一种收发组件自动测试设备

文/袁毛 张弛 陈婷

在传统的收发组件测试中，单个组件的检测，需要动用大量仪表，且由于组件在不同频率具有不同特性，每切换一个频率，先要通过手动设置、校准好各仪表的参数，而后又要通过人工计算出对应的修正数据，然后将修正数据经固定接口输入方能对其进行调整。这种方式使得前期准备工作量大，测试、校正过程极为繁琐。

本文介绍一种可通过计算机一键切换频点，测试与计算修正值可同步进行，并能快速存储、及时输入和修正误差，大大减少人为干预及仪器校准次数，采用标准化接口，实现高效率、大批量、高质量的准确检测和修正，解决现有技术每次测试前和测试后必须人工对多部仪器逐个设置校准参数，及必须手动计算和输入完成误差修正，操作、维护麻烦，增加制作成本问题，操作和维护简单方便，使用寿命长，有效降低制作成本的收发组件自动测试设备。

1 组成

该收发组件自动测试设备由DDS信号源、混频组件、信号转换板、控制板、计算机构成。

2 技术方案

2.1 DDS信号源

具有四路同步DDS信道，可独立进行频率、相位、幅度控制，信道隔离度大于65dB，具有线性频率相位幅度扫描能力及16电平频率相位幅度调制能力。带有4个可编程满量程电流独立的DAC音频模/数转换器，最高输出频率可达200MHz。工作时由DDS产生两路变频信号，分别为40～90MHz和10～60MHz，这两路信号经低通滤波器后分别送至混频组件。

2.2 混频组件

将DDS信号源产生的40～90MHz变频信号与360MHz固定本振信号经上变频后通过带通滤波器产生频率为400～450MHz、信号幅度为10dBm的基准激励信号；将频率为4～4.5MHz的射频信号与DDS信号源产生的10～60MHz的变频信号经下混频后产生370MHz的射频信号，通过射频带通滤波器后与360MHz固定本振进行下混频，再经中频带通滤波器产生10MHz的中频信号输送至信号转换板采样，该中频信号（包括被测的发射信号和被测的接收信号）的幅度（峰-峰值）应小于2V。32MHz参考时钟通过分频产生8MHz和16MHz两路时钟，经差分转换后输送至信号转换板作为采样时钟。

2.3 信号转换板

通过A/D转换电路将输入的中频信号转换为14位数字信号，再通过LVDS输出接口将低压差分信号电平数据发送到控制板。采用LVDS输出接口传输数据，可实现数据的高速率、低噪声、远距离、高准确度的传输。信号转换板一共有五个连接器，分别接入基准中频信号、发射中频信号、接收中频信号、备份中频信号及8MHz时钟信号。

2.4 控制板

采用FPGA芯片作为终端数据采集模块，完成对数据存储电路、DDS信号源、A/D信号转换板信号采集、网络通讯配置和逻辑控制，以及各种触发控制。

主要功能包括：与计算机进行通讯获取控制命令，通过RJ45接口转发收发组件的状态信息；转发对收发组件的控制命令；通过RS485接口接收收发组件返回的状态信息；通过RS422串行数据接口，控制DDS信号源的模式、输出频率、幅度等；读取A/D信号转换板采集的相位数据并进行处理，转发计算机的显示信息。

2.5 计算机

计算机通过串口实现该收发组件自动测试设备的控制，主要包括收发状态选择、工作频点选择、信号通道的选择以及数据的处理与输出。

计算机主要测试的指标有：

（1）输出波形：脉冲上升时间：tr≤1.3μs；脉冲下降时间：tf≤1.3μs；脉冲宽度：512μs±2μs；脉冲顶降：△ u/u ≤ 10%。

（2）对改善因子的限制：≥55 dB（外置仪表测试后将数据通过LAN接口读出并显示）。

（3）谐波抑制：≥30 dB（外置仪表测试后将数据通过LAN口读出并显示）。

（4）接收输入驻波：≤1.8。

（5）接收增益：23.5dB±0.8dB。

（6）噪声系数：NF≤5dB（外置仪表测试后将数据通过LAN网络接口读出并显示）。

（7）发射状态功率：≥200W

（8）发射状态效率：≥30%（外部输入电流电压值再处理）。

（9）T组件相位：0°±10°；R组件相位：0°±10°。

（10）故障检测与保护：

故障检测与保护包括：输出功率检测，驻波保护检测，电源故障检测，温度检测，限幅器开、短路故障检测。

（11）通讯功能：

收发组件通过通讯控制接口与监控系统完成通讯功能，并执行监控系统的指令。

3 结束语

该收发组件自动测试设备通过DDS信号源、混频组件、信号转换板、控制板和计算机，实现一键测量全部指标，自动切换频点及电子开关，在不同通道测试时，无需人工切换连接电缆，测试中遇突发情况可暂停测试，实时保存结果，利于再次导入使用。所有测量结果可自动生成电子报表，无需人工记录，节省人力资源，避免出错，同时大大减少测试仪表使用量，节约了成本。能提供比仪表更好的信号源，各通道可独立滤波、放大，信号幅度与相位、脉冲包络等可通过A/D信号转换板直接采样，且无论测试多少收发组件，均只需一周校准一次，工作稳定性好。由于无需人工测量幅相频率特性、计算修正值、连接和输送数据，有效避免人工干预造成的事故，因此测试、修改误差全程更快速、准确。操作简单方便。很好地解决了现有技术每次测试前和测试后必须人工对多部仪器逐个设置校准参数，及必须手动计算和输入完成误差修正，操作、维护麻烦，增加制作成本的问题。

参考文献

[1]李冬芳.数字阵列雷达收发组件自动测试技术研究与实现[J].火控雷达技术,2011(02).

[2]冯佳.多通道收发组件自动测试系统的设计与研究实现[J].电子制作,2017(11).

[3]吕春明.收发组件测试技术研究[J].雷达科学与技术,2012(03).