機載電子設備ATE微波控制器設計與研制

摘 要：本文設計并研制一種新型的ATE 微波控制器，應對 ATE 各種射頻線路的控制與連接自動化。研究根據ATE 微波控制器總體設計方案以及ATE 微波控制器射頻控制的實際需求，規劃控制器整體架構、硬件結構及調理電路，附例法闡述軟件控制編碼設計。實踐結果顯示：該微波控制器射頻傳輸損耗小，微波開關切換精準度高，可以實現ATE 系統對微波控制器射頻儀器資源與被測射頻設備射頻高精度連接。

關鍵詞： 射頻測試；自動測試設備；射頻控制；微波開關；被測設備

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.111

0 引 言

在現有技術市場中，ATE系統在眾多大型機載電子設備的系統中深受青睞[1]。ATE 測試根據不同的測試方法簡單分為視頻測試、射頻測試、高頻測試、低頻測試幾種。研究設計新型微波控制器，可以利用遠程操作的方式實現ATE 系統對微波控制器射頻儀器資源與被測射頻設備射頻連接。

1 總體方案設計和硬件結構設計

1.1 微波控制器的總體設計

新型的控制器以工控機為關鍵組件，以數字 I/O 控制為基礎，利用特制的筆記本內置接口卡實現各模塊控制，完成各種測試和系統調試。 工控機連接機箱采用特制的主機箱，利用1394 總線實現關鍵組件與VXI控制器通信，達到程控目的。利用 VMIP 接口，VM型數字模塊，完成各模塊與機箱的鏈接操控。

該微波控制器可通過遠程控制自動進行射頻端口信號的切換。微波同軸開關的選擇應考慮隔離能力，綜合考慮插損，可靠性等因素。相較于一般同軸開關，Agilent 同軸開關具備插損值小，相鄰通道隔離度大， 高可靠性通斷操作，動作速度快等優點。而上海華湘單刀雙擲同軸開關具有通過耐受性高，適合大功率射頻的特點。故選擇在微波測試時兩種開關合理搭配，優化使用。K 1和 K 2選擇上海華湘SHX-801001-F-S同軸開關。K 3 和K 4～K 6分別選擇Agilent 8766-8767型同軸開關。同時設計添加250W 的 30dB 射頻衰減器，控制射頻功率高的信號功率衰減，在一定范圍內保障各組件和儀器的安全。

2 微波開關的軟件控制編碼設計

微波控制器各同軸開關的控制編碼設計6 組分數字控制，每組分又由一個外接時鐘 CLK 控制針、I/O 控制針、以及DATA x.0-7三個部分組成。設計利用一種組合的的正確電平驅動，將上述幾種類型開關組合形成新的微波控制器，保障測試儀器端與COM 端的連接可靠性。如圖 2 ，施加給 K 1 、K 2 控制端高電平，開關公共端與NO、NC端選擇鏈接。如表1，施加給K3～K6控制端高電平，選擇控制具有不唯一性。

3 微波控制器調試與測試結果

在總體結構布局設計上，設計將控制器內部分為兩個大區，即開關區與其他電路區。又具體劃分為調理電路、電源、微波控制區等不同功能區。該微波控制器較于其他控制器，具有射頻傳輸精度高，安裝維修簡單易行，抗干擾性高等明顯優勢。控制器的調試運用開關電源和萬用表和雷達綜測儀等完成。通過分析衰減器匹配負載阻值，利用萬用表測量控制器開關線路內控制編碼各個端口、線路以及轉換操作后電路導通電阻阻值，測試分析兩種類型的開關電源各端口、線路的編碼控制和調試方法。通過測試結果，我們發現該設計方案可以實現控制器基本需求，可行性較高；調試電路單路輸入電流遠低于單路輸出能力值；調試電路明顯降低了對I/O 的驅動需求，增強了模塊的使用穩定性、可靠性。并且調理電路提供的微波開關驅動電流最大值可達到130 mA，滿足Agilent 微波開關的驅動需求。Agilent 微波開關不同端口的接通轉換時間在 ms 級，滿足系統經驗公式：

4 結束語

該微波控制器射頻傳輸損耗小，微波開關切換精準度高，可以實現ATE 系統對微波控制器射頻儀器資源與被測射頻設備射頻高精度連接。設計方案的可操作性較高，能為市場生產提供理論依據和參考意義。

參考文獻：

[1]於二軍，艾莉，范新明等.新型機載電源控制器高效便攜式測試系統設計[J].航空科學技術，2017，28（07）：73-78.

[2]黃付慶，趙憲臣，徐曉明.利用LTPoE++標準實現微波通信設備的拉遠供電[J]. 電子設計工程，2016，24（04）：140-143.

[3]許雄，王俊，黃瀟嶸.微波成像儀高精度掃描控制算法的設計與仿真[J].微電機，2016（11）：72-75.

作者簡介：張旺（1984-），男，江蘇鹽城人，本科，助理工程師，從事微波射頻電路方面的研究。