一种空间行波管全电参数一体化自动测试系统技术方案

本发明专利技术属于自动测试技术领域，具体涉及了一种空间行波管全电参数一体化自动测试系统。本发明专利技术通过加入开关矩阵与各测量设备以及辅助器件相连，采用上位机控制完成整个测量过程。在本系统下用户只需连接一次被测对象，系统即可根据标准的测量方法自动选择开关矩阵的开关通道，并自动完成各个参数测量，从而实现行波管全电参数的自动化、标准化测试。相比现有技术，本发明专利技术全程无需人工干预，节省了用户连接系统的时间，大大提高了测试效率，避免了不断切换测试系统连接导致的误差，并保证了器件的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种空间行波管全电参数一体化自动测试系统
本专利技术属于自动测试
，具体涉及了一种空间行波管全电参数一体化自动测试系统。
技术介绍
空间行波管是一种电真空器件，其作为卫星通讯和星载转发器的关键核心部件，是卫星系统中最核心的系统单机，负责微波信号的放大、转发、传输等功能。同时，空间行波管体积小重量轻，输出功率与质量比(W/kg)要求高；主要用于通讯，要求高线性度工作；工作时间长，需连续工作至少15年，且无法更换；能源有限，效率要求苛刻；工作环境温度跨度大，-180～120℃，真空环境散热困难；在随卫星发射过程中会伴随强烈的冲击和振动，上升加速度高达5-10G。因此，空间行波管是性能指标要求最高的电真空器件。在空间行波管的研制过程中，为了确保产品质量，需要在加工阶段、装配阶段、调试阶段、老练阶段、环境试验阶段及验收阶段等多次对空间行波管部分或全部性能参数进行详细测试。空间行波管全电参数测试内容包括20多种电性能指标，包括输入输出特性参量、谐波杂波参量、三阶互调比参量、AM/PM参量、群时延参量、噪声参量等。由于电参数测量原理不尽相同，因此需要的测量设备也不同，所以对这些参量的测量需要使用多种仪器设备和连接装置；而现有空间行波管的自动测试系统仅能实现对单一或部分电性能参数的测量。因此实现对全电参数的测量将会导致测试过程繁琐，测试时间长，效率低下，精度相对低下。
技术实现思路
针对上述存在的问题或不足，为解决空间行波管全电参数不能一体化自动测试系统的问题，本专利技术提供了一种空间行波管全电参数一体化自动测试系统，能够实现对空间行波管全电性能参数进行自动测试，大大缩短了测试时长，减小了不断切换测试系统连接导致的误差。具体技术方案为：该空间行波管全电参数一体化自动测试系统包括:可编程测量设备、开关矩阵、上位机和其他辅助器件，形成测试系统的硬件环境。所述上位机运行编程软件通过数据总线发送命令至可编程测量设备和开关矩阵，实现对可编程测量设备和开关矩阵的控制。所述可编程设备包括信号源、矢网、频谱仪和功率计；信号源在系统中的作用是提供9KHz到20GHz频率的测量信号；矢网在系统中的作用是进行网络特性参量的幅度与相位特性的测量；频谱仪在系统中的作用是展示电信号的频谱特性，这些频谱特性包括信号的频率成分、谐波和非谐波含量、寄生调频和相位噪声；功率计的作用是进行微波功率的测量。信号源与开关1的输入通路Com1连接；采用二端口配置的矢网，其1端口与开关1的输入通路Com2连接，矢网的2端口与开关2的MUXBank2中的通路1连接；频谱仪与开关2的MUXBank2中的通路2连接；功率计的输入端与定向耦合器1的输入端连接，功率计的输出端与开关2的MUXBank2中的通路3连接。所述开关矩阵包括开关1和开关2；开关1有2组SPDT继电器，分别为Relay1、Relay2；两组继电器分别有一个输入通路，分别为Com1、Com2，同时每组继电器有两个输出通路，分别为NC1、NO1、NC2、NO2；其中NC1、NC2为默认通路。开关2有2组微型SP6T多路复用器，分别为MUXBank1、MUXBank2；每组SP6T多路复用器有一个输入通路，分别为Com1、Com2；每个SP6T多路复用器有6个输出通路，分别为通路1、通路2、通路3、通路4、通路5、通路6。开关1的NO1、NO2分别与合路器的两输入端连接，开关1的NC1、NC2分别与开关2的MUXBank2中的通路1和通路2连接，开关2的MUXBank1中的Com1与定向耦合器1连接，开关2的MUXBank1中的通路3与合路器的输出端连接，开关2的MUXBank1中的Com2与衰减器连接。上位机与开关1、开关2之间通过数据总线发送命令。所述其他辅助器件包括定向耦合器1、定向耦合器2、负载、合路器、衰减器和电源。定向耦合器1、定向耦合器2、被测空间行波管、负载依次通过同轴连接器连接，电源与被测空间行波管相连，衰减器与定向耦合器2通过同轴连接器连接。定向耦合器对传输功率定向取样和信号分离；负载用来吸收被测空间行波管的微波功率，以减小测量中的失配误差；合路器为三端口，用于将传输线中的功率合成传输至被测行波管，电源为被测空间行波管提供高压电。