号，还对毫米波T/R组件的工作时序以及对脉冲周期、脉冲宽度和脉冲延时进行精确控制，实现了毫米波T/R组件的控制时序，提高了毫米波T/R组件的安全性。
所述开关网络通过接口适配器与毫米波T/R组件相连。
其中，接口适配器被配置提供开关网络与毫米波T/R组件之间的匹配阻抗。
一种基于用于毫米波T/R组件测试的保护装置的工作方法，包括两种工作状态，一种是毫米波T/R组件处于发射状态，另一种是毫米波T/R组件处于接收状态；
在毫米波T/R组件处于发射状态时，信号发生器或矢量网络分析仪产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号进行测试发射功率参数、发射通道频谱参数或发射通道S参数，同时该级定向耦合器的输出端依次后级定向耦合器和环形器连接至负载；
在毫米波T/R组件处于接收状态时，信号发生器或矢量网络分析仪产生信号经过开关网络输入至环形器，再由环形器注入到定向耦合器的传输通道，通过该传输通道送入毫米波T/R组件进行测试毫米波T/R组件的接收通道S参数或接收通道频谱参数。
在进行发射功率参数测试时，信号发生器产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号提供给功率计进行测试，同时该级定向耦合器的输出端依次后级定向耦合器和环形器连接至负载。
在进行发射通道频谱参数测试时，信号发生器产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号提供给频谱分析仪进行测试，同时该级定向耦合器的输出端依次后级定向耦合器和环形器连接至负载。
在进行发射通道S参数测试时，矢量网络分析仪的第一矢网端口产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号提供给矢量网络分析仪的第二矢网端口进行测试，同时该级定向耦合器的输出端依次经过后级定向耦合器和环形器连接至负载。
在进行接收通道S参数测试时，矢量网络分析仪的第二矢网端口产生信号传送至环形器的第三端口，环形器的第一端口输出信号经过至少一级定向耦合器传送至毫米波T/R组件接收输入/发射输出端口，毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口通过开关网络送给矢量网络分析仪的第一矢网端口进行测试。
在进行接收通道频谱测试时，信号发生器产生信号传送至环形器的第三端口，环形器的第一端口输出信号经过至少一级定向耦合器传送至毫米波T/R组件接收输入/发射输出端口，毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口通过开关网络送给频谱分析仪进行测试。
一种毫米波T/R组件测试装置，包括所述的用于毫米波T/R组件测试的保护装置。
本发明的有益效果为：
(1)与传统采用开关的通道切换方法因开关误操作或开关故障带来的对测试设备的安全冲击比，利用环形器的方向性和至少一级定向耦合器的耦合性对毫米波T/R组件发射通道的信号进行调理和分配，避免了对测试设备的安全冲击，具有很高的安全性。
(2)本发明通过控制器开关网络切换提供脉冲控制信号，从而控制了毫米波T/R组件的工作时序以及对脉冲周期、脉冲宽度和脉冲延时进行精确控制，实现了毫米波T/R组件的控制时序，提高了毫米波T/R组件的安全性。
附图说明
图1是传统的毫米波T/R组件自动测试装置框图；
图2是传统的毫米波T/R组件自动测试装置的开关***拓扑结构图；
图3(a)是本发明的用于毫米波T/R组件测试的保护装置在进行发射功率参数测试时信号流向图；
图3(b)是本发明的用于毫米波T/R组件测试的保护装置在进行发射通道频谱参数测试时信号流向图；
图3(c)是本发明的用于毫米波T/R组件测试的保护装置在进行发射通道S参数测试时信号流向图；
图3(d)是本发明的用于毫米波T/R组件测试的保护装置在进行接收通道S参数测试时信号流向图；
图3(e)是本发明的用于毫米波T/R组件测试的保护装置在进行接收通道频谱测试时信号流向图；
图4是控制器编程时序图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
如图3(a)-图3(e)所示，本发明提供了一种用于毫米波T/R组件测试的保护装置，该装置包括至少一级定向耦合器，所述定向耦合器依次串联连接；其中，第一级定向耦合器的输入端与毫米波T/R组件的发射输出端相连，最后一级定向耦合器的输出端与环形器的第一端口相连；环形器的第二端口与负载相连，环形器的第三端口连接与开关网络相连，所述开关网络与毫米波T/R组件测试仪器相连；所述定向耦合器的耦合输出端口还通过开关网络或直接与毫米波T/R组件测试仪器连接；所述开关网络还与控制器相连，所述控制器被配置为开关网络切换提供脉冲控制信号。
