数字控制式可调微波延时器及其延时测试方法技术

本发明专利技术公开了一种数字控制式可调微波延时器及其延时测试方法，属于微波测量技术领域。该数字控制式可调微波延时器，包括外盖板、内盖板、PCB板、供电板和盒体；盒体的两侧设置有连接器，供电板、PCB板、内盖板从下到上依次设置在盒体内，外盖板设置在盒体的顶部；PCB板设置有射频模块，控制模块与射频模块连接，电源模块与控制模块、射频模块分别连接；控制模块包括可编程逻辑器件；射频模块包括功分网络、延时支路、发射支路和接收支路，功分网络与延时支路连接，延时支路与发射支路、接收支路连接；每个延时支路包括4波长延时器、双向放大器、均衡器、数控衰减器、4位延时器和8波长延时器，8波长延时器与开关连接。

【技术实现步骤摘要】
数字控制式可调微波延时器及其延时测试方法
本专利技术实施例涉及微波测量
，特别涉及一种数字控制式可调微波延时器及其延时测试方法。
技术介绍
在雷达通信系统中，由于很多场合需要对发出或者接收的射频信号进行一定的时间延迟，数字控制式可调微波延时器的应用越来越广泛。数字控制式可调微波延时器能够模拟电磁波在雷达天线和目标之间往返所需要的时间，以及在电台信道模拟器中需要对电台发出的高频信号进行不同的时间延时，来模拟多径传输对电台的干扰等。数字控制式可调微波延时器包括微波放大器、微波延时器、微波开关，根据外部数字控制信号对自身延时状态进行调整，在测试时对各个状态间的延时差要求很高，对初始状态的延时精度没有太高要求。目前市面上的在X波段矢量网络分析仪对延时的测试精度大多采用百分比形式，即当微波模块延时测量最大量程为100ns级别时，测试精度一般在1ns左右。鉴于此，当微波模块延时为毫秒等级，而其可调最小步进为25ps时，测试对矢量网络分析仪要求极高，精度需要达到0.0025％，无法利用普通的矢量网络分析仪对数字控制式可调微波延时器进行延时测试。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种数字控制式可调微波延时器及其延时测试方法。该技术方案如下：第一方面，提供了一种数字控制式可调微波延时器，包括外盖板、内盖板、PCB板、供电板和盒体；盒体的两侧设置有连接器，供电板、PCB板、内盖板从下到上依次设置在盒体内，外盖板设置在盒体的顶部；供电板上设置有控制模块和电源模块，PCB板设置有射频模块，控制模块与射频模块连接，电源模块与控制模块、射频模块分别连接；电源模块包括稳压器、阻容元器件；控制模块包括可编程逻辑器件、数字延时器、驱动器、二极管和三极管；射频模块包括功分网络、延时支路、发射支路和接收支路，功分网络与延时支路连接，延时支路与发射支路、接收支路分别连接；功分网络包括2个耦合器和5个功分器，第一耦合器与第一功分器连接，第一功分器与第二功分器、第三功分器连接，第三功分器与第四功分器连接，第四功分器与第五功分器、第二耦合器连接；每个延时支路包括4波长延时器、双向放大器、均衡器、数控衰减器、4位延时器和8波长延时器，8波长延时器与开关连接；每个发射支路包括驱动放大器、中功率放大器和耦合器，驱动放大器与开关连接，开关与延时支路中的8波长延时器连接，耦合器与环形器连接；每个接收支路包括限幅器、数控衰减器、低噪声放大器，低噪声放大器与开关连接，开关与延时支路中的8波长延时器连接，限幅器与环形器连接；环形器与天线端口连接，第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器分别与接收输出端口连接。可选的，在每个发射支路，耦合器与功率检测电路连接，功率检测电路的输出端与轨到轨同相比例运算放大器连接，轨到轨同相比例运算放大器的输出端与控制模块中的可编程逻辑器件连接。可选的，射频模块包括4个延时支路，第一延时支路和第二延时支路中的4波长延时器分别与第二功分器连接，第三延时支路和第四延时支路中的4波长延时器分别与第五功分器连接；在每个延时支路中，4波长延时器、第一双向放大器、第一均衡器、数控衰减器、4位延时器、第二双向放大器、第二均衡器、8波长延时器依次连接。