CN105429714B - 一种t/r组件测试装置及装置安全性校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种T/R组件测试装置及装置安全性校验方法，该装置引入一个单刀双掷开关，将发射输出通道和接收输入通道进行物理分离，将衰减器或耦合器内置于发射输出通道中，这样不会因通道插入损耗大而影响接收通道的噪声系数和输入端口驻波比的测试。与现有的测试装置相比，提高了测试效率，减少了重复连线对测试准确度和重复性的影响，而且减少了衰减器或耦合器等测试附件的数量，降低了装置的建设成本，方便了装置的集成。T/R组件测试装置使用前的安全性校验，通过开关状态寄存器对开关的连通状态进行查询操作，确保了各个开关的连接位置正确，再利用小功率低频激励信号验证装置的连通性，保证开关故障时测试仪器不被烧毁，提高了装置的安全性。

Description

一种T/R组件测试装置及装置安全性校验方法

技术领域

本发明涉及T/R组件测试领域，具体涉及一种T/R组件测试装置及装置安全性校验方法。

背景技术

T/R组件中主要包含发射通道、接收通道以及驱动控制三个部分，此外还有射频输入输出、低频连接器等组件接口部分。发射通道主要完成射频激励信号的放大，并输出至馈线网络；接收通道将天线接收的回波信号放大，并保证较低的噪声系数；组件的收发开关切换及相位、衰减的控制由驱动控制部分完成。

T/R组件具有通道多、大小功率并存和端口复用等特点，而且指标种类多，需要多种测试仪器才能完成测试。所谓大小功率并存，即发射通道输出功率大、接收通道功率小；就端口复用来说，即发射输出端口也就是接收输入端口，发射输入端口也就是接收输出端口，当然它是一个分时的工作体制。因此，T/R组件的测试实现较为困难，也非常复杂，大多采用测试系统完成测试，这就需要对收发信号进行调理，同时利用开关网络实现测试通道自动切换。

由于T/R组件发射信号功率一般较大，无法输入仪器中直接进行测试，目前一般是先在每个发射输出端口连接衰减器或者耦合器，将功率降至一个合理水平，然后再经过开关网络的切换输入至测试仪器(如矢量网络分析仪、功率分析仪和频谱仪等)中进行发射通道性能参数测试。这种直接将大功率信号进行衰减/耦合为小功率信号的方法可以有效的保护测试仪器不被烧毁。对于接收通道性能参数的测试，原理上基本也是相同的，只是所需的仪器种类和测试通道不同而已。

现有技术虽然能解决T/R组件收发参数的测试，但是存在如下几个缺点：

1.由于衰减器或者耦合器作为测试通道的一部分，而发射输出通道和接收输入通道是部分复用的，从而导致通道插入损耗较大。在接收通道测试时，如果不拆掉衰减器或者耦合器等测试附件，那么就会出现无法测试噪声系数和接收输入端口驻波比的问题。具体原因为：

a)过大的通道插入损耗将降低噪声仪的测试灵敏度，若通道插入损耗大于20dB，噪声源输出的标准噪声功率将低于噪声仪接收灵敏度，噪声系数测试无法开展。而在具体的工程实践中，只要T/R组件发射通道的输出功率大于50W(峰值)，通道插入损耗一般就会大于20dB。

b)同样因为通道的插入损耗过大，接收输入端口驻波比测试所需的矢量网络分析仪也会出现无用的源泄露信号可能还比有用的反射耦合信号功率还大的情况，这已经无法采用校准方式来消除影响，导致接收输入端口驻波比测试结果与实际值偏差较大，无法采信。

2.在噪声系数和接收输入端口驻波比测试时需要拆卸衰减器或者耦合器，这也影响了测试效率，也恶化了测试准确度和重复性指标。

3.在T/R组件通道数量较多时，每个通道都要连接一个衰减器或者耦合器，这也加大了系统集成的难度，系统建设成本也较高。

发明内容

本发明的第一目的是针对现有的T/R组件测试装置如果不拆掉衰减器或耦合器，则噪声系数和接收输入端口驻波比无法测试，而一旦拆卸掉衰减器或耦合器，又会影响装置的测试效率、准确度和重复性的问题，以及现有的T/R组件测试装置建设成本高的问题，本发明提供了一种T/R组件测试装置。

本发明采用以下的技术方案：

一种T/R组件测试装置，包括依次相连接的检测仪器、第一多选开关、第二多选开关和T/R组件，还包括第三多选开关和第一单刀双掷开关，所述T/R组件与第三多选开关相连接，第三多选开关与第一单刀双掷开关上的动端相连接，第一单刀双掷开关上的第一不动端通过衰减器或耦合器连接有第四多选开关，第四多选开关连接有发射输出测试仪器，第一单刀双掷开关上的第二不动端连接有第五多选开关，第五多选开关连接有接收输入测试仪器。