本发明利用环形器的方向性和至少一级定向耦合器的耦合性对毫米波T/R组件发射通道的信号进行调理和分配，避免了对测试设备的安全冲击，具有很高的安全性。
其中，毫米波T/R组件测试仪器包括信号发生器、频谱发生仪、功率计和矢量网络分析仪。
开关网络通过接口适配器与毫米波T/R组件相连。
其中，接口适配器被配置提供开关网络与毫米波T/R组件之间的匹配阻抗。
在图3(a)-图3(e)中，矢量网络分析仪的第一矢网端口和第二矢网端口，分别为矢网端口1和矢网端口2。环形器的第一端口、第二端口和第三端口分别为环形器的端口1、端口2和端口3。
控制器与开关网络通过PCI总线相连。
其中，控制器还通过PCI总线输出控制脉冲来控制毫米波T/R组件的工作时序。
本发明的控制器通过PCI总线来为开关网络的切换而提供脉冲控制信号，还对毫米波T/R组件的工作时序以及对脉冲周期、脉冲宽度和脉冲延时进行精确控制，实现了毫米波T/R组件的控制时序，提高了毫米波T/R组件的安全性。
本发明的控制器产生不同信号延时可控、脉宽可控、周期可控的多路相关的脉冲信号的，时序如图4所示，避免手工操作而造成毫米波T/R组件测试性能的误差。
本发明还提供了基于用于毫米波T/R组件测试的保护装置的工作方法，包括两种工作状态，一种是毫米波T/R组件处于发射状态，另一种是毫米波T/R组件处于接收状态；
在毫米波T/R组件处于发射状态时，信号发生器或矢量网络分析仪产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号进行测试发射功率参数、发射通道频谱参数或发射通道S参数，同时该级定向耦合器的输出端依次后级定向耦合器和环形器连接至负载；
在毫米波T/R组件处于接收状态时，信号发生器或矢量网络分析仪产生信号经过开关网络输入至环形器，再由环形器注入到定向耦合器的传输通道，通过该传输通道送入毫米波T/R组件进行测试毫米波T/R组件的接收通道S参数或接收通道频谱参数。
本发明利用了定向耦合器耦合端和环形器的方向选择，避免因开关的操作不当或者工作不正常引起的仪器设备损坏的可能性，同时利用该类器件传输通道的低损耗实现了接收状态的信号匹配性。
如图3(a)所示，在进行发射功率参数测试时，信号发生器产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号提供给功率计进行测试，同时该级定向耦合器的输出端依次后级定向耦合器和环形器连接至负载。
如图3(b)所示，在进行发射通道频谱参数测试时，信号发生器产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号提供给频谱分析仪进行测试，同时该级定向耦合器的输出端依次后级定向耦合器和环形器连接至负载。
如图3(c)所示，在进行发射通道S参数测试时，矢量网络分析仪的第一矢网端口产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号提供给矢量网络分析仪的第二矢网端口进行测试，同时该级定向耦合器的输出端依次经过后级定向耦合器和环形器连接至负载。
如图3(d)所示，在进行接收通道S参数测试时，矢量网络分析仪的第二矢网端口产生信号传送至环形器的第三端口，环形器的第一端口输出信号经过至少一级定向耦合器传送至毫米波T/R组件接收输入/发射输出端口，毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口通过开关网络送给矢量网络分析仪的第一矢网端口进行测试。
如图3(e)所示，在进行接收通道频谱测试时，信号发生器产生信号传送至环形器的第三端口，环形器的第一端口输出信号经过至少一级定向耦合器传送至毫米波T/R组件接收输入/发射输出端口，毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口通过开关网络送给频谱分析仪进行测试。
本发明还提供了一种毫米波T/R组件测试装置，包括所述的用于毫米波T/R组件测试的保护装置。