第二方面，提供了一种数字控制式可调微波延时器的延时测试方法，数字控制式可调微波延时器为如第一方面所示的数字控制式可调微波延时器，数字控制式可调微波延时器与矢量网络分析仪连接，该方法包括：数字控制式可调微波延时器发射射频信号，射频信号以数字控制式可调微波延时器的基态为基准，以预定时间间隔为步进进行延时；通过矢量网络分析仪接收射频信号，获取检测数据，检测数据为频率和相位的对应关系；根据检测数据和矢量网络分析仪的测试单位，确定射频信号在第i个频点的翻转次数，测试单位包括unwrappedphase和phase；根据翻转次数确定射频信号在第i个频点的实际相位偏移；根据实际相位偏移与延时时间的对应关系，确定延时时间；根据延时时间与预定时间间隔确定数字控制式可调微波延时器的延时精度。可选的，当测试单位为phase时，根据所检测数据和矢量网络分析仪的测试单位，确定射频信号在第i个频点的的翻转次数，包括：根据测试数据对应的折线图中的锯齿个数确定翻折次数，锯齿个数等于翻折次数。可选的，当测试单位为unwrappedphase时，根据所检测数据和矢量网络分析仪的测试单位，确定数字控制式可调微波延时器的翻转次数，包括：根据检测数据获取任意两个频点的相位偏移；根据如下公式一和公式二确定翻转次数；pG＝360×n+p'×G公式二；其中，p为射频信号的实际相位偏移，p’为检测数据中的相位偏移，G为频率，n为翻转次数，d为射频信号的延时时间。可选的，根据测试单位和翻转次数，确定射频信号在第i个频点的实际相位偏移，包括：获取检测数据中第i个频点对应的相位偏移；根据公式三确定第i个频点的实际相位偏移；Yi＝Xi+n×360公式三；其中，Yi为第i个频点的实际相位偏移，Xi为检测数据中第i个频点对应的相位偏移，n为翻转次数。可选的，根据实际相位偏移与延时时间的对应关系，确定延时时间，包括：根据实际相位偏移和公式一，确定延迟时间；其中，p为射频信号的实际相位偏移，G为频率，n为翻转次数，d为射频信号的延时时间。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在数字控制式可调微波延时器中的功率自检电路和轨到轨(rail-to-rail)同相比例运算放大器，实现对发射功率自检的功能，在进行延时测试时以相位偏移替代直接测试延时，解决了现在对数字控制式可调微波延时器的延时测试精度低的问题；达到了能够使用延时测试精度为1％的矢量网络分析仪来测试数字可调式微波延时器的延时精度的效果，降低了在延时测试时对矢量网络分析的高精度需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据一示例性实施例示出的一种数字控制式可调微波延时器的结构示意图；图2是根据一示例性实施例示出的一种数字控制式可调微波延时器的结构爆炸图；图3是根据一示例性实施例示出的一种射频模块的原理示意图；图4是根据一示例性实施例示出的一种射频模块中电压放大电路的原理示意图；图5是根据一示例性实施例示出的一种数字控制式可调微波延时器的延时测试方法的流程图；图6是矢量网络分析仪在两种测试单位下得到的测试数据对应折线图；图7是根据另一示例性实施例示出的一种数字控制式可调微波延时器的延时测试方法的流程图；图8是根据又一示例性实施例示出的一种数字控制式可调微波延时器的延时测试方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。