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摘要：随着微波产品应用的愈发广泛，在产品研发、检验及生产中均需对不同频段产品进行测试，工作量较大，指标要求较高。基于此，本文主要以微波自动测试系统特征为切入点，分析其系统调试、系統校准及系统检测功能，以此为研究基础，结合校准系统设计，从开关网络、接插件、射频电缆等方面的不确定度分析、稳定性考核方面出发，以实现微波自动测试综合校准。
关键词：微波;自动测试系统;开关网络
1微波自动测试系统特征
该系统主要是按照产品需求所研发、用于测试的系统，可将被测对象本证输出量及状态记录下来。在实际应用中，不仅要达到待测产品以简化自动测试指标，还应当在调试中进行不同模式数据写入、仪器数据校准及工作故障检测等功能。
1.1系统调试功能
在产品测试与研发中，对于不同工作模式及用户采取不同数据帧，设计数据动态重构配置模式。因此，不同用户产品基于软件设计模块化、系统化及通用化原则，采取不同控制协议，在微系统组建中嵌入调试模式、产品模式及用户模式这三种嵌入式软件，能够借助自动测试软件的重构配置，在不同模式间切换[1]。
1.2系统校准功能
在自动测试系统中，可将校准分为信号通道校准与仪器校准这两类，其中，仪器校准时，精度较低仪器可借助被检定仪器根据规范校准，精度较高仪器则送至计量部根据规程计量校准;通道校准则为系统所用校准方式，属于关键性技术，应用中通过接收激励信号，利用信号源适配器输入网络内，从适配接口向输入接口输出，传输信号至测试台，即可采集数据。此过程中无论是输出还是输入信号，均由软件写入配置文件进行调控，可读取存储数据以实现校准工作。
1.3系统检测功能
在自动系统校准中，根据产品测试要求，软件能够对所需调试参数及技术指标参数，完成数据采集工作，通过分析状态参数，换算数据为字表表达，在系统运行中后台能够自动记录运行状态、数据参数等，以此为依据对比正常状态，判断是否存在故障，输出信号至场景应用层。在完成数据采集后，可对比测试数据与调用数据历史数据，检测故障，判定存在故障后则可启用故障测试引擎，完成故障定位。
2校准系统设计
2.1差拍法
应用差拍器差拍测量被测频率源的参考信号与输出频率，以氢原子钟10MHz频率为参考信号，选择相应排查频率，利用53132A计数器测量频率，进而借助差拍发测量原理将测量精确度提高，增加测量频率范围（见图1）。
根据取样时间t进行参考源输出频率调节，直至差拍频率符合fb=1/tmin，连续进行m+1个差拍信号测量，根据公式（1）即可获得阿伦标准偏差：
其中，是第i次测量差拍频率值;是载波频率值;是第i+1次测量差拍频率值;m是测量次数[2]。
2.2语言编程
针对仪器与设备形成的两种编程语言分别为VEE和LabVIEW图形化编程软件。在软件工作中，能够将设备、仪器等工具语言实现图像化处理，在模块编程辅助下，利用鼠标以计算机为中心连接各个图形，进而实现图形语言编程，展现板面实现了图形化处理，应用该程序可缩短语言编程时间[3]。根据系统设计出发，将自动测试仪器连接计算机设备，设置和调节仪器后，读取其中数据，或是进行处理，即可形成报告文件。
3微波自动测试系统校准
3.1系统构建
在系统构建中，射频产品测试其结构由标准台式仪器、测试机架、直流电源、PC计算机、母板、微波适配器及射频电缆构成。其中，在测试机架内部插入开关矩阵模块，借助机架技术口与控制接口，在LRM插座板上连接射频电缆及控制信号;PC计算机控制IO-96与MLVDS板卡下部开关矩阵模块，可切换微波适配器同度选择码通道[4];矢网对射频通道区县实时采集，做好存储与处理工作。结合被测系统通道数量及频率，进行测试软件选择，完成测试项目及通道选择后，即可校准通道幅度。
3.2插损补偿
链路损耗分析后约为29dB，18Hz位置插损能够利用电缆补偿消除，射频信号由于接入被测件前不属于稳定电缆，还包含集束插座与开关矩阵等。在测试中必须保证集束电缆连接到位，否则将会对信号测试造成影响。
（2）射频开关不确定度。射频开关在机械吸合中具有重要作用，能够开合射频通道，厂家为人员提供不确定度数据，明确单个触点为0.05dB，累计6级回路串联为0.3 dB对数量。
（3）仪器矢网不确定度。借助测量仪器及校准证书，以确定其为0.5dB对数量。
（4）射频电缆与集束电缆不确定度。使用射频电缆中损耗度0.1db/m，累计10m电缆为1 dB对数量。而接头集束电缆对接为0.28 dB不确定度，共有4对贿赂，累计为0.8 dB对数量。在信号源及频谱仪设备测试中，人员不仅需要分析输入失配误差，还应当思考输出失配误差。但是，在使用矢网前，需做好短空校正工作，以此忽略失配引入。
3.6测量稳定性
校准测试系统后，在6GHz频率下幅度稳定性见表1。
测量标准稳定性以标准变差定量表征，评定稳定性应用矫正后链路插损，隔1个月进行观察，获取n个观测值后计算平均值，结果表明稳定性0.04dB，相较不确定度较小。
总结：综上所述，微波产品以往测试中成本较高、投入较多，无法达到良好效果。因此，可采取综合校准方式，以现场校准方式完成射频链路校准，操作简便、稳定可靠，有效提高了工作效率。
参考文献
[1] 郑宏斌，张恒晨，耿同贺.宽带微波微系统自动测试系统的设计与实现[J].半导体技术，2019，44（10）：819-823.
