[发明专利]连续波射频功率放大器自动测试系统及其自动测试方法

说明书

技术领域

本发明属于功率放大器测试技术领域，具体而言，涉及一种连续波射频功率放大器指标的自动测试系统及方法。

背景技术

连续波射频功率放大器是各种无线发射机的重要组成部分。主要功能是对连续波射频激励信号进行放大。连续波射频功率放大器的指标繁多，常见如电压、电流、效率、输入输出特性、P-1dB（1dB压缩点功率）、Psat（饱和功率）、增益、输出驻波、平坦度、谐波抑制、杂散抑制、交调特性、相位、群时延、AM/PM（调幅/调相）等。

对于功放的测试，传统上采用人工测试方法。往往需要多名工程师同时操作多台仪器，需要耗费大量时间和精力进行通路校准，对功放指标逐项、逐点进行测试、计算、记录，并频繁的更换测试电缆端口。

由于测试时间较长，功放及大功率器件在冷、热条件下的测试结果存在误差。人为因素也使测试错误及操作不当等状况难以避免。传统的人工测试方法不仅测试过程不完整，测试结果不准确，而且加大了损坏功放、仪器设备的风险。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种以计算机为核心，通过标准总线接口对仪器、设备进行集中控制管理，利用程序算法、流程及开关选择，对射频通路进行校准及测试的连续波射频功率放大器自动测试系统及方法。本发明采取的技术方案是：

一种连续波射频功率放大器自动测试系统，包括计算机、GPIB卡、仪器电源，以及连接到射频管理及接口控制单元对应接口上的第一信号源、第二信号源、功率计、频谱分析仪、大功率衰减器、网络分析仪；射频管理及控制单元根据不同功放形式提供TTL电平或422电平、继电器OC门驱动、串口及LAN总线遥控接口与被测功放连接，实现射频测试链路的无拆卸、无更换连接。

射频管理及控制单元包含三个射频开关K1、K2、K3和合成器、电源电路、控制电路；其中，控制电路由处理器模块、开关驱动模块、功放接口驱动模块、GPIB通信模块组成，开关K1、K2、K3为射频同轴开关，由开关驱动模块驱动；开关K1为一单刀双掷开关，开关K2、K3为单刀多掷开关，开关K1公共端作为第一信号源接口，两个切换端分别连接开关K2的一个切换端和合成器的一个分配端；合成器的另一个分配端作为第二信号源的接口，合成端连接开关的一个切换端；开关的公共端连接被测功放的输入测试电缆，切换端除上述连接之外，其余切换端作为网络仪端口、扩展接口；开关公共端连接大功率衰减器的输出端，切换端分别作为功率计、频谱分析仪、网络分析仪、扩展接口。

根据上述系统实施的系列测试方法，包括：

一、在以下链路下进行的输入端差损校准：网络分析仪第一端口——射频管理及控制单元第一信号源接口——开关K1——开关K2——输入端测试电缆L1——网络分析仪第二端口；系统自动控制网络仪，获取并记录测试频段内的参数，绘制校准曲线，将得到的数据对第一信号源及网络分析仪的输出射频信号进行补偿，然后系统生成校准文件，用于用户调用。

二、在以下链路下进行的输入端驻波校准：网络分析仪第一端口——射频管理及控制单元第一信号源接口——开关K1——开关K2——输入端测试电缆L1——被测功放；

输入端驻波校准包括开路校准、短路校准、负载校准，选择不同的校准模式时，被测功放选择为相应的件连接到输入端测试电缆。

三、在以下链路下进行的输出端差损校准：网络分析仪第一端口——通过式功率计——输出端测试电缆L2——大功率衰减器——开关K3——网络分析仪第二端口，其中通过式功率计可省略，将网络分析仪第一端口与输出端测试电缆L2直接连接即可；

系统自动控制射频管理及控制单元，判断链路上各开关是否切换正确，若切换错误，则显示报警，系统自动控制网络分析仪，获取并记录测试频段内的参数，绘制校准曲线，得到校准数据对功放的输出功率及频谱进行自动补偿。

四、在以下链路下进行的网络仪通路校准：网络分析仪第一端口——开关K2——输入端测试电缆L1——通过式功率计——测试电缆L2——大功率衰减器——开关K3——网络分析仪第二端口，其中通过式功率计可省略，将输入端测试电缆L1与输出端测试电缆L2直通连接即可；

系统自动控制射频管理及控制单元，判断链路上各开关是否切换正确，若切换错误，则显示报警并停止测试流程，正确则系统自动控制网络仪，实现双端口直通校准，校准完毕后，自动保存并应用校准数据，调用数据文件，实现对网络仪通路增益、相位、群时延的校准。