[发明专利]一种变频T/R组件通道间相位一致性测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种变频T/R组件通道间相位一致性测试系统及方法，属于测试技术领域。本发明中的参考通道和校准通道工作在无源状态，自身不耗电和发热，不会产生温度漂移，测试准确度较高；引入双平衡混频器和低通滤波器搭建的参考通道和校准通道使得全双二端口校准成为可能，有利于提高测试准确度；无需为参考通道配备供电、状态控制和发射信号调理等设备，简化了系统组成，降低了系统建设成本；双平衡混频器工作频段较宽，且可以通过开关切换搭建不变频、一次变频参考通道和校准通道，具备了一定通用性；参考通道和校准通道的输入和输出端都引入了低通滤波器，滤除了不需要的频谱分量，提高了测试结果的准确度。

技术领域

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种变频T/R组件通道间相位一致性测试系统及方法。

背景技术

T/R组件主要包含多个发射通道、接收通道以及驱动控制三个部分，此外还有射频输入输出、低频连接器等组件接口部分。发射通道主要完成射频激励信号的放大和移相，并输出至馈线网络；接收通道将天线接收的回波信号放大和移相，并保证较低的噪声系数；组件的收发开关切换及相位、衰减的控制由驱动控制部分完成。T/R组件一般具有端口复用的特点，即发射输出端口也是接收输入端口，发射输入端口也是接收输出端口，只不过随雷达工作模式的不同而作用不同。另外，许多T/R组件的发射通道和接收通道都进行了变频处理，发射通道为上变频通道，而接收通道为下变频通道，这就是所谓的变频T/R组件。

对于有源相控阵雷达来说，只有准确获取各个收发通道间的幅度和相位的差异，才能准确地进行补偿，从而实现收发波束合成，这就要求实现收发通道间相位一致性的准确测试。通道间相位一致性指标是指与参考通道相比，T/R组件的发射通道和接收通道在相同频率下相频响应的差异程度。收发同频T/R组件通道间相位一致性指标测试较为简单，而因为本振信号的引入，其相位影响了相频响应结果，且随时间的不同而响应不同，并不是一个确定的数值，这就必须引入参考通道，将参考通道与被测变频T/R组件在同一时刻进行相频响应的比较，从而得出通道间相位一致性指标，因此，其测试实现较为困难，而且还包括颇为繁琐的校准过程。

对于变频T/R组件来说，一般是两次变频体制，当前通道间相位一致性测试一般利用自动测试装置(系统)完成，主要组成包括4端口矢量网络分析仪、信号发生器、参考组件和校准组件，当然还包括自动测试所需要的开关网络(除开关外，还包含输入信号和本振信号所需的1分2功分器和测试通道等)和必要的供电、收发信号调理部件和状态控制设备，请见图1。4端口矢量网络分析仪是主要的测试设备，用于提供激励信号、实现通道间相差的测试和提供一路本振信号；信号发生器用于提供另一路本振信号；开关网络用于实现测试通道的搭建，并提供相参激励和相参本振通道；参考组件的作用是作为测试的参考通道，被测组件与之进行相差测试；而校准组件的主要作用是获取系统误差。

对于通道间相位一致性的测试，实际上就是一个比较测试，而且是具有相参关系的通道之间的测试，因此，构建一个相参测试环境是非常必要的，参考组件和测试组件的发射激励信号、接收激励信号、两路本振信号都需要具有相参关系，这也是组成中有4个1分2功分器的原因和作用。

需要说明的是，图1中没有画出校准组件，与参考组件和被测组件相连的电源以及状态控制设备，也没有画出与参考组件发射输出/接收输入端口相连的发射信号调理装置。为了表示方便，在图1中将开关网络分成了三部分。但无论是参考组件，还是校准组件，其工作频率范围应该覆盖被测T/R组件，因此，在实际应用中一般是将被测T/R组件其中的两个组件分别作为参考组件和校准组件。

测试装置之间的连接关系为：

1、参考组件“发射输入/接收输出”端口与开关网络“参考组件发射输入”端口、参考组件“发射输出/接收输入”端口与开关网络“参考组件发射/接收输出”端口(即矢量网络分析仪端口3)进行连接，其中，若必要，参考组件“发射输出/接收输入”端口与开关网络“参考组件发射/接收输出”端口之间还需要发射信号调理装置；