优选地，所述检测仪器包括矢量网络分析仪、信号发生器、频谱分析仪及噪声系数分析仪，所述发射输出测试仪器包括功率分析仪，所述接收输入测试仪器包括噪声源。

优选地，还包括第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关及第四单刀双掷开关，所述矢量网络分析仪的第一端口与第一多选开关相连，矢量网络分析仪的第二端口与第二单刀双掷开关的动端相连，第二单刀双掷开关的两个不动端分别连接第四多选开关和第五多选开关，信号发生器与第三单刀双掷开关的动端相连，第三单刀双掷开关的两个不动端分别连接第一多选开关和第五多选开关，频谱分析仪与第四单刀双掷开关的动端相连，第四单刀双掷开关的两个不动端分别连接第一多选开关和第四多选开关。

优选地，所述第一多选开关、第二多选开关、第三多选开关、第四多选开关、第五多选开关、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关及第四单刀双掷开关均配置有一个开关状态寄存器。

本发明的第二目的是提供了以上所述的一种T/R组件测试装置的安全性校验方法。

一种T/R组件测试装置的安全性校验方法，包括：

步骤1：查询开关状态，开关状态寄存器S_i中的不同的标志位对应各个开关的不同位置S_iD_j，S_i对应开关的标号，D_j对应开关中的位置标号，根据开关状态寄存器查询所有开关是否置于正确的连接位置上，如果开关状态寄存器显示对应开关的连接位置正确，则不对该开关进行位置切换控制，如果开关状态寄存器显示对应开关的连接位置错误，则对该开关进行位置切换控制，使该开关连接到正确的位置上，并设置对应开关状态寄存器中的标志位；

步骤2：计算激励信号功率，激励信号功率为T/R组件的发射功率和T/R组件发射增益的差值，T/R组件的发射功率不大于20dBm；

步骤3：T/R组件测试装置连通性校验，在T/R组件中输入步骤2中的激励信号功率，在信号测试机构中得到测试结果，将测试结果与期望值进行比较，如果比较结果在误差允许的范围内，则证明T/R组件测试装置连通成功，否则认为T/R组件测试装置连通失败；

步骤4：结束装置安全性校验测试。

本发明具有的有益效果是：

本发明提供了一种T/R组件测试装置，该装置引入一个单刀双掷开关，将发射输出通道和接收输入通道进行物理分离，将衰减器或耦合器内置于发射输出通道中，这样不会因通道插入损耗大而影响接收通道的噪声系数和输入端口驻波比的测试。与现有的测试装置相比，提高了测试效率，减少了重复连线对测试准确度和一致性的影响，而且减少了衰减器或耦合器等测试附件的数量，降低了装置的建设成本，方便了装置的集成。

T/R组件测试装置的安全性校验方法，通过开关状态寄存器对开关的连通状态进行查询操作，确保了各个开关的连接位置正确，然后利用小功率低频激励信号验证装置的连通性，保证开关故障时测试仪器不被烧毁，保障测试过程的正常运行，提高了装置的安全性。

附图说明

图1为本发明提供的T/R组件测试装置的结构示意图。

图2为第二单刀双掷开关的连接示意图。

图3为第三单刀双掷开关的连接示意图。

图4为第四单刀双掷开关的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的说明：

实施例1

结合图1至图4，一种T/R组件测试装置，包括相连接的检测仪器、第一多选开关K1、第二多选开关K2和T/R组件，还包括第三多选开关K3和第一单刀双掷开关K4。

T/R组件与第三多选开关K3相连接，第三多选开关K3与第一单刀双掷开关K4上的动端相连，第一单刀双掷开关K4上的第一不动端通过衰减器或耦合器T1连接有第四多选开关K5，第四多选开关K5连接有发射输出测试仪器，第一单刀双掷开关K4上的第二不动端连接有第五多选开关K6，第五多选开关连接有接收输入测试仪器。

检测仪器包括矢量网络分析仪、信号发生器12、频谱分析仪13及噪声系数分析仪，发射输出测试仪器包括功率分析仪，接收输入测试仪器包括噪声源。矢量网络分析仪、信号发生器及频谱分析仪是收发通道共用的测试仪器。

该测试装置还包括第二单刀双掷开关K7、第三单刀双掷开关K8及第四单刀双掷开关K9，所述矢量网络分析仪的第一端口与第一多选开关的端口1相连，矢量网络分析仪的第二端口11与第二单刀双掷开关的动端相连，第二单刀双掷开关的两个不动端分别连接第四多选开关的端口5和第五多选开关的端口8，信号发生器12与第三单刀双掷开关的动端相连，第三单刀双掷开关的两个不动端分别连接第一多选开关的端口3和第五多选开关的端口9，频谱分析仪13与第四单刀双掷开关的动端相连，第四单刀双掷开关的两个不动端分别连接第一多选开关的端口2和第四多选开关的端口6。

噪声系数分析仪与第一多选开关的端口4相连，功率分析仪与第四多选开关的端口7相连，噪声源与第五多选开关的端口10相连。

第一多选开关K1、第二多选开关K2、第三多选开关K3、第一单刀双掷开关K4、第四多选开关K5、第五多选开关K6、第二单刀双掷开关K7、第三单刀双掷开关K8及第四单刀双掷开关K9均配置有一个开关状态寄存器。