本发明的毫米波T/R组件测试装置利用环形器的方向性和至少一级定向耦合器的耦合性对毫米波T/R组件发射通道的信号进行调理和分配，避免了对测试设备的安全冲击，具有很高的安全性，进而提高了毫米波T/R组件性能参数测试的准确性。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种用于毫米波T/R组件测试的保护装置，其特征在于，包括至少两级定向耦合器，所述定向耦合器依次串联连接；其中，第一级定向耦合器的输入端与毫米波T/R组件的发射输出端相连，最后一级定向耦合器的输出端与环形器的第一端口相连；环形器的第二端口与负载相连，环形器的第三端口连接与开关网络相连，所述开关网络与毫米波T/R组件测试仪器相连，所述毫米波T/R组件测试仪器通过开关网络与毫米波T/R组件的发射输入端相连；所述定向耦合器的耦合输出端口还通过开关网络或直接与毫米波T/R组件测试仪器连接；所述开关网络还与控制器相连，所述控制器被配置为开关网络切换提供脉冲控制信号。
2.如权利要求1所述的一种用于毫米波T/R组件测试的保护装置，其特征在于，所述毫米波T/R组件测试仪器包括信号发生器、频谱发生仪、功率计和矢量网络分析仪。
3.如权利要求1所述的一种用于毫米波T/R组件测试的保护装置，其特征在于，所述控制器与开关网络通过PCI总线相连。
4.一种基于如权利要求1-3任一所述的用于毫米波T/R组件测试的保护装置的工作方法，其特征在于，包括两种工作状态，一种是毫米波T/R组件处于发射状态，另一种是毫米波T/R组件处于接收状态；
在毫米波T/R组件处于发射状态时，信号发生器产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号进行测试发射功率参数或发射通道频谱参数，同时该级定向耦合器的输出端依次经过后级定向耦合器和环形器连接至负载；或矢量网络分析仪产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号进行测试发射通道S参数，同时该级定向耦合器的输出端依次经过后级定向耦合器和环形器连接至负载；
在毫米波T/R组件处于接收状态时，信号发生器产生信号经过开关网络输入至环形器，再由环形器注入到定向耦合器的传输通道，通过该传输通道送入毫米波T/R组件进行测试毫米波T/R组件的接收通道频谱参数，或矢量网络分析仪产生信号经过开关网络输入至环形器，再由环形器注入到定向耦合器的传输通道，通过该传输通道送入毫米波T/R组件进行测试毫米波T/R组件的接收通道S参数。
5.如权利要求4所述的用于毫米波T/R组件测试的保护装置的工作方法，其特征在于，在进行发射功率参数测试时，信号发生器产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号提供给功率计进行测试，同时该级定向耦合器的输出端依次经过后级定向耦合器和环形器连接至负载。
6.如权利要求4所述的用于毫米波T/R组件测试的保护装置的工作方法，其特征在于，在进行发射通道频谱参数测试时，信号发生器产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号提供给频谱分析仪进行测试，同时该级定向耦合器的输出端依次经过后级定向耦合器和环形器连接至负载。
7.如权利要求4所述的用于毫米波T/R组件测试的保护装置的工作方法，其特征在于，在进行发射通道S参数测试时，矢量网络分析仪的第一矢网端口产生信号传送至毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口，毫米波T/R组件发射输出/接收输入端口的输出信号经过任一级定向耦合器的耦合输出端口输出一路信号提供给矢量网络分析仪的第二矢网端口进行测试，同时该级定向耦合器的输出端依次经过后级定向耦合器和环形器连接至负载。
8.如权利要求4所述的用于毫米波T/R组件测试的保护装置的工作方法，其特征在于，在进行接收通道S参数测试时，矢量网络分析仪的第二矢网端口产生信号传送至环形器的第三端口，环形器的第一端口输出信号经过至少一级定向耦合器传送至毫米波T/R组件接收输入/发射输出端口，毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口通过开关网络送给矢量网络分析仪的第一矢网端口进行测试。
9.如权利要求4所述的用于毫米波T/R组件测试的保护装置的工作方法，其特征在于，在进行接收通道频谱测试时，信号发生器产生信号传送至环形器的第三端口，环形器的第一端口输出信号经过至少一级定向耦合器传送至毫米波T/R组件接收输入/发射输出端口，毫米波T/R组件发射输入/接收输出端口通过开关网络送给频谱分析仪进行测试。
10.一种毫米波T/R组件测试装置，其特征在于，包括如权利要求1-3任一所述的用于毫米波T/R组件测试的保护装置。
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