自動測試系統中的射頻與微波開關

武維婷+趙詠梅

【摘要】 電子信息技術快速發展，射頻、微波設備的應用日漸廣泛，在航空航天、消費電子等領域中得到了很好的應用。隨之而來的，測試系統中的應用射頻和微波特性測試的儀器也實現了良好的發展和進步。新型的自動測試系統中，射頻和微波開關產品是極具特點的，其結構、功能以及器件原理都有自身的特點。本文就自動測試系統中的射頻與微波開關進行簡要的闡述與分析。

【關鍵詞】 自動測試系統 射頻 微波 開關

現如今，無線通信產業的發展使得設備元器件以及組件等實現了很好的發展，自動化系統設備也有了廣泛的應用，通信設備測試需要很高的頻率，射頻、微波開關中有很多類型，掌握其技術特點，明確其具體的作用對于自動測試工作的順利推進是極為有利的。

一、射頻與微波開關系統的特點分析

電子信息技術在軍事、民用等多個領域都有著極為廣泛的應用，與之相適應的測量、測試技術水平也實現了良好的進步，射頻、微波信號測試以及仿真系統中，開關系統的布局十分合理可靠，有著極為穩定的性能，使用比較便利，價格也適當，能夠使設備的應用效率得到提升，使系統規模得以進一步擴大。

建設射頻、微波開關系統有著自身的特點，這些特點主要在機械結構、電氣的性能、使用的方法以及價格等方面有著重要的體現。這些是低頻開關矩陣系統所不具備的。

在電子測試等領域中，矩陣開關系統一般是低頻或者射頻繼電器作為基礎的，然后對PCB進行合理的設計，使得矩陣開關系統能夠合理化設計。繼電器的位置一般在行線、總線、列線等交叉點的位置上，[1]主要是連接或者是斷開信號連接，對行線、列線數量進行科學設計，形成規模不同的開關矩陣，PXI單槽模塊中能夠承載多于500個開關節點。[2]

這種開關系統的產品種類比較多，用戶可以根據測試的實際需要選擇合適的規模以及電氣指標合適的產品，容易通過多個模塊的相互連接使規模擴大。

對于低頻開關矩陣而言，產品硬件設計的主要內容就是要使導通性能得到保障，使信號帶寬得到提高，有完整的故障診斷手段，在硬件設計中使用戶能夠快速的開展維修工作。對于射頻以及微波應用，開關系統的設計特點是比較獨特的，要使射頻的性能得到保障，一般需要多個多路復用的開關組合起來，實現射頻矩陣，使得不同通道的信號是完整的。

二、開關系統的作用分析

自動化測試系統中，射頻與微波測試是十分重要的組成部分，在對無線電通信、雷達、有線視頻等民用設施以及軍用設備進行功能測試系統中，開關系統是重要的組成部分，常用的開關系統有重要的作用，能夠實現儀器測試以及多個測試點之間信號通路的快速切換，對信號源進行有效地保護，使電磁干擾得以降低，此外還能夠使信號的質量得到提升和保障。

2.1通過開關系統切換射頻信號

在大部分的測試系統中，射頻開關系統的主要作用就是切換信號，將信號路徑建立在測試儀器和測試點之間，使得測試能夠順利完成。常見的開關器件主要有電磁式微波開關、舌簧射頻繼電器和固態射頻開關等。選擇合適的開關器件，在測試系統中保證多種性能需求之間能夠達到平衡的狀態。

2.2對信號源進行有效保護，降低電磁干擾

射頻信號傳播過程中，需要保證特征阻盡可能是一樣的，特別需要注意要防止出現從50/75 Ω向高阻抗傳播的情況。[3]如果出現這種情況，信號的傳播路徑中就會出現很強的駐波，如果情況嚴重甚至能夠對儀器設備造成損壞。要使系統更加安全，一般是通過開關，在信號傳播的路徑中接入相匹配的阻抗以及端接器，從而更好的接收信號。

2.3使信號的質量得到提升

測試系統中射頻開關子系統擴展到比較大的規模時，特別是使用舌簧繼電器的產品時，一般需要將多個開關設備，通過外部電纜進行連接然后進行擴展。這是在各種模塊公共端的開關就能夠使電纜的接入長減小，使得系統的帶寬作用和水平得到提升。

2.4可擴展的微波開關矩陣分析

如果微波測試系統中有很多個測試的對象，開關矩陣結構能夠使系統的靈活性得到最大限度的保障。

建設20GHz微波開關矩陣，要以SP6T多路復用開關作為基礎性的器件，將每一個單元的前4個通道連接起來，建立信號通路。其余的兩個通道，一個與端接器進行連接，使得信號源得以保護。第二個可以作為擴展端，與結構相同的產品連接起來，形成更大的開關系統，這個通道默認是斷開的，使信號通路縮短，使系統帶寬作用得到提升。

結束語：在射頻、微波測試領域中，開關系統有著極為廣泛的應用，新的產品以及新的思路也大量出現，信息技術以及科學技術的發展，使得測試技術也實現了很好的進步，開關技術是測試技術的典型，在未來發展中，用戶對于設備、可維護性也提出了較高的要求，未來開關系統在集成、切換、承載功率等方面都能夠實現良好的進步與發展。

參 考 文 獻

[1]王琦. 自動測試系統中的射頻與微波開關[J]. 國外電子測量技術，2016，05：4-5.

[2]任宇輝，昂正全. 微波測試系統中開關網絡的設計與實現[J]. 電訊技術，2011，03：98-101.

[3]周燁. 某通信自動測試系統中射頻適配器的設計[J]. 國外電子測量技術，2011，06：40-43.