一种毫米波功率放大器的参数自动测试方法与测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种毫米波功率放大器的参数自动测试方法与测试系统，该系统包括：待测件毫米波激励信号功率控制单元与待测件毫米波激励信号发生单元相连，待测件毫米波激励信号检测单元与待测件毫米波激励信号功率控制单元相连，待测件的输入端与待测件毫米波激励信号检测单元相连，输出端与待测件输出信号检测单元相连；待测件直流信号供给单元与待测件相连，测试系统控制单元分别与待测件毫米波激励信号发生单元、待测件毫米波激励信号检测单元、待测件直流信号供给单元、和待测件输出信号检测单元控制相连。本发明专利技术实现了多个毫米波功率参数自动测试，克服了测试设备缺乏的困难，避免了手工测试效率低、精确度低、不确定因素多等缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测试与测量
，涉及一种针对固态电子学的测试与测量系统， 具体涉及一种毫米波功率放大器的参数自动测试方法与测试系统。
技术介绍
毫米波功率放大器近年来在测试与测量、通信、探测(制导、雷达、成像、遥感、引信)等领域得到了越来越广泛的应用，毫米波功率放大器通常需要测试其功率放大器的 PAE(功率附加效率)、ldB压缩点、增益、输出功率、输出频谱特性等性能指标，然后对其测试数据进行分析。目前国内毫米波自动测试手段比较缺乏；一方面，毫米波测试与测量仪器价格昂贵，有些还涉及到国外设置的技术壁垒，对用户来说购置成本很高，购置周期长，且有些毫米波频段缺乏现成的测试与测量仪器；另一方面，目前毫米波测试通常是手工测试，即运用多次连接实现多个参数分步测量，通过操作面板按键进行测试，人工记录测试结果。针对各个测试项目分别连接相应的仪器与被测设备，这种手工测试对于待测功率放大器数量较大时不适用，例如综合孔径辐射计，有数十套毫米波接收机，如果没有实现测试自动化，测试会相当繁琐、费时费力且影响测量精度，也无法自动进行测试数据分析。现有的关于毫米波测试的技术有1、一种用于微波功率放大器芯片在片测试的方法(CN101216528)，其用晶体管的开关特性，加载大电流的直流电平来调制脉冲信号发生器发出的脉冲信号使之达到功率放大器的直流工作要求；脉冲信号发生器发出的脉冲信号作为晶体管的栅极控制信号，控制沟道开启和关闭的速度，以调制最后得到的大电流脉冲信号的占空比和频率。其缺陷在于， 只可以测试脉冲体制的微波功率放大器，不能测试连续波体制的毫米波功率放大器。2、一种毫米波接收机测试方法(CN101738604A)，其是一种通过频率扫描的方式实现毫米波接收机噪声系数、幅频特性、多通道相位一致性指标的毫米波接收机自动测试系统。其不能测试毫米波段(例如沈.5GHz 300GHz)的传输特性，尤其是毫米波功率放大器的PAE (功率附加效率)、ldB压缩点、增益、输出功率以及输出频谱特性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种毫米波功率放大器的参数自动测试方法，该方法运用单次连接实现了多个参数同时测量，能够全面实现毫米波功率参数的自动测试；此外，本专利技术还提供一种毫米波功率放大器的参数自动测试系统，该系统克服了目前国内毫米波测试手段与测试设备缺乏的困难。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。一种毫米波功率放大器的参数自动测试系统，包括待测件毫米波激励信号发生单元、待测件毫米波激励信号功率控制单元、待测件毫米波激励信号检测单元、待测件、待测件输出信号检测单元、待测件直流信号供给单元、以及测试系统控制单元；所述待测件毫米波激励信号发生单元用以生成毫米波激励信号；所述待测件毫米波激励信号功率控制单元与待测件毫米波激励信号发生单元相连，用以控制毫米波激励信号的功率；所述待测件毫米波激励信号检测单元与待测件毫米波激励信号功率控制单元相连，用以检测毫米波激励信号的功率；所述待测件的输入端与待测件毫米波激励信号检测单元相连，输出端与待测件输出信号检测单元相连；所述待测件输出信号检测单元用以检测待测件的输出信号；所述待测件直流信号供给单元与待测件相连，用以为待测件供电；所述测试系统控制单元分别与待测件毫米波激励信号发生单元、待测件毫米波激励信号检测单元、待测件直流信号供给单元、和待测件输出信号检测单元控制相连。作为本专利技术的一种优选方案，所述待测件毫米波激励信号发生单元包括微波信号源、有源倍频链、隔离器；所述微波信号源产生用于驱动有源倍频链的信号频率与信号功率；有源倍频链与微波信号源相连，用于将微波信号源的信号频率通过XN有源倍频链技术得到所需毫米波段的信号频率与信号功率；隔离器与有源倍频链相连，用于隔离有源倍频链的输出阻抗的不稳定变化。