机载电子设备ATE微波控制器设计与研制

摘 要：本文设计并研制一种新型的ATE 微波控制器，应对 ATE 各种射频线路的控制与连接自动化。研究根据ATE 微波控制器总体设计方案以及ATE 微波控制器射频控制的实际需求，规划控制器整体架构、硬件结构及调理电路，附例法阐述软件控制编码设计。实践结果显示：该微波控制器射频传输损耗小，微波开关切换精准度高，可以实现ATE 系统对微波控制器射频仪器资源与被测射频设备射频高精度连接。

关键词： 射频测试；自动测试设备；射频控制；微波开关；被测设备

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.111

0 引 言

在现有技术市场中，ATE系统在众多大型机载电子设备的系统中深受青睐[1]。ATE 测试根据不同的测试方法简单分为视频测试、射频测试、高频测试、低频测试几种。研究设计新型微波控制器，可以利用远程操作的方式实现ATE 系统对微波控制器射频仪器资源与被测射频设备射频连接。

1 总体方案设计和硬件结构设计

1.1 微波控制器的总体设计

新型的控制器以工控机为关键组件，以数字 I/O 控制为基础，利用特制的笔记本内置接口卡实现各模块控制，完成各种测试和系统调试。 工控机连接机箱采用特制的主机箱，利用1394 总线实现关键组件与VXI控制器通信，达到程控目的。利用 VMIP 接口，VM型数字模块，完成各模块与机箱的链接操控。

该微波控制器可通过远程控制自动进行射频端口信号的切换。微波同轴开关的选择应考虑隔离能力，综合考虑插损，可靠性等因素。相较于一般同轴开关，Agilent 同轴开关具备插损值小，相邻通道隔离度大， 高可靠性通断操作，动作速度快等优点。而上海华湘单刀双掷同轴开关具有通过耐受性高，适合大功率射频的特点。故选择在微波测试时两种开关合理搭配，优化使用。K 1和 K 2选择上海华湘SHX-801001-F-S同轴开关。K 3 和K 4～K 6分别选择Agilent 8766-8767型同轴开关。同时设计添加250W 的 30dB 射频衰减器，控制射频功率高的信号功率衰减，在一定范围内保障各组件和仪器的安全。

2 微波开关的软件控制编码设计

微波控制器各同轴开关的控制编码设计6 组分数字控制，每组分又由一个外接时钟 CLK 控制针、I/O 控制针、以及DATA x.0-7三个部分组成。设计利用一种组合的的正确电平驱动，将上述几种类型开关组合形成新的微波控制器，保障测试仪器端与COM 端的连接可靠性。如图 2 ，施加给 K 1 、K 2 控制端高电平，开关公共端与NO、NC端选择链接。如表1，施加给K3～K6控制端高电平，选择控制具有不唯一性。

3 微波控制器调试与测试结果

在总体结构布局设计上，设计将控制器内部分为两个大区，即开关区与其他电路区。又具体划分为调理电路、电源、微波控制区等不同功能区。该微波控制器较于其他控制器，具有射频传输精度高，安装维修简单易行，抗干扰性高等明显优势。控制器的调试运用开关电源和万用表和雷达综测仪等完成。通过分析衰减器匹配负载阻值，利用万用表测量控制器开关线路内控制编码各个端口、线路以及转换操作后电路导通电阻阻值，测试分析两种类型的开关电源各端口、线路的编码控制和调试方法。通过测试结果，我们发现该设计方案可以实现控制器基本需求，可行性较高；调试电路单路输入电流远低于单路输出能力值；调试电路明显降低了对I/O 的驱动需求，增强了模块的使用稳定性、可靠性。并且调理电路提供的微波开关驱动电流最大值可达到130 mA，满足Agilent 微波开关的驱动需求。Agilent 微波开关不同端口的接通转换时间在 ms 级，满足系统经验公式：

4 结束语

该微波控制器射频传输损耗小，微波开关切换精准度高，可以实现ATE 系统对微波控制器射频仪器资源与被测射频设备射频高精度连接。设计方案的可操作性较高，能为市场生产提供理论依据和参考意义。

参考文献：

[1]於二军，艾莉，范新明等.新型机载电源控制器高效便攜式测试系统设计[J].航空科学技术，2017，28（07）：73-78.

[2]黄付庆，赵宪臣，徐晓明.利用LTPoE++标准实现微波通信设备的拉远供电[J]. 电子设计工程，2016，24（04）：140-143.

[3]许雄，王俊，黄潇嵘.微波成像仪高精度扫描控制算法的设计与仿真[J].微电机，2016（11）：72-75.

作者简介：张旺（1984-），男，江苏盐城人，本科，助理工程师，从事微波射频电路方面的研究。