请参考图1和图2，其示例性地示出了本专利技术实施例提供的数字控制式可调微波延时器的结构图，该数字控制式可调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字控制式可调微波延时器，其特征在于，包括外盖板、内盖板、PCB板、供电板和盒体；所述盒体的两侧设置有连接器，所述供电板、所述PCB板、所述内盖板从下到上依次设置在所述盒体内，所述外盖板设置在所述盒体的顶部；所述供电板上设置有控制模块和电源模块，所述PCB板设置有射频模块，所述控制模块与所述射频模块连接，所述电源模块与所述控制模块、所述射频模块分别连接；电源模块包括稳压器、阻容元器件；所述控制模块包括可编程逻辑器件、数字延时器、驱动器、二极管和三极管；所述射频模块包括功分网络、延时支路、发射支路和接收支路，所述功分网络与所述延时支路连接，所述延时支路与所述发射支路、所述接收支路分别连接；所述功分网络包括2个耦合器和5个功分器，第一耦合器与第一功分器连接，第一功分器与第二功分器、第三功分器连接，第三功分器与第四功分器连接，第四功分器与第五功分器、第二耦合器连接；每个所述延时支路包括4波长延时器、双向放大器、均衡器、数控衰减器、4位延时器和8波长延时器，所述8波长延时器与开关连接；每个发射支路包括驱动放大器、中功率放大器和耦合器，所述驱动放大器与所述开关连接，所述开关与所述延时支路中的8波长延时器连接，所述耦合器与所述环形器连接；每个接收支路包括限幅器、数控衰减器、低噪声放大器，所述低噪声放大器与所述开关连接，所述开关与所述延时支路中的8波长延时器连接，所述限幅器与所述环形器连接；所述环形器与天线端口连接，所述第一耦合器、所述第二耦合器、所述第三耦合器和所述第四耦合器分别与接收输出端口连接。...

【技术特征摘要】
1.一种数字控制式可调微波延时器，其特征在于，包括外盖板、内盖板、PCB板、供电板和盒体；所述盒体的两侧设置有连接器，所述供电板、所述PCB板、所述内盖板从下到上依次设置在所述盒体内，所述外盖板设置在所述盒体的顶部；所述供电板上设置有控制模块和电源模块，所述PCB板设置有射频模块，所述控制模块与所述射频模块连接，所述电源模块与所述控制模块、所述射频模块分别连接；电源模块包括稳压器、阻容元器件；所述控制模块包括可编程逻辑器件、数字延时器、驱动器、二极管和三极管；所述射频模块包括功分网络、延时支路、发射支路和接收支路，所述功分网络与所述延时支路连接，所述延时支路与所述发射支路、所述接收支路分别连接；所述功分网络包括2个耦合器和5个功分器，第一耦合器与第一功分器连接，第一功分器与第二功分器、第三功分器连接，第三功分器与第四功分器连接，第四功分器与第五功分器、第二耦合器连接；每个所述延时支路包括4波长延时器、双向放大器、均衡器、数控衰减器、4位延时器和8波长延时器，所述8波长延时器与开关连接；每个发射支路包括驱动放大器、中功率放大器和耦合器，所述驱动放大器与所述开关连接，所述开关与所述延时支路中的8波长延时器连接，所述耦合器与所述环形器连接；每个接收支路包括限幅器、数控衰减器、低噪声放大器，所述低噪声放大器与所述开关连接，所述开关与所述延时支路中的8波长延时器连接，所述限幅器与所述环形器连接；所述环形器与天线端口连接，所述第一耦合器、所述第二耦合器、所述第三耦合器和所述第四耦合器分别与接收输出端口连接。2.根据权利要求1所述的数字控制式可调微波延时器，其特征在于，在每个发射支路，所述耦合器与功率检测电路连接，所述功率检测电路的输出端与轨到轨同相比例运算放大器连接，所述轨到轨同相比例运算放大器的输出端与所述控制模块中的可编程逻辑器件连接。3.根据权利要求1所述的数字控制式可调微波延时器，其特征在于，所述射频模块包括4个延时支路，第一延时支路和第二延时支路中的4波长延时器分别与所述第二功分器连接，第三延时支路和第四延时支路中的4波长延时器分别与所述第五功分器连接；在每个延时支路中，4波长延时器、第一双向放大器、第一均衡器、数控衰减器、4位延时器、第二双向放大器、第二均衡器、8波长延时器依次连接。4.一种数字控制式可调微波延时器的延时测试方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建行，曹子君，
申请(专利权)人：无锡华测电子系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32