作为本专利技术的另一种优选方案，所述待测件毫米波激励信号功率控制单元包括与所述隔离器相连的精密可变衰减器，所述精密可变衰减器用于调节衰减量，保持有源倍频链输出的激励信号在小信号激励状态。作为本专利技术的再一种优选方案，所述待测件毫米波激励信号检测单元包括定向耦合器(31)、功率传感器(3 与双通道功率计；所述定向耦合器(31)与所述精密可变衰减器相连，用于将精密可变衰减器输出的激励信号分流成2路信号，其中一路输出给功率传感器(32)，另一路输出给待测件输出信号检测单元；所述功率传感器(3 与定向耦合器 (31)相连，双通道功率计与功率传感器(32)相连，功率传感器(32)和双通道功率计用于对完成对功率传感器(32)的输入信号进行功率检测。作为本专利技术的再一种优选方案，所述待测件输出信号检测单元包括可变衰减器、 定向耦合器(42)、谐波混频器、功率传感器04)与微波频谱分析仪；所述可变衰减器与待测件相连，用于完成对待测件输出信号的适当衰减；定向耦合器0 分别与功率传感器 (44)、可变衰减器和谐波混频器相连，用于将可变衰减器输出的信号分流成2路信号，一路传输给功率传感器(44)，另一路传输给谐波混频器；功率传感器04)与所述双通道功率计相连，用于完成对待测件输出信号的功率检测；谐波混频器与微波频谱分析仪相连，用于完成对待测件输出信号的频谱搬移，即从毫米波段搬移至微波段。作为本专利技术的再一种优选方案，所述待测件直流信号供给单元包括程控直流稳压电源，程控直流稳压电源与待测件相连，用于完成对待测件直流偏置的稳定供给。作为本专利技术的再一种优选方案，所述测试系统控制单元包括GPIB总线、GPIB-USB 控制卡、主控计算机；所述GPIB总线用于连接和控制微波信号源、双通道功率计、微波频谱分析仪和程控直流稳压电源；所述GPIB-USB控制卡通过GPIB总线与微波信号源和双通道功率计相连，用于将任何带USB端口的计算机作为全功能、即插即用的GPIB总线控制器使用；主控计算机与GPIB-USB控制卡相连。一种毫米波功率放大器的参数自动测试方法，包括以下步骤步骤A10，主控计算机通过GPIB-USB控制卡与GPIB总线将微波信号源输出频率设置为当前频率，将输出功率设置为驱动有源倍频链正常工作时的微波信号源输出功率；步骤Al 1，主控计算机通过GPIB-USB控制卡与GPIB总线设置双通道功率计的平均次数、通道选择、校准表、显示精度、显示单位、触发方式；步骤A12，主控计算机通过GPIB-USB控制卡与GPIB总线设置微波频谱分析仪的VBW参数RBW参数以及Span参数，同时设置微波频谱分析仪中外置谐波混频器选项，并且选择对应于谐波混频器的毫米波波段，同时设置谐波混频器从Signal ID off状态转换至Signal ID on状态，以及设置谐波混频器的Marker为Peak Search]；步骤A13，主控计算机通过GPIB-USB控制卡与GPIB总线将当前待测件测试频率写入双通道功率计的寄存器内，随后单步触发双通道功率计，分别读取通道A与通道B中的功率值；步骤A14，主控计算机通过GPIB-USB控制卡与GPIB总线触发程控直流稳压电源， 读取其输出的电压值与电流值；步骤A15，主控计算机通过GPIB-USB控制卡与GPIB总线将当前待测件测试频率写入微波频谱分析仪的寄存器内，随后单步触发微波频谱分析仪，开始读取通过谐波混本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种毫米波功率放大器的参数自动测试系统，其特征在于：包括待测件毫米波激励信号发生单元、待测件毫米波激励信号功率控制单元、待测件毫米波激励信号检测单元、待测件、待测件输出信号检测单元、待测件直流信号供给单元、以及测试系统控制单元；所述待测件毫米波激励信号发生单元用以生成毫米波激励信号；所述待测件毫米波激励信号功率控制单元与待测件毫米波激励信号发生单元相连，用以控制毫米波激励信号的功率；所述待测件毫米波激励信号检测单元与待测件毫米波激励信号功率控制单元相连，用以检测毫米波激励信号的功率；所述待测件的输入端与待测件毫米波激励信号检测单元相连，输出端与待测件输出信号检测单元相连；所述待测件输出信号检测单元用以检测待测件的输出信号；所述待测件直流信号供给单元与待测件相连，用以为待测件供电；所述测试系统控制单元分别与待测件毫米波激励信号发生单元、待测件毫米波激励信号检测单元、待测件直流信号供给单元、和待测件输出信号检测单元控制相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴亮，孙晓玮，秦然，李江夏，钱蓉，佟瑞，楼丹，沈玮，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：31