一种射频数字T/R组件综合测试系统的校准系统和校准方法技术方案

本发明专利技术提供一种射频数字T/R组件综合测试系统的校准系统和方法，校准系统由定向耦合器、脉冲功率计、多通道传递标准装置、标准模拟件（小功率衰减器、移相器）以及标准数字码元发生器组成。运用定向耦合器采用耦合比法对测试系统脉冲中大功率进行校准；研建多通道传递标准装置，采用传递法对测试系统发射、接收模拟量进行校准；运用标准模拟件，采用插入法对测试系统接收通道数字数字幅相一致性进行校准；研建数字码元发生器，对测试系统数字性能进行验证。验证。验证。

【技术实现步骤摘要】
一种射频数字T/R组件综合测试系统的校准系统和校准方法


[0001]本专利技术属于微波测试
，具体涉及一种测试系统的校准系统和校准方法。

技术介绍

[0002]针对用于数字阵列雷达核心组件——射频数字T/R组件测试系统的测量准确性和量值溯源的需求，提出了一种解决方法。射频微波数字测试系统主要通过复杂的信号转接中枢，将信号发生器、脉冲功率计（功率敏感器）、矢量网络分析仪（噪声选件可选）、控制和数据采集设备等多种不同功能的仪器设备进行集成与信号调理，并通过工控机与测试软件，实现数字T/R组件相关项目的测试。目前国内现有计量标准均针对测试系统功率、幅度、相位等模拟量开展分立参数的计量工作，缺乏整体快速现场校准手段；而对测试系统数字量各项参数，目前没有方法可以开展相关参数的量传工作，其量传的准确可靠也无法保证。因此，急需开展此类测试系统校准技术研究，解决射频微波数字测试系统整体校准难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对雷达T/R生产线测量面临的任务重、测试系统复杂、测试要求高、测试一致性差、问题难追溯等问题, 通过计量方法与传递标准的研究、数字信号的仿真计算，并结合信息化、自动化的手段，解决射频微波数字测试系统原位整体量传的难题，实现数字类测试系统现场整体校准。开展不同频段、不同类型数字测试系统模拟量传参数功率、幅度、相位等校准技术研究工作，研建多通道传递标准装置，开展宽频带标准装置在不同接头形式下的误差分析及修正技术研究，以及对标准装置的重复性和稳定性考核、不确定度评定及验证，建立传递标准，解决测试系统发射、接收模拟量的现场整体快速校准问题；开展测试系统数字量的校准技术研究工作，研建适用于数字测试系统的标准数字码元发生器，采用标准数字码元发生器产生标准码元（含数字相移、衰减、噪声等），考核光纤传输、数据采集卡/记录设备的正确性，接收通道输出数据分析和处理算法正确性；开展测试系统数字幅度、相位的校准技术研究，利用标准模拟件，配合相对稳定的被测数字收发模块，实现测试系统接收通道数字幅度和相位一致性校准，保证幅度、相位量传的准确性和有效性，同时验证测试系统时序、同步的可靠性。
[0004]建立频率覆盖从P 波段到L波段的射频微波数字类测试系统校准的校准系统和提出整体测试解决方案，具体如下：一种射频数字T/R组件综合测试系统的校准系统，包括定向耦合器、脉冲功率计、多通道传递标准装置、标准模拟件（小功率衰减器、移相器）以及标准数字码元发生器。运用定向耦合器采用耦合比法对测试系统脉冲中大功率进行校准；运用多通道传递标准装置，采用传递法对测试系统发射、接收模拟量进行校准；运用标准模拟件，采用插入法对测试系统接收通道数字幅相一致性进行校准；运用标准数字码元发生器，对测试系统数字性能进行验证。
[0005]其中多通道传递标准装置如图2所示，可以提供多通道的幅度、相位参数的标准
量，以满足发射、接收模拟量的现场快速整体校准问题。多通道传递标准装置15，包括功分器16、一分八负载开关17、电控1dB步进衰减器18、电控移相器19、电控10dB步进衰减器20、控制板21、功分器一端22、开关端23、传递标准ToutRin端口24、参考输出端25、LAN口26、电源27、参考输入端28、功分器二端29、信号输入端30。控制板21对一分八负载开关17、电控移相器19、电控1dB步进衰减器18、电控10dB步进衰减器20进行状态控制；对于发射通路，信号通过信号输入端30，经功分器16，信号一分为二，其中功分器一端22与开关端23用刚性电缆短接，然后经一分八负载开关17后输出至传递标准ToutRin端口24，功分器二端29与参考输入端28用刚性电缆短接，然后经电控1dB步进衰减器18、电控移相器19、电控10dB步进衰减器20至参考输出端25；对于接收通路，信号通过传递标准ToutRin端口24经一分八负载开关17至开关端23输入，参考信号通过参考输出端25经电控10dB步进衰减器20、电控移相器19、电控1dB步进衰减器18至参考信号输入端28。
