[发明专利]一种小型集成化YTF非线性特性测试系统及方法

说明书

【技术领域】

本发明属于测试仪器技术领域，尤其涉及一种小型集成化YTF非线性特性测试系统及方法。

【背景技术】

在射频与微波通信及测试系统中，需要各类滤波器来滤除不需要的频段以及各种干扰。滤波器的作用非常重要，根据其工作频段，大体分为几类：集总器件滤波器、分布参数滤波器、腔体滤波器、介质滤波器等等。集总器件滤波器其应用频段受限，几乎不能应用到10GHz以上，分布参数滤波器其性能指标(插入损耗、阻带抑制)很难提高，腔体滤波器及介质滤波器很难做到大的可调范围，通常其可调范围小于30％。当需要滤波器大范围内可调且要求其阻带抑制很高时(如大于80dB)，以现有的技术，往往仅能选择YIG调谐滤波器YTF(YIG Tuned Filter)。YIG谐振器件有着优异的特性，在外加可变磁场的作用下，其谐振频率可在多个倍频程范围内调节且其品质因数非常高，已经成了现代仪器设备中不可替代的器件。

然而，YTF也有各类缺陷。其中之一是需要外加可调静磁场，此时需要大的线圈绕制及磁体，导致体积重量变大。静磁场调节时候，需要在线圈中通过大电流，导致器件功耗变大且配套驱动电路复杂。进一步，在YTF在调谐过程中，电流与调谐中心频率并不是线性关系，导致在实际应用中需要复杂的校准操作，且每个器件特性都不一致。

因此，需要一种测试系统能够测试YTF的非线性调谐特性。现有的测试方法有:1)专利US4858159中的下变频测试方法(如图1所示)。此方法主要应用到频谱分析仪中，用来同步调谐YTF中心频率及本振频率以保持固定中频输出，在频谱分析仪的出厂校准及用户现场自校准时候使用，但是不能单独独立测试YTF的非线性特性。同时，该方法采用了多次变频，因此需要多个本振信号，导致系统复杂。2)US20070139132基于噪声源的测试方法(如图2所示)。该方法首先产生一个宽带噪声信号，然后令此信号通过待测YTF器件，滤波后的信号进入到接收机模块，最后进入到处理器进行处理。该方法所用的宽带噪声源本身就需要复杂的校准，从而增加了系统的复杂度。

【发明内容】

本发明的目的是提供小型集成化YTF非线性特性测试系统及方法，以解决不依赖其它外置仪器设备来测量YTF非线性特性的问题。

本发明的第一种技术方案：一种小型集成化YTF非线性特性测试系统，包括PC机，PC机连接至处理器，处理器依次通过数模转化模块、电压电流转换器连接至YIG调谐滤波器的第一输入端；

处理器还通过宽带信号发生器连接至第一射频开关的输入端，第一射频开关的输出端连接至第二射频开关的输入端，第二射频开关的第一输出端连接至YIG调谐滤波器的第二输入端，第二射频开关的第二输出端连接至第三射频开关的第二输入端；

YIG调谐滤波器的输出端连接第三射频开关的第一输入端，第三射频开关的输出端连接至宽带信号电平检测模块的输入端，宽带电平检测模块的输出端通过数模转化模块连接至处理器；

当测试系统工作在校准模式状态时，第二射频开关调至第二输出端、第三射频开关(8)调至第二输入端；

当测试系统工作在测试模式状态时，第二射频开关调至第一输出端、第三射频开关调至第一输入端。

进一步地，宽带信号发生器设有第一输出端和第二输出端，第一输出端用于输出频率范围为54MHz到6800MHz的信号，第二输出端输出频率范围为6.8GHz到13.6GHz的信号。

进一步地，第一射频开关包括第一支路和第二支路，第一支路用于传输频率范围为54MHz到6800MHz的信号，第二支路用于传输频率范围为6.8GHz到13.6GHz的信号。

本发明的另外一种技术方案：一种小型集成化YTF非线性特性测试方法，使用上述的小型集成化YTF非线性特性测试系统，包括以下步骤：

步骤1、对小型集成化YTF非线性特性测试系统进行初始化设置，宽带信号发生器的初始输出频率设置为f₁，数模转化模块初始输出电流设置为I₁；

步骤2、将小型集成化YTF非线性特性测试系统设置为校准模式，通过处理器测得数模转换模块的输出值d₁；

步骤3、将小型集成化YTF非线性特性测试系统设置为测试模式，通过处理器测得数模转换模块的输出值d₂；

步骤4、计算初始输出频率为f₁时的测试值d＝d₁-d₂；