空间行波管不同电性能指标的测试通道的设置状态，具体如下：测量电性能指标饱和频率特性、输入输出频率特性时，需要的测量设备有信号源、功率计。设置开关1的Relay1：Com1接通NC1，Relay2：Com2接通NC2；设置开关2的MUXBank1：Com1接通1，MUXBank2：Com2接通3。测量电性能指标谐波特性、杂波特性时，需要的测量设备有信号源、频谱仪。设置开关1的Relay1：Com1接通NC1，Relay2：Com2接通NC2；设置开关2的MUXBank1：Com1接通1，MUXBank2：Com2接通2。测量电性能指标噪声系数时，需要的测量设备有信号源、频谱仪。设置开关1的Relay1：Com1接通NC1，Relay2：Com2接通NC2；设置开关2的MUXBank1：Com1接通1，MUXBank2：Com2接通2。测量电性能指标群时延、群时延随输入功率变化、带内增益波动、带外增益、相移特性、相移波动、AM/PM转换系数、饱和增益与小信号增益交替扫描时，需要的测量设备有矢网。设置开关1的Relay1：Com1接通NC1，Relay2：Com2接通NC2；设置开关2的MUXBank1：Com1接通2，MUXBank2：Com2接通1。测量电性能指标三阶互调比时，需要的测量设备有信号源、矢网(只接入端口1)、频谱仪。设置开关1的Relay1：Com1接通NO1，Relay2：Com2接通NO2；设置开关2的MUXBank1：Com1接通3，MUXBank2：Com2接通2。所述测试信号通路设置通过Labwindows/CVI平台下的软件编程来实现。进一步的，所述空间行波管全电参数一体化自动测试系统，还包括噪声源与噪声系数分析仪。所述噪声系数测量，通过噪声源与噪声系数分析仪结合使用实现，噪声源与开关2的MUXBank1中的通路4连接，噪声系数分析仪与开关2的MUXBank2中的通路4连接。本专利技术通过加入开关矩阵与各测量设备以及辅助器件相连，采用上位机控制完成整个测量过程。在本系统下用户只需连接一次被测对象，系统即可根据标准的测量方法自动选择开关矩阵的开关通道，并自动完成各个参数测量，从而实现行波管全电参数的自动化、标准化测试。相比现有技术，本专利技术全程无需人工干预，节省了用户连接系统的时间，大大提高了测试效率，避免了不断切换测试系统连接导致的误差，并保证了器件的稳定性。附图说明图1为本专利技术测试系统的结构框图。图2为实施例对空间行波管AM/PM转换系数的测试结果图。图3为实施例对空间行波管三阶互调比的测试结果图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术的测试系统由被测对象、可编程测量设备、开关矩阵和其他辅助器件构成，形成测试系统的硬件环境；上位机运行编程软件，实现自动测试功能。现有技术采用直接使用信号源、频谱仪、矢网等测量设备去测量空间行波管的某一电性能参数，受限于使用的仪器和搭建的系统，不能同时实现对其他参数的测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间行波管全电参数一体化自动测试系统，包括可编程测量设备、开关矩阵、上位机和其他辅助器件，其特征在于：所述上位机运行编程软件通过数据总线发送命令至可编程测量设备和开关矩阵，实现对可编程测量设备和开关矩阵的控制；所述可编程设备包括信号源、矢网、频谱仪和功率计；信号源提供9KHz到20GHz频率的测量信号；矢网进行网络特性参量的幅度与相位特性的测量；频谱仪展示电信号的频谱特性，这些频谱特性包括信号的频率成分、谐波和非谐波含量、寄生调频和相位噪声；功率计进行微波功率的测量；信号源与开关1的输入通路Com1连接；采用二端口配置的矢网，其1端口与开关1的输入通路Com2连接，矢网的2端口与开关2的MUX Bank2中的通路1连接；频谱仪与开关2的MUX Bank2中的通路2连接；功率计的输入端与定向耦合器1的输入端连接，功率计的输出端与开关2的MUX Bank2中的通路3连接；所述开关矩阵包括开关1和开关2；开关1有2组SPDT继电器，分别为Relay1、Relay2；两组继电器分别有一个输入通路，分别为Com1、Com2，同时每组继电器有两个输出通路，分别为NC1、NO1、NC2、NO2；其中NC1、NC2为默认通路；开关2有2组微型SP6T多路复用器，分别为MUX Bank1、MUX Bank2；每组SP6T多路复用器有一个输入通路，分别为Com1、Com2；每个SP6T多路复用器有6个输出通路，分别为通路1、通路2、通路3、通路4、通路5、通路6；开关1的NO1、NO2分别与合路器的两输入端连接，开关1的NC1、NC2分别与开关2的MUX