论述提高固态组件测试精度

桑飞 叶宝江

摘要：固态组件测试台在搭建前要对负载、耦合器、电缆等工装的技术指标进行测试，同时对功率计等仪表进行设置并校准；然后对测试台进行校准，用来提高固态组件各项技术指标测试的精度。

关键词：校准；带宽；驻波；AVG；功率

1.引言

随着电子技术不断进步，固态组件已经大规模的应用到相控阵雷达及数字通讯系统中，微波发射系统由集中式逐步过渡到阵列式或分布式发射阵面。固态组件应用，实现了新体制雷达及数字通讯的跨越式变革，产品的质量大幅度提升。固态组件的测试指标多，测试系统的校准及工装自身状态对固态组件指标测试影响较大；同时固态组件的理论设计和加工装配后的实际指标差别很大，每个固态组件都需要进行人工调试。本文主要讨论如果提高固态组件测试系统的测试精度；

2.组件测试精度

固态组件测试精度与耦合器的耦合度、负载的驻波、功率计的指标设置有关，下文分别从耦合器的定标、负载驻波的测试、功率计的设置、测试台的搭建及校准等几个方面进行论述；

2.1耦合器定标

耦合器是有固定的工作带宽，耦合器按照波段可以分为：P波段耦合器、L波段耦合器、S波段耦合器；固态组件测试台搭建前要根据产品的工作带宽选择同频段的耦合器；然后使用矢量网络分析仪进行定标，记录对应频点的耦合度；把测试耦合度写入功率计，然后进行测试。

如果固态组件的工作带宽处于400MHz以内，在测试过程可以用STOP频点的耦合度代替整个带内的耦合度，测试精度近似满足要求；通常固态组件的输出功率随着信号频率的增加输出功率会略有下降，也就是说固态组件在STOP频点输出功率最小，如果该频点功率能够满足要求，那么带宽内其它频点的功率指标也能满足要求。

2.2负载驻波测试

负载在测试系统中吸收微波功率，把固态组件的输出电磁能量转化为热能。负载的驻波是一项重要的指标，该指标直接影响固态组件测试精度，负载的驻波指标ρ≤1.2。

驻波是微波电路分布参数，微带电路上入射波与反射波相互作用形成了驻波。电压驻波比S是传输线上最大电压与最小电压的比值，反映在不同条件下反射到发射源端的信号能量。电压驻波比是反映传输线波阻抗不均匀性的参数，它定义为：ρ=Umax/Umin=（1+г）/（1-г）式中г为输入端反射系数。从公式中可以得出，负载驻波参数大，电路的反射功率增大，行波功率变小，在一般情况下测试的功率往往比实际功率偏小。在特殊情况下，如果反射信号与入射信号同相时，测试点的功率相当于把行波和反射波绝对值叠加，形成驻波复点，测试的功率比实际值要大。

鉴于驻波对测试精度的影响，所以测试台在搭建时一定要对负载的驻波进行测试，要保证负载的驻波在ρ≤1.2，这样能保证测试台的测试精度。

2.3功率计指标设置

功率计是固态组件指标测试的主要仪表，可以检测固态组件的输出功率、顶降、增益等指标。功率计的指标设置和工作状态是影响固态组件指标测试精度；

功率计的功率设置通常有三种设置：峰值平均功率AVG、峰值功率Peak、脉宽中点功率Peak，测试出来的功率如下：峰值平均功率AVG≈脉宽中点功率Peak≤峰值功率Peak，在通常情况下峰值功率Peak比峰值平均功率AVG要大10%左右，在实际的工作中，技术条件中会明确给出功率检测的要求，根据产品技术条件的要求进行设置；例如某产品的脉宽100uS：峰值平均功率AVG Gate1（start：0 uS Lengh：100 uS）；脉宽中点功率Peak Gate1（start：50 uS Lengh：1uS）；峰值功率Peak Gate1（start：0 uS Lengh：100 uS）；如果功率计的指标设置错误就会影响固态组件的测试精度。

功率计在使用前要对功率计进行校准，功率计校准后测试精度更高。

2.4 測试台校准

经过测试后的负载、耦合器及功率计、电源按照要求，搭建成测试台见图1，测试台搭建完成后要对其进行校准：把组件去除，耦合器A的输出端和耦合器B的输入端使用接头连接在一起，把耦合器B的耦合度写进功率计的B通道内，然后调整功率计A通道的耦合度，使功率计A、B两通道的数值相同即完成测试台校准，这样可以把耦合器A及接头的损耗去除，保证组件的足额输入功率，提高了测试台测试精度。

3.结论

测试工装是测试台的重要组成部分，测试工装的技术指标直接关系到固态组件的测试精度，所以在搭建测试台前一定要对工装的主要技术指标进行测试，并对测试台、仪表进行校准，进一步保证测试台的测试精度。

参考文献

[1] 廖康佑，祁子年等. 夹具上的测量与TRL 校正[J].2003（9）：116

[2]卢俊锋. 微波平面电路网络S 参数测试校准方法的研究[D].2011.

作者简介：桑 飞（1977），男，安徽太和人，本科，从事微波收发数字组件工作。

叶宝江（1975），男，黑龙江七台河人，本科，从事微波收发数字组件工作。

（作者单位：中国电子科技集团第三十八研究所）