[發(fā)明專利]一種星載多路微波開關(guān)測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310303319.7
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN103412255A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王麗琴;劉菲;王鑫;李妮;齊康;王學(xué)科;楊曉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01R31/327
• 分類號(hào): G01R31/327
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)N個(gè)星載機(jī)械式微波開關(guān)性能指標(biāo)自動(dòng)測試的裝置，可用于微波開關(guān)研制與生產(chǎn)中的性能測試。

背景技術(shù)

國外宇航用的微波開關(guān)產(chǎn)品發(fā)展歷史長，技術(shù)水平一直處于較高水平，如美國TELEDY公司、加拿大COMDEV公司、法國RADIALL等公司均有系列化的產(chǎn)品。但是，這些公司均沒有公開具體的對其系列化產(chǎn)品進(jìn)行測試的方法和裝置。美軍標(biāo)《MIL-DTL-3928F》（23December2005）中規(guī)定了微波開關(guān)的電性能通用測試標(biāo)準(zhǔn)，但并未涉及有關(guān)微波開關(guān)自動(dòng)測試的方法與裝置方面的內(nèi)容。

長期以來，我國星上產(chǎn)品所需的微波開關(guān)基本從以上公司進(jìn)口，不但價(jià)格昂貴，而且技術(shù)受制于人。為了擺脫這種局面，目前，國內(nèi)也逐漸開始重視自主研制生產(chǎn)星載微波開關(guān)，但是國內(nèi)尚無專門針對微波開關(guān)的測試方法和標(biāo)準(zhǔn)，微波開關(guān)的各類測試往往按照各自的方法慣例進(jìn)行，在某些項(xiàng)目指標(biāo)的測試上往往不具備廣泛的統(tǒng)一性。

2006年第6期《電子測量技術(shù)》雜志上，由蘇水金、唐兆軍等編寫的《微波高速開關(guān)的開關(guān)時(shí)間測量方法研究》一文公開了一種針對電子式微波開關(guān)的時(shí)間測量方法。該方法將微波信號(hào)源、脈沖源的輸出信號(hào)作用于微波開關(guān)，然后通過取樣示波器和計(jì)算機(jī)處理軟件來獲取微波開關(guān)的開關(guān)時(shí)間。由于在該測量裝置中沒有檢波器模塊，為了測量幾納秒或幾百皮秒的電子式開關(guān)，需要70GHz的寬帶取樣示波器來觀察通過開關(guān)的微波信號(hào)，所觀測到的信號(hào)不是包絡(luò)信號(hào)，因此在取樣示波器上無法直接測量出開關(guān)時(shí)間，需要利用計(jì)算機(jī)采集取樣示波器上觀測到的波形數(shù)據(jù)，然后編寫數(shù)據(jù)處理軟件來提取該波形的包絡(luò)，最后計(jì)算出該包絡(luò)的上升時(shí)間和下降時(shí)間，即微波開關(guān)的開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間。由于該方法的測試對象為電子式微波開關(guān)，而非機(jī)械式微波開關(guān)，因此方法中沒有考慮機(jī)械式微波開關(guān)所需的驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)在電機(jī)線圈中的感應(yīng)延遲時(shí)間。除此之外，該方法也并未涉及微波開關(guān)的門限電壓及壽命試驗(yàn)等指標(biāo)的測試問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用于對星載機(jī)械式微波開關(guān)的切換時(shí)間、門限電壓及壽命試驗(yàn)進(jìn)行自動(dòng)測試的裝置，解決了國產(chǎn)化微波開關(guān)研制及生產(chǎn)中電性能的測試問題，使得測試數(shù)據(jù)完整準(zhǔn)確，可以大大提高測試效率，降低測試成本。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種星載多路微波開關(guān)測試裝置，包括程控電源、開關(guān)狀態(tài)驅(qū)動(dòng)模塊、開關(guān)遙測采集模塊、射頻開關(guān)矩陣組、檢波器、信號(hào)源、示波器、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和工控機(jī)，其中：

程控電源：為開關(guān)狀態(tài)驅(qū)動(dòng)模塊提供電源，電源的電壓值由工控機(jī)發(fā)出的開關(guān)驅(qū)動(dòng)指令中包含的驅(qū)動(dòng)指令幅度確定；通過開關(guān)狀態(tài)遙測采集模塊給被測開關(guān)提供所需工作電源；

開關(guān)狀態(tài)驅(qū)動(dòng)模塊：根據(jù)工控機(jī)發(fā)出的開關(guān)驅(qū)動(dòng)指令，產(chǎn)生N＊4路獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)開關(guān)的指令并且驅(qū)動(dòng)指令幅度和寬度可以調(diào)節(jié)，其中N為被測開關(guān)的個(gè)數(shù)，4為單個(gè)被測開關(guān)的狀態(tài)數(shù)；所述的開關(guān)驅(qū)動(dòng)指令中包括被測開關(guān)編號(hào)及對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)指令幅度和寬度信息；

開關(guān)遙測采集模塊：對N＊4路獨(dú)立的被測開關(guān)狀態(tài)遙測信號(hào)進(jìn)行采集；

射頻開關(guān)矩陣組：根據(jù)開關(guān)切換時(shí)間測試需要在工控機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)N個(gè)被測開關(guān)的射頻通道狀態(tài)的任意路由連接，包括開關(guān)矩陣1、開關(guān)矩陣2、開關(guān)矩陣3，其中開關(guān)矩陣1和開關(guān)矩陣3均為2個(gè)輸入端口對N+1個(gè)輸出端口的射頻通道開關(guān)矩陣，開關(guān)矩陣2為2個(gè)輸入端口對2＊N+1個(gè)輸出端口的射頻通道開關(guān)矩陣；開關(guān)矩陣1的第一輸入端口接信號(hào)源輸出的連續(xù)波信號(hào)，開關(guān)矩陣1的前N個(gè)輸出端口依次連接到被測的N個(gè)微波開關(guān)的射頻端口1，開關(guān)矩陣1的第N+1個(gè)輸出端口連接到開關(guān)矩陣3的第二輸入端口，開關(guān)矩陣3的N個(gè)輸出端口依次連接到被測的N個(gè)微波開關(guān)的射頻端口4，開關(guān)矩陣2的第一輸入端口接檢波器的輸入，開關(guān)矩陣2的第一組N個(gè)輸出端口依次連接到被測的N個(gè)微波開關(guān)的射頻端口2，開關(guān)矩陣2的第二組N個(gè)輸出端口依次連接到被測的N個(gè)微波開關(guān)的射頻端口3，開關(guān)矩陣2的第2＊N+1個(gè)輸出端口連接到開關(guān)矩陣3的第一輸入端口；

檢波器：獲取被測微波開關(guān)每次進(jìn)行狀態(tài)切換前后的射頻連續(xù)波信號(hào)；

信號(hào)源：為被測的N個(gè)開關(guān)提供射頻連續(xù)波信號(hào)；

示波器：示波器的第一通道與程控電源給開關(guān)狀態(tài)驅(qū)動(dòng)模塊提供所需電源的正極連接，用于獲取單個(gè)被測開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電流值的大小和開關(guān)驅(qū)動(dòng)指令的開始時(shí)間信號(hào)，示波器的第二通道與檢波器的輸出端口連接，根據(jù)檢波器提供的射頻信號(hào)獲取被測開關(guān)切換時(shí)間；

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀：對被測開關(guān)的射頻S參數(shù)進(jìn)行測量；