[0006]其中标准数字码元发生器46，可以产生标准码元（含数字相移、衰减、噪声等），用来考核光纤传输、数据采集的正确性，验证接收通道输出数据分析和处理算法正确性。标准数字码元发生器46包括控制模块47、主控计算机48、记录模块49、接口模块50、码元仿真模块51、数字噪声仿真模块52、光纤53，控制模块47接收主控计算机48控制命令和参数，通过VPX总线对码元仿真模块51等进行控制和数据处理；码元仿真模块51根据控制模块传送命令，产生数字T/R组件输出标准码元信号，传输至接口模块50；数字噪声仿真模块52产生数字噪声信号，传输至接口模块50；接口模块50对标准码元信号、数字噪声信号进行数据打包后通过光纤53输出给射频数字T/R组件综合测试系统，对测试系统性能进行校准；记录模块49对接口模块50输出信号进行记录分析，用于对标准码元信号、数字噪声信号输出数据测试和定标。
[0007]一种射频数字T/R组件综合测试系统的校准方法，包括对射频数字T/R组件综合测试系统的发射脉冲功率的校准、发射模拟幅相的校准、接收模拟幅相的校准、接收数字幅相一致性的校准以及数字性能的验证。
[0008]步骤1、发射脉冲功率的校准，运用定向耦合器采用耦合比法对脉冲功率进行校准。射频数字T/R组件综合测试系统1包括信号中枢2、功率计3、信号发生器A 4、信号发生器B 5，数字T/R组件8输出与定向耦合器7的输入端连接，定向耦合器7的耦合端12取样信号经标准脉冲功率计6测量（定向耦合器的功率比设置为功率计的偏置），定向耦合器7的输出端13与射频数字T/R组件综合测试系统1的测试端连接。激励信号为数字T/R组件8输出的中大脉冲功率。
[0009]步骤1.1、校准准备射频数字T/R组件综合测试系统1和脉冲功率计6（含功率敏感器），依据仪器设备说明书的要求，接通电源预热半小时；采用矢量网络分析仪对定向耦合器的功率耦合比进行标定。
[0010]步骤1.2、脉冲功率校准校准时，激励信号为数字T/R组件8输出的中大脉冲功率。数字T/R组件8输出与定向耦合器7的输入端连接，定向耦合器7的耦合端12取样信号经标准脉冲功率计6测量（定向耦合器的功率比设置为功率计的偏置）作为参考标准值，定向耦合器7的输出端13与射频数字T/R组件综合测试系统1的测试端连接，将测试系统1的实测值与参考标准值进行比较，来
校准发射脉冲功率。
[0011]步骤2、发射模拟幅相的校准，运用多通道传递标准装置15采用传递法对幅度、相位进行校准。
[0012]该方法使用的多通道传递标准装置15包括：功分器16、一分八负载开关17、电控1dB步进衰减器18、电控移相器19、电控10dB步进衰减器20、控制板21、功分器一端22、开关端23、传递标准ToutRin端口24、参考输出端25、LAN口26、电源27、参考输入端28、功分器二端29、信号输入端30。控制板21对一分八负载开关17、电控移相器19、电控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频数字T/R组件综合测试系统的校准系统，其特征在于，该系统包括：定向耦合器、脉冲功率计、多通道传递标准装置、标准模拟件以及标准数字码元发生器；标准模拟件包括小功率衰减器、移相器；运用定向耦合器采用耦合比法对测试系统脉冲中大功率进行校准；运用多通道传递标准装置，采用传递法对测试系统发射、接收模拟量进行校准；运用标准模拟件，采用插入法对测试系统接收通道数字幅相一致性进行校准；运用标准数字码元发生器，对测试系统数字性能进行验证。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多通道传递标准装置（15），包括功分器（16）、一分八负载开关（17）、电控1dB步进衰减器（18）、电控移相器（19）、电控10dB步进衰减器（20）、控制板（21）、功分器一端（22）、开关端（23）、传递标准ToutRin端口（24）、参考输出端（25）、LAN口（26）、电源（27）、参考输入端（28）、功分器二端（29）、信号输入端（30）；控制板（21）对一分八负载开关（17）、电控移相器（19）、电控1dB步进衰减器（18）、电控10dB步进衰减器（20）进行状态控制；对于发射通路，信号通过信号输入端（30），经功分器（16），信号一分为二，其中功分器一端（22）与开关端（23）用刚性电缆短接，然后经一分八负载开关（17）后输出至传递标准ToutRin端口（24），功分器二端（29）与参考输入端（28）用刚性电缆短接，然后经电控1dB步进衰减器（18）、电控移相器（19）、电控10dB步进衰减器（20）至参考输出端（25）；对于接收通路，信号通过传递标准ToutRin端口（24）经一分八负载开关（17）至开关端（23）输入，参考信号通过参考输出端（25）经电控10dB步进衰减器（20）、电控移相器（19）、电控1dB步进衰减器（18）至参考信号输入端（28）。