构建微波和毫米波自动测试系统需要考虑哪些因素?(二)

发布于:2022-11-09 ⋅ 阅读:(10) ⋅ 点赞:(0) ⋅ 评论:(0)

在上一篇文章中我们介绍了自动测试系统及其系统构建,本期文章我们将继续介绍自动测试系统中的影响因素及其设计。

测试系统影响因素

不同测试组件

开关在不同信号之间提供了切换,使得从输入到输出的插入损耗更少。在非阻塞矩阵配置中,输出端口之间的隔离度通常由功率合成器的隔离度决定,隔离度越高,信号相互干扰的可能性越小。在功率合成器中,相邻端口的噪声可达到20dB,远距离端口的噪声最高可达25dB,对于标准SPDT开关,则噪声值介于60dB到65dB之间。

功率分配器的插入损耗在很大程度上取决于使用的是电阻功率分配器还是无功功率分配器。电阻功率分配器将提供更宽的工作带宽,但输出端口之间的隔离和元件的插入损耗都比无功功分器差得多。电阻功率分配器不提供公共端口,进入单个任意端口的信号将在其余端口之间平均分配。射频衰减器矩阵通常会采用射频分路器和合路器,因为有不同的“输入”和“输出”可供使用,并且在最大化输出端口之间的隔离度的同时,总体系统插入损耗能够保持在最小水平。

如下图所示,功率分配器的插入损耗也会随着输出数量的增加而增加,对于可能包括使用有源射频信号调节组件(如放大器和混频器)的开关矩阵,会由于不同的测试要求对系统的实用性产生限制。

所用功率合成器/分配器的插入损耗将随着端口数量的增加而增加

同轴电缆

在元件和开关矩阵上的输入/输出之间使用尽可能短的信号路径对于最小化整个系统的插入损耗至关重要。从A点引入到B点的无源元件越多,信号衰减越大。为了尽量减少这种情况,必须使用低损耗无源元件和较短的同轴电缆。

由于固有的低衰减或单位长度的插入损耗,交换矩阵中使用的同轴电缆通常是半刚性电缆。半刚性同轴组件具有一个实心外导体和一个实心内导体,与柔性同轴电缆相比,这种类型的同轴电缆具有更稳定的相位和振幅,以及极低的VSWR和插入损耗。

可编程衰减器和移相器

射频衰减器可以根据特定水平衰减信号,可采用可编程射频衰减器。可编程移相器可以调整高频信号的相位,同时保持其振幅恒定。这两种设备通常都是通过晶体管逻辑(TTL)输入进行控制的,可以通过RS232等串行接口进行控制。

现代可编程设备可以使用USB和/或LAN接口,以便于访问。通过这种方式,可以将其轻松连接到几乎所有常用设备上,如笔记本电脑、平板电脑和PC。以太网接口允许通过web接口进行网络控制以进行远程控制。

(虹科移相器通过USB连接,虹科数字衰减器通过USB或USB/以太网连接。两者都可以通过软件轻松编程。)

可编程衰减器和移相器的参数将最终限制测试系统的特定参数。带宽是第一个要确定的参数,因为它最终决定了可以进行测试的频率范围,特别是在进行包含多普勒效应的衰落模拟时,这一点至关重要。对于可编程衰减器和移相器,快速响应时间对于快速衰落模拟和移动收发器测试系统至关重要,其中收发器可能会相对于基站速移动。

虹科可编程衰减器的步长为0.1dB,可编程移相器的步幅为1度,这将使测试具有更高的分辨率和更精确的测试结果。测试系统的精度也将受到这些组件的相位和衰减精度的限制。虽然移相器的相位控制范围通常为1°至360°,但可编程衰减器的衰减范围可能为30dB至120dB。具有高通道数(4个及以上)的可编程射频衰减器将减少开关衰减矩阵带来的影响,同时可编程移相器也可以改变通道的数量和大小。

最小化系统的插入损耗是开发最佳射频网络模拟器的关键,应通过选择正确的元件将插入损耗和VSWR降至最低。更重要的是,通过确保可编程射频衰减器和移相器提供正确的工作频率范围、衰减器范围、衰减步距和相位控制范围,确保可以进行满足需求的测试。

设计可扩展测试系统

无论选择何种测试系统,编程都是其中最重要的部分之一。在同一软件平台上,无论是单独操作还是组合操作信号发生器、移相器、衰减器或开关,都能够从单个界面实现。

虹科USB和以太网控制的可编程射频设备都可以通过标准设备进行访问,允许用户轻松设置、调整和升级设备。以太网接口还允许远程执行软件开发、升级和测试设备控制。通过这种方式,可以对模块化机架安装测试系统进行构建、编程和测试,以便于实现更复杂的测试。虹科USB可编程50欧姆高精度射频移相器具有360°范围,可按1°增量设置,每个移相器在整个频率范围内进行校准,提供最佳精度。该装置通过与PC或自供电集线器的USB连接供电和控制,并可通过附带的图形用户界面(GUI)软件或使用提供的SDK进行编程。

特征

  • USB供电和控制
  • 包括易于安装和使用的GUI
  • 1°步进360°控制
  • 易于编程,适用于ATE应用

应用

  • 波束成形
  • 信号消除
  • 用于LTE和WiFi的MiMo测试
  • 相控阵天线系统