[發明專利]毫米波自由振蕩源自動測試系統及測試方法

無效

• 申請號: 201410354326.4
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104122442A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 孫朋飛;吳亮;孫曉瑋;丁金義;孫蕓;錢蓉;佟瑞;王志高
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G01R23/02;G01R21/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明涉及毫米波測試技術領域，特別是涉及一種毫米波自由振蕩源自動測試系統及測試方法。

背景技術

毫米波具有良好的大氣穿透特性以及豐富的頻譜資源，在通信、制導、雷達、臨床醫學等領域具有重大意義和應用前景。毫米波自由振蕩源是毫米波通信系統核心，它的輸出頻率、相位噪聲、線性度以及調諧特性的優劣關乎整個通信系統的性能。

目前國內毫米波自動測試手段缺乏：一方面毫米波段測試儀器成本高，有些毫米波頻段缺少現成的測試與測量儀器；另一方面目前的測試通常是手工測試，對毫米波自由振蕩源的測試需要多次連接分步測試，都是通過操作面板按鍵進行操作并且需要人工記錄數據，測試非常繁瑣且精度不高，后續的數據處理也很麻煩。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種毫米波自由振蕩源自動測試系統及測試方法，通過單次連接就可以實現毫米波自由振蕩源多個性能參數同步測試，并能同步保存測試數據以便后續處理，用于解決現有技術中對毫米波自由振蕩源的測試手段和測試設備缺乏的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種毫米波自由振蕩源自動測試系統，其中，所述毫米波自由振蕩源自動測試系統至少包括：

待測毫米波自由振蕩源，用于產生待測毫米波信號；

直流電壓源，連接于所述待測毫米波自由振蕩源，用于向所述待測毫米波自由振蕩源輸入供其穩定工作的供電電壓和控制其產生不同頻率及功率的待測毫米波信號的調諧電壓；

定向耦合器，其輸入端口連接于所述待測毫米波自由振蕩源，用于將所述待測毫米波信號分流為兩路待測毫米波信號；其中，第一路待測毫米波信號由所述定向耦合器的耦合輸出端口輸出，第二路待測毫米波信號由所述定向耦合器的直通輸出端口輸出；

衰減器，連接于所述定向耦合器的耦合輸出端口，用于將由所述定向耦合器的耦合輸出端口輸出的第一路待測毫米波信號進行功率衰減后輸出；

混頻器，連接于所述衰減器，用于將功率衰減后的第一路待測毫米波信號混頻輸出；

頻譜分析儀，連接于所述混頻器，用于對混頻后的第一路待測毫米波信號進行頻譜分析，捕獲所述第一路待測毫米波信號的頻率，以完成對所述待測毫米波自由振蕩源的輸出頻率測試；

功率傳感器，連接于所述定向耦合器的直通輸出端口，用于將由所述定向耦合器的直通輸出端口輸出的第二路待測毫米波信號的功率轉換為直流信號輸出；

功率計，連接于所述功率傳感器，用于檢測所述直流信號，以完成對所述待測毫米波自由振蕩源的輸出功率測試。

優選地，所述毫米波自由振蕩源自動測試系統還包括：

GPIB總線，用于連接所述直流電壓源、所述頻譜分析儀和所述功率計；

GPIB-USB控制卡，連接于所述GPIB總線，用于通過所述GPIB總線將已設置的相應參數分別置入所述直流電壓源、所述頻譜分析儀和所述功率計中，并通過所述GPIB總線從所述直流電壓源、所述頻譜分析儀和所述功率計中分別獲取所述待測毫米波自由振蕩源的工作電壓和電流測試數據、所述待測毫米波自由振蕩源的輸出頻率和輸出功率測試數據；

主控計算機，連接于所述GPIB-USB控制卡，用于分別設置所述直流電壓源、所述頻譜分析儀和所述功率計的參數，觸發所述直流電壓源、所述頻譜分析儀和所述功率計，讀取并顯示各測試數據，以及對各測試數據進行管理、保存和處理。

優選地，所述直流電壓源的參數至少包括：所述調諧電壓的起始電壓、終止電壓和步長；所述頻譜分析儀的參數至少包括：中心頻率、頻率步進、帶寬、分辨率帶寬和視頻帶寬；所述功率計的參數至少包括：與所選擇的適合所述待測毫米波信號頻段的功率傳感器對應的校準表。

優選地，所述待測毫米波自由振蕩源為壓控振蕩器，或者由壓控振蕩器和與所述壓控振蕩器連接的控制環路構成的倍頻器。

本發明還提供一種采用如上所述的毫米波自由振蕩源自動測試系統的毫米波自由振蕩源測試方法，其中，所述毫米波自由振蕩源測試方法至少包括：

步驟S1，由所述直流電壓源向待測毫米波自由振蕩源輸入供其穩定工作的供電電壓和控制其產生不同頻率和功率的待測毫米波信號的調諧電壓，由所述待測毫米波自由振蕩源產生受所述調諧電壓的當前電壓控制的待測毫米波信號；

步驟S2，由定向耦合器將所述待測毫米波信號分流為兩路待測毫米波信號；其中，第一路待測毫米波信號由所述定向耦合器的耦合輸出端口輸出，第二路待測毫米波信號由所述定向耦合器的直通輸出端口輸出；