論述提高固態組件測試精度

桑飛 葉寶江

摘要：固態組件測試臺在搭建前要對負載、耦合器、電纜等工裝的技術指標進行測試，同時對功率計等儀表進行設置并校準；然后對測試臺進行校準，用來提高固態組件各項技術指標測試的精度。

關鍵詞：校準；帶寬；駐波；AVG；功率

1.引言

隨著電子技術不斷進步，固態組件已經大規模的應用到相控陣雷達及數字通訊系統中，微波發射系統由集中式逐步過渡到陣列式或分布式發射陣面。固態組件應用，實現了新體制雷達及數字通訊的跨越式變革，產品的質量大幅度提升。固態組件的測試指標多，測試系統的校準及工裝自身狀態對固態組件指標測試影響較大；同時固態組件的理論設計和加工裝配后的實際指標差別很大，每個固態組件都需要進行人工調試。本文主要討論如果提高固態組件測試系統的測試精度；

2.組件測試精度

固態組件測試精度與耦合器的耦合度、負載的駐波、功率計的指標設置有關，下文分別從耦合器的定標、負載駐波的測試、功率計的設置、測試臺的搭建及校準等幾個方面進行論述；

2.1耦合器定標

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；固態組件測試臺搭建前要根據產品的工作帶寬選擇同頻段的耦合器；然后使用矢量網絡分析儀進行定標，記錄對應頻點的耦合度；把測試耦合度寫入功率計，然后進行測試。

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

2.2負載駐波測試

負載在測試系統中吸收微波功率，把固態組件的輸出電磁能量轉化為熱能。負載的駐波是一項重要的指標，該指標直接影響固態組件測試精度，負載的駐波指標ρ≤1.2。

駐波是微波電路分布參數，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，它定義為：ρ=Umax/Umin=（1+г）/（1-г）式中г為輸入端反射系數。從公式中可以得出，負載駐波參數大，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，測試點的功率相當于把行波和反射波絕對值疊加，形成駐波復點，測試的功率比實際值要大。

鑒于駐波對測試精度的影響，所以測試臺在搭建時一定要對負載的駐波進行測試，要保證負載的駐波在ρ≤1.2，這樣能保證測試臺的測試精度。

2.3功率計指標設置

功率計是固態組件指標測試的主要儀表，可以檢測固態組件的輸出功率、頂降、增益等指標。功率計的指標設置和工作狀態是影響固態組件指標測試精度；

功率計的功率設置通常有三種設置：峰值平均功率AVG、峰值功率Peak、脈寬中點功率Peak，測試出來的功率如下：峰值平均功率AVG≈脈寬中點功率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，在實際的工作中，技術條件中會明確給出功率檢測的要求，根據產品技術條件的要求進行設置；例如某產品的脈寬100uS：峰值平均功率AVG Gate1（start：0 uS Lengh：100 uS）；脈寬中點功率Peak Gate1（start：50 uS Lengh：1uS）；峰值功率Peak Gate1（start：0 uS Lengh：100 uS）；如果功率計的指標設置錯誤就會影響固態組件的測試精度。

功率計在使用前要對功率計進行校準，功率計校準后測試精度更高。

2.4 測試臺校準

經過測試后的負載、耦合器及功率計、電源按照要求，搭建成測試臺見圖1，測試臺搭建完成后要對其進行校準：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的耦合度寫進功率計的B通道內，然后調整功率計A通道的耦合度，使功率計A、B兩通道的數值相同即完成測試臺校準，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，提高了測試臺測試精度。

3.結論

測試工裝是測試臺的重要組成部分，測試工裝的技術指標直接關系到固態組件的測試精度，所以在搭建測試臺前一定要對工裝的主要技術指標進行測試，并對測試臺、儀表進行校準，進一步保證測試臺的測試精度。

參考文獻

[1] 廖康佑，祁子年等. 夾具上的測量與TRL 校正[J].2003（9）：116

[2]盧俊鋒. 微波平面電路網絡S 參數測試校準方法的研究[D].2011.

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

葉寶江（1975），男，黑龍江七臺河人，本科，從事微波收發數字組件工作。

（作者單位：中國電子科技集團第三十八研究所）