实施例2

上述实施例1的一种T/R组件测试装置的安全性校验方法，包括：

步骤1：查询开关状态，开关状态寄存器包括S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇、S₈和S₉，S₁对应第一多选开关K1，S₂对应第二多选开关K2，S₃对应第三多选开关K3，S₄对应第一单刀双掷开关K4，S₅对应第四多选开关K5，S₆对应第五多选开关K6，S₇对应第二单刀双掷开关K7，S₈对应第三单刀双掷开关K8，S₉对应第四单刀双掷开关K9；开关状态寄存器中的不同的标志位对应各个开关的不同位置S_iD_j，如图1所示，第一多选开关的位置对应开关状态寄存器的S₁D₄，第二多选开关的位置对应开关状态寄存器的S₂D₁，第三多选开关的位置对应开关状态寄存器的S₃D₄，第一单刀双掷开关的位置对应开关状态寄存器的S₄D₂，第四多选开关的位置对应开关状态寄存器的S₅D₁，第五多选开关的位置对应开关状态寄存器的S₆D₁；根据开关状态寄存器查询所有开关是否置于正确的连接位置上，如果开关状态寄存器显示对应开关的连接位置正确，则不对该开关进行位置切换控制，如果开关状态寄存器显示对应开关的连接位置错误，则对该开关进行位置切换控制，使该开关连接到正确的位置上，并设置对应开关状态寄存器中的标志位；

步骤2：计算激励信号功率，激励信号功率为T/R组件的发射功率和T/R组件发射增益的差值，T/R组件的发射功率不大于20dBm；

步骤3：T/R组件测试装置连通性校验，在T/R组件中输入步骤2中的激励信号功率，在信号测试机构中得到测试结果，将测试结果与期望值进行比较，如果比较结果在误差允许的范围内，则证明T/R组件测试装置连通成功，否则认为T/R组件测试装置连通失败；

步骤4：结束装置安全性校验测试。

本发明提供的一种T/R组件测试装置，提高了测试效率，无需拆卸衰减器等大功率测试附件，减少了衰减器或耦合器等测试附件的数量，降低了装置的建设成本，方便了装置的集成。测试装置使用前的安全性校验，能够有效的避免开关故障造成的仪器烧毁，保证了装置安全可靠的运行。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种T/R组件测试装置，包括依次相连接的检测仪器、第一多选开关、第二多选开关和T/R组件，其特征在于，还包括第三多选开关和第一单刀双掷开关，所述T/R组件与第三多选开关相连接，第三多选开关与第一单刀双掷开关上的动端相连接，第一单刀双掷开关上的第一不动端通过衰减器或耦合器连接有第四多选开关，第四多选开关连接有发射输出测试仪器，第一单刀双掷开关上的第二不动端连接有第五多选开关，第五多选开关连接有接收输入测试仪器。

2.根据权利要求1所述的一种T/R组件测试装置，其特征在于，所述检测仪器包括矢量网络分析仪、信号发生器、频谱分析仪及噪声系数分析仪，所述发射输出测试仪器包括功率分析仪，所述接收输入测试仪器包括噪声源。

3.根据权利要求2所述的一种T/R组件测试装置，其特征在于，还包括第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关及第四单刀双掷开关，所述矢量网络分析仪的第一端口与第一多选开关相连，矢量网络分析仪的第二端口与第二单刀双掷开关的动端相连，第二单刀双掷开关的两个不动端分别连接第四多选开关和第五多选开关，信号发生器与第三单刀双掷开关的动端相连，第三单刀双掷开关的两个不动端分别连接第一多选开关和第五多选开关，频谱分析仪与第四单刀双掷开关的动端相连，第四单刀双掷开关的两个不动端分别连接第一多选开关和第四多选开关。

4.根据权利要求3所述的一种T/R组件测试装置，其特征在于，所述第一多选开关、第二多选开关、第三多选开关、第四多选开关、第五多选开关、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关及第四单刀双掷开关均配置有一个开关状态寄存器。

5.根据权利要求4所述的一种T/R组件测试装置的安全性校验方法，其特征在于，包括：

步骤1：查询开关状态，开关状态寄存器S_i中的不同的标志位对应各个开关的不同位置S_iD_j，S_i对应开关的标号，D_j对应开关中的位置标号，根据开关状态寄存器查询所有开关是否置于正确的连接位置上，如果开关状态寄存器显示对应开关的连接位置正确，则不对该开关进行位置切换控制，如果开关状态寄存器显示对应开关的连接位置错误，则对该开关进行位置切换控制，使该开关连接到正确的位置上，并设置对应开关状态寄存器中的标志位；

步骤2：计算激励信号功率，激励信号功率为T/R组件的发射功率和T/R组件发射增益的差值，T/R组件的发射功率不大于20dBm；

步骤3：T/R组件测试装置连通性校验，在T/R组件中输入步骤2中的激励信号功率，在信号测试机构中得到测试结果，将测试结果与期望值进行比较，如果比较结果在误差允许的范围内，则证明T/R组件测试装置连通成功，否则认为T/R组件测试装置连通失败；

步骤4：结束装置安全性校验测试。