論述提高固態(tài)組件測試精度

桑飛 葉寶江

摘要：固態(tài)組件測試臺(tái)在搭建前要對負(fù)載、耦合器、電纜等工裝的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測試，同時(shí)對功率計(jì)等儀表進(jìn)行設(shè)置并校準(zhǔn)；然后對測試臺(tái)進(jìn)行校準(zhǔn)，用來提高固態(tài)組件各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)測試的精度。

關(guān)鍵詞：校準(zhǔn)；帶寬；駐波；AVG；功率

1.引言

隨著電子技術(shù)不斷進(jìn)步，固態(tài)組件已經(jīng)大規(guī)模的應(yīng)用到相控陣?yán)走_(dá)及數(shù)字通訊系統(tǒng)中，微波發(fā)射系統(tǒng)由集中式逐步過渡到陣列式或分布式發(fā)射陣面。固態(tài)組件應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了新體制雷達(dá)及數(shù)字通訊的跨越式變革，產(chǎn)品的質(zhì)量大幅度提升。固態(tài)組件的測試指標(biāo)多，測試系統(tǒng)的校準(zhǔn)及工裝自身狀態(tài)對固態(tài)組件指標(biāo)測試影響較大；同時(shí)固態(tài)組件的理論設(shè)計(jì)和加工裝配后的實(shí)際指標(biāo)差別很大，每個(gè)固態(tài)組件都需要進(jìn)行人工調(diào)試。本文主要討論如果提高固態(tài)組件測試系統(tǒng)的測試精度；

2.組件測試精度

固態(tài)組件測試精度與耦合器的耦合度、負(fù)載的駐波、功率計(jì)的指標(biāo)設(shè)置有關(guān)，下文分別從耦合器的定標(biāo)、負(fù)載駐波的測試、功率計(jì)的設(shè)置、測試臺(tái)的搭建及校準(zhǔn)等幾個(gè)方面進(jìn)行論述；

2.1耦合器定標(biāo)

耦合器是有固定的工作帶寬，耦合器按照波段可以分為：P波段耦合器、L波段耦合器、S波段耦合器；固態(tài)組件測試臺(tái)搭建前要根據(jù)產(chǎn)品的工作帶寬選擇同頻段的耦合器；然后使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行定標(biāo)，記錄對應(yīng)頻點(diǎn)的耦合度；把測試耦合度寫入功率計(jì)，然后進(jìn)行測試。

如果固態(tài)組件的工作帶寬處于400MHz以內(nèi)，在測試過程可以用STOP頻點(diǎn)的耦合度代替整個(gè)帶內(nèi)的耦合度，測試精度近似滿足要求；通常固態(tài)組件的輸出功率隨著信號頻率的增加輸出功率會(huì)略有下降，也就是說固態(tài)組件在STOP頻點(diǎn)輸出功率最小，如果該頻點(diǎn)功率能夠滿足要求，那么帶寬內(nèi)其它頻點(diǎn)的功率指標(biāo)也能滿足要求。

2.2負(fù)載駐波測試

負(fù)載在測試系統(tǒng)中吸收微波功率，把固態(tài)組件的輸出電磁能量轉(zhuǎn)化為熱能。負(fù)載的駐波是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，該指標(biāo)直接影響固態(tài)組件測試精度，負(fù)載的駐波指標(biāo)ρ≤1.2。

駐波是微波電路分布參數(shù)，微帶電路上入射波與反射波相互作用形成了駐波。電壓駐波比S是傳輸線上最大電壓與最小電壓的比值，反映在不同條件下反射到發(fā)射源端的信號能量。電壓駐波比是反映傳輸線波阻抗不均勻性的參數(shù)，它定義為：ρ=Umax/Umin=（1+г）/（1-г）式中г為輸入端反射系數(shù)。從公式中可以得出，負(fù)載駐波參數(shù)大，電路的反射功率增大，行波功率變小，在一般情況下測試的功率往往比實(shí)際功率偏小。在特殊情況下，如果反射信號與入射信號同相時(shí)，測試點(diǎn)的功率相當(dāng)于把行波和反射波絕對值疊加，形成駐波復(fù)點(diǎn)，測試的功率比實(shí)際值要大。

鑒于駐波對測試精度的影響，所以測試臺(tái)在搭建時(shí)一定要對負(fù)載的駐波進(jìn)行測試，要保證負(fù)載的駐波在ρ≤1.2，這樣能保證測試臺(tái)的測試精度。

2.3功率計(jì)指標(biāo)設(shè)置

功率計(jì)是固態(tài)組件指標(biāo)測試的主要儀表，可以檢測固態(tài)組件的輸出功率、頂降、增益等指標(biāo)。功率計(jì)的指標(biāo)設(shè)置和工作狀態(tài)是影響固態(tài)組件指標(biāo)測試精度；

功率計(jì)的功率設(shè)置通常有三種設(shè)置：峰值平均功率AVG、峰值功率Peak、脈寬中點(diǎn)功率Peak，測試出來的功率如下：峰值平均功率AVG≈脈寬中點(diǎn)功率Peak≤峰值功率Peak，在通常情況下峰值功率Peak比峰值平均功率AVG要大10%左右，在實(shí)際的工作中，技術(shù)條件中會(huì)明確給出功率檢測的要求，根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)條件的要求進(jìn)行設(shè)置；例如某產(chǎn)品的脈寬100uS：峰值平均功率AVG Gate1（start：0 uS Lengh：100 uS）；脈寬中點(diǎn)功率Peak Gate1（start：50 uS Lengh：1uS）；峰值功率Peak Gate1（start：0 uS Lengh：100 uS）；如果功率計(jì)的指標(biāo)設(shè)置錯(cuò)誤就會(huì)影響固態(tài)組件的測試精度。

功率計(jì)在使用前要對功率計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，功率計(jì)校準(zhǔn)后測試精度更高。

2.4 測試臺(tái)校準(zhǔn)

經(jīng)過測試后的負(fù)載、耦合器及功率計(jì)、電源按照要求，搭建成測試臺(tái)見圖1，測試臺(tái)搭建完成后要對其進(jìn)行校準(zhǔn)：把組件去除，耦合器A的輸出端和耦合器B的輸入端使用接頭連接在一起，把耦合器B的耦合度寫進(jìn)功率計(jì)的B通道內(nèi)，然后調(diào)整功率計(jì)A通道的耦合度，使功率計(jì)A、B兩通道的數(shù)值相同即完成測試臺(tái)校準(zhǔn)，這樣可以把耦合器A及接頭的損耗去除，保證組件的足額輸入功率，提高了測試臺(tái)測試精度。

3.結(jié)論

測試工裝是測試臺(tái)的重要組成部分，測試工裝的技術(shù)指標(biāo)直接關(guān)系到固態(tài)組件的測試精度，所以在搭建測試臺(tái)前一定要對工裝的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測試，并對測試臺(tái)、儀表進(jìn)行校準(zhǔn)，進(jìn)一步保證測試臺(tái)的測試精度。

參考文獻(xiàn)

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[2]盧俊鋒. 微波平面電路網(wǎng)絡(luò)S 參數(shù)測試校準(zhǔn)方法的研究[D].2011.

作者簡介：桑 飛（1977），男，安徽太和人，本科，從事微波收發(fā)數(shù)字組件工作。

葉寶江（1975），男，黑龍江七臺(tái)河人，本科，從事微波收發(fā)數(shù)字組件工作。

（作者單位：中國電子科技集團(tuán)第三十八研究所）