Bank2中的通路1和通路2连接，开关2的MUX Bank1中的Com1与定向耦合器1连接，开关2的MUX Bank1中的通路3与合路器的输出端连接，开关2的MUX Bank1中的Com2与衰减器连接；上位机与开关1、开关2之间通过数据总线发送命令；所述其他辅助器件包括定向耦合器1、定向耦合器2、负载、合路器、衰减器和电源，定向耦合器1、定向耦合器2、被测空间行波管、负载依次通过同轴连接器连接，电源与被测空间行波管相连，衰减器与定向耦合器2通过同轴连接器连接；定向耦合器对传输功率定向取样和信号分离；负载用来吸收被测空间行波管的微波功率；合路器为三端口，用于将传输线中的功率合成传输至被测行波管，电源为被测空间行波管提供高压电；上述空间行波管全电参数一体化自动测试系统的设置状态，具体如下：测量电性能指标饱和频率特性、输入输出频率特性时，需要的测量设备有信号源、功率计；设置开关1的Relay1：Com1接通NC1，Relay2：Com2接通NC2；设置开关2的MUX Bank1：Com1接通1，MUX Bank2：Com2接通3；测量电性能指标谐波特性、杂波特性时，需要的测量设备有信号源、频谱仪；设置开关1的Relay1：Com1接通NC1，Relay2：Com2接通NC2；设置开关2的MUX Bank1：Com1接通1，MUX Bank2：Com2接通2；测量电性能指标噪声系数时，需要的测量设备有信号源、频谱仪；设置开关1的Relay1：Com1接通NC1，Relay2：Com2接通NC2；设置开关2的MUX Bank1：Com1接通1，MUX Bank2：Com2接通2；测量电性能指标群时延、群时延随输入功率变化、带内增益波动、带外增益、相移特性、相移波动、AM/PM转换系数、饱和增益与小信号增益交替扫描时，需要的测量设备有矢网；设置开关1的Relay1：Com1接通NC1，Relay2：Com2接通NC2；设置开关2的MUX Bank1：Com1接通2，MUX Bank2：Com2接通1；测量电性能指标三阶互调比时，需要的测量设备有信号源、矢网、频谱仪，矢网只接入端口1；设置开关1的Relay1：Com1接通NO1，Relay2：Com2接通NO2；设置开关2的MUX Bank1：Com1接通3，MUX Bank2：Com2接通2；所述测试信号通路设置通过软件编程来实现。...

【技术特征摘要】
1.一种空间行波管全电参数一体化自动测试系统，包括可编程测量设备、开关矩阵、上位机和其他辅助器件，其特征在于：所述上位机运行编程软件通过数据总线发送命令至可编程测量设备和开关矩阵，实现对可编程测量设备和开关矩阵的控制；所述可编程设备包括信号源、矢网、频谱仪和功率计；信号源提供9KHz到20GHz频率的测量信号；矢网进行网络特性参量的幅度与相位特性的测量；频谱仪展示电信号的频谱特性，这些频谱特性包括信号的频率成分、谐波和非谐波含量、寄生调频和相位噪声；功率计进行微波功率的测量；信号源与开关1的输入通路Com1连接；采用二端口配置的矢网，其1端口与开关1的输入通路Com2连接，矢网的2端口与开关2的MUXBank2中的通路1连接；频谱仪与开关2的MUXBank2中的通路2连接；功率计的输入端与定向耦合器1的输入端连接，功率计的输出端与开关2的MUXBank2中的通路3连接；所述开关矩阵包括开关1和开关2；开关1有2组SPDT继电器，分别为Relay1、Relay2；两组继电器分别有一个输入通路，分别为Com1、Com2，同时每组继电器有两个输出通路，分别为NC1、NO1、NC2、NO2；其中NC1、NC2为默认通路；开关2有2组微型SP6T多路复用器，分别为MUXBank1、MUXBank2；每组SP6T多路复用器有一个输入通路，分别为Com1、Com2；每个SP6T多路复用器有6个输出通路，分别为通路1、通路2、通路3、通路4、通路5、通路6；开关1的NO1、NO2分别与合路器的两输入端连接，开关1的NC1、NC2分别与开关2的MUXBank2中的通路1和通路2连接，开关2的MUXBank1中的Com1与定向耦合器1连接，开关2的MUXBank1中的通路3与合路器的输出端连接，开关2的MUXBank1中的Com2与衰减器连接；上位机与开关1、开关2之间通过数据总线发送命令；所述其他辅助器件包括定向耦合器1、定向耦合器2、负载、合路器、衰减器和电源，定向耦合器1、定向耦合器2、被测空间行波管、负载依次通过同轴连接器连接，电源与被测空间行波管相连，衰减器与定向耦合器2通过同...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄桃，李盛楠，宫大鹏，杨中海，李斌，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51