[2] 朱长春，曾亮，徐伟，吕燕.微波及连续频点频率稳定度校准技术研究与运用[J].计量技术，2019（02）：21-24.
南京国睿安泰信科技股份有限公司 江苏 南京 210000
关键词：微波;自动测试系统;开关网络
1微波自动测试系统特征
该系统主要是按照产品需求所研发、用于测试的系统，可将被测对象本证输出量及状态记录下来。在实际应用中，不仅要达到待测产品以简化自动测试指标，还应当在调试中进行不同模式数据写入、仪器数据校准及工作故障检测等功能。
1.1系统调试功能
在产品测试与研发中，对于不同工作模式及用户采取不同数据帧，设计数据动态重构配置模式。因此，不同用户产品基于软件设计模块化、系统化及通用化原则，采取不同控制协议，在微系统组建中嵌入调试模式、产品模式及用户模式这三种嵌入式软件，能够借助自动测试软件的重构配置，在不同模式间切换[1]。
1.2系统校准功能
在自动测试系统中，可将校准分为信号通道校准与仪器校准这两类，其中，仪器校准时，精度较低仪器可借助被检定仪器根据规范校准，精度较高仪器则送至计量部根据规程计量校准;通道校准则为系统所用校准方式，属于关键性技术，应用中通过接收激励信号，利用信号源适配器输入网络内，从适配接口向输入接口输出，传输信号至测试台，即可采集数据。此过程中无论是输出还是输入信号，均由软件写入配置文件进行调控，可读取存储数据以实现校准工作。
1.3系统检测功能
在自动系统校准中，根据产品测试要求，软件能够对所需调试参数及技术指标参数，完成数据采集工作，通过分析状态参数，换算数据为字表表达，在系统运行中后台能够自动记录运行状态、数据参数等，以此为依据对比正常状态，判断是否存在故障，输出信号至场景应用层。在完成数据采集后，可对比测试数据与调用数据历史数据，检测故障，判定存在故障后则可启用故障测试引擎，完成故障定位。
2校准系统设计
2.1差拍法
应用差拍器差拍测量被测频率源的参考信号与输出频率，以氢原子钟10MHz频率为参考信号，选择相应排查频率，利用53132A计数器测量频率，进而借助差拍发测量原理将测量精确度提高，增加测量频率范围（见图1）。
根据取样时间t进行参考源输出频率调节，直至差拍频率符合fb=1/tmin，连续进行m+1个差拍信号测量，根据公式（1）即可获得阿伦标准偏差：
其中，是第i次测量差拍频率值;是载波频率值;是第i+1次测量差拍频率值;m是测量次数[2]。
2.2语言编程
针对仪器与设备形成的两种编程语言分别为VEE和LabVIEW图形化编程软件。在软件工作中，能够将设备、仪器等工具语言实现图像化处理，在模块编程辅助下，利用鼠标以计算机为中心连接各个图形，进而实现图形语言编程，展现板面实现了图形化处理，应用该程序可缩短语言编程时间[3]。根据系统设计出发，将自动测试仪器连接计算机设备，设置和调节仪器后，读取其中数据，或是进行处理，即可形成报告文件。
3微波自动测试系统校准
3.1系统构建
在系统构建中，射频产品测试其结构由标准台式仪器、测试机架、直流电源、PC计算机、母板、微波适配器及射频电缆构成。其中，在测试机架内部插入开关矩阵模块，借助机架技术口与控制接口，在LRM插座板上连接射频电缆及控制信号;PC计算机控制IO-96与MLVDS板卡下部开关矩阵模块，可切换微波适配器同度选择码通道[4];矢网对射频通道区县实时采集，做好存储与处理工作。结合被测系统通道数量及频率，进行测试软件选择，完成测试项目及通道选择后，即可校准通道幅度。
3.2插损补偿
链路损耗分析后约为29dB，18Hz位置插损能够利用电缆补偿消除，射频信号由于接入被测件前不属于稳定电缆，还包含集束插座与开关矩阵等。在测试中必须保证集束电缆连接到位，否则将会对信号测试造成影响。
（2）射频开关不确定度。射频开关在机械吸合中具有重要作用，能够开合射频通道，厂家为人员提供不确定度数据，明确单个触点为0.05dB，累计6级回路串联为0.3 dB对数量。
（3）仪器矢网不确定度。借助测量仪器及校准证书，以确定其为0.5dB对数量。
（4）射频电缆与集束电缆不确定度。使用射频电缆中损耗度0.1db/m，累计10m电缆为1 dB对数量。而接头集束电缆对接为0.28 dB不确定度，共有4对贿赂，累计为0.8 dB对数量。在信号源及频谱仪设备测试中，人员不仅需要分析输入失配误差，还应当思考输出失配误差。但是，在使用矢网前，需做好短空校正工作，以此忽略失配引入。
3.6测量稳定性
校准测试系统后，在6GHz频率下幅度稳定性见表1。
测量标准稳定性以标准变差定量表征，评定稳定性应用矫正后链路插损，隔1个月进行观察，获取n个观测值后计算平均值，结果表明稳定性0.04dB，相较不确定度较小。
总结：综上所述，微波产品以往测试中成本较高、投入较多，无法达到良好效果。因此，可采取综合校准方式，以现场校准方式完成射频链路校准，操作简便、稳定可靠，有效提高了工作效率。
参考文献
[1] 郑宏斌，张恒晨，耿同贺.宽带微波微系统自动测试系统的设计与实现[J].半导体技术，2019，44（10）：819-823.
[2] 朱长春，曾亮，徐伟，吕燕.微波及连续频点频率稳定度校准技术研究与运用[J].计量技术，2019（02）：21-24.
南京国睿安泰信科技股份有限公司 江苏 南京 210000