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，标准数字码元发生器（46），可以产生标准码元，标准码元包括数字相移、衰减、噪声，用来考核光纤传输、数据采集的正确性，验证接收通道输出数据分析和处理算法正确性；标准数字码元发生器（46）包括控制模块（47）、主控计算机（48）、记录模块（49）、接口模块（50）、码元仿真模块（51）、数字噪声仿真模块（52）、光纤（53），控制模块（47）接收主控计算机（48）控制命令和参数，通过VPX总线对码元仿真模块（51）进行控制和数据处理；码元仿真模块（51）根据控制模块传送命令，产生数字T/R组件输出标准码元信号，传输至接口模块（50）；数字噪声仿真模块（52）产生数字噪声信号，传输至接口模块（50）；接口模块（50）对标准码元信号、数字噪声信号进行数据打包后通过光纤（53）输出给射频数字T/R组件综合测试系统，对测试系统性能进行校准；记录模块（49）对接口模块（50）输出信号进行记录分析，用于对标准码元信号、数字噪声信号输出数据测试和定标。4.一种射频数字T/R组件综合测试系统的校准方法，其特征在于，该方法包括对射频数字T/R组件综合测试系统的发射脉冲功率的校准、发射模拟幅相的校准、接收模拟幅相的校准、接收数字幅相一致性的校准以及数字性能的验证；步骤1、发射脉冲功率的校准，运用定向耦合器采用耦合比法对脉冲功率进行校准；射频数字T/R组件综合测试系统（1）包括信号中枢（2）、功率计（3）、信号发生器A（4）、信号发生器B（5），数字T/R组件（8）输出与定向耦合器（7）的输入端连接，定向耦合器（7）的耦合端（12）取样信号经标准脉冲功率计（6）测量，定向耦合器的功率比设置为功率计的偏置，定向耦合器（7）的输出端（13）与射频数字T/R组件综合测试系统（1）的测试端连接；激励信号为数字T/R组件（8）输出的中大脉冲功率；步骤2、发射模拟幅相的校准，运用多通道传递标准装置（15）采用传递法对幅度、相位
进行校准；步骤3、接收模拟幅相的校准，运用多通道传递标准装置（15）采用传递法对幅度、相位进行校准；步骤4、接收数字幅相一致性的校准，运用标准模拟件采用插入法校准接收数字幅相一致性；标准模拟件包括小功率衰减器、移相器；步骤5、数字性能的验证，采用标准数字码元发生器对系统数字性能进行验证。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1具体为：步骤1.1、校准准备射频数字T/R组件综合测试系统（1）和脉冲功率计（6），脉冲功率计含功率敏感器，依据仪器设备说明书的要求，接通电源预热半小时；采用矢量网络分析仪对定向耦合器的功率耦合比进行标定；步骤1.2、脉冲功率校准校准时，激励信号为数字T/R组件（8）输出的中大脉冲功率；数字T/R组件（8）输出与定向耦合器（7）的输入端连接，定向耦合器（7）的耦合端（12）取样信号经标准脉冲功率计（6）测量作为参考标准值，定向耦合器的功率比设置为功率计的偏置，定向耦合器（7）的输出端（13）与射频数字T/R组件综合测试系统（1）的测试端连接，将测试系统1的实测值与参考标准值进行比较，来校准发射脉冲功率。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法使用的多通道传递标准装置（15）包括：功分器（16）、一分八负载开关（17）、电控1dB步进衰减器（18）、电控移相器（19）、电控10dB步进衰减器（20）、控制板（21）、功分器一端（22）、开关端（23）、传递标准ToutRin端口（24）、参考输出端（25）、LAN口（26）、电源（27）、参考输入端（28）、功分器二端（29）、信号输入端（30）；控制板（21）对一分八负载开关（17）、电控移相器（19）、电控1dB步进衰减器（18）、电控10dB步进衰减器（20）进行状态控制；对于发射通路，信号通过信号输入端（30），经功分器（16），信号一分为二，其中功分器一端（22）与开关端（23）用刚性电缆短接，然后经一分八负载开关（17）后输出至传递标准ToutRin端口（24），功分器二端（29）与参考输入端（28）用刚性电缆短接，然后经电控1dB步进衰减器（18）、电控移相器（19）、电控10dB...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠，楼红英，陈效杰，沈保龙，金成，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：