[发明专利]一种星载多路微波开关测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能同时实现N个星载机械式微波开关性能指标自动测试的装置，可用于微波开关研制与生产中的性能测试。

背景技术

国外宇航用的微波开关产品发展历史长，技术水平一直处于较高水平，如美国TELEDY公司、加拿大COMDEV公司、法国RADIALL等公司均有系列化的产品。但是，这些公司均没有公开具体的对其系列化产品进行测试的方法和装置。美军标《MIL-DTL-3928F》（23December2005）中规定了微波开关的电性能通用测试标准，但并未涉及有关微波开关自动测试的方法与装置方面的内容。

长期以来，我国星上产品所需的微波开关基本从以上公司进口，不但价格昂贵，而且技术受制于人。为了摆脱这种局面，目前，国内也逐渐开始重视自主研制生产星载微波开关，但是国内尚无专门针对微波开关的测试方法和标准，微波开关的各类测试往往按照各自的方法惯例进行，在某些项目指标的测试上往往不具备广泛的统一性。

2006年第6期《电子测量技术》杂志上，由苏水金、唐兆军等编写的《微波高速开关的开关时间测量方法研究》一文公开了一种针对电子式微波开关的时间测量方法。该方法将微波信号源、脉冲源的输出信号作用于微波开关，然后通过取样示波器和计算机处理软件来获取微波开关的开关时间。由于在该测量装置中没有检波器模块，为了测量几纳秒或几百皮秒的电子式开关，需要70GHz的宽带取样示波器来观察通过开关的微波信号，所观测到的信号不是包络信号，因此在取样示波器上无法直接测量出开关时间，需要利用计算机采集取样示波器上观测到的波形数据，然后编写数据处理软件来提取该波形的包络，最后计算出该包络的上升时间和下降时间，即微波开关的开启时间和关闭时间。由于该方法的测试对象为电子式微波开关，而非机械式微波开关，因此方法中没有考虑机械式微波开关所需的驱动指令信号在电机线圈中的感应延迟时间。除此之外，该方法也并未涉及微波开关的门限电压及寿命试验等指标的测试问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于对星载机械式微波开关的切换时间、门限电压及寿命试验进行自动测试的装置，解决了国产化微波开关研制及生产中电性能的测试问题，使得测试数据完整准确，可以大大提高测试效率，降低测试成本。

本发明的技术解决方案是：一种星载多路微波开关测试装置，包括程控电源、开关状态驱动模块、开关遥测采集模块、射频开关矩阵组、检波器、信号源、示波器、矢量网络分析仪和工控机，其中：

程控电源：为开关状态驱动模块提供电源，电源的电压值由工控机发出的开关驱动指令中包含的驱动指令幅度确定；通过开关状态遥测采集模块给被测开关提供所需工作电源；

开关状态驱动模块：根据工控机发出的开关驱动指令，产生N＊4路独立的驱动开关的指令并且驱动指令幅度和宽度可以调节，其中N为被测开关的个数，4为单个被测开关的状态数；所述的开关驱动指令中包括被测开关编号及对应的驱动指令幅度和宽度信息；

开关遥测采集模块：对N＊4路独立的被测开关状态遥测信号进行采集；

射频开关矩阵组：根据开关切换时间测试需要在工控机的控制下实现N个被测开关的射频通道状态的任意路由连接，包括开关矩阵1、开关矩阵2、开关矩阵3，其中开关矩阵1和开关矩阵3均为2个输入端口对N+1个输出端口的射频通道开关矩阵，开关矩阵2为2个输入端口对2＊N+1个输出端口的射频通道开关矩阵；开关矩阵1的第一输入端口接信号源输出的连续波信号，开关矩阵1的前N个输出端口依次连接到被测的N个微波开关的射频端口1，开关矩阵1的第N+1个输出端口连接到开关矩阵3的第二输入端口，开关矩阵3的N个输出端口依次连接到被测的N个微波开关的射频端口4，开关矩阵2的第一输入端口接检波器的输入，开关矩阵2的第一组N个输出端口依次连接到被测的N个微波开关的射频端口2，开关矩阵2的第二组N个输出端口依次连接到被测的N个微波开关的射频端口3，开关矩阵2的第2＊N+1个输出端口连接到开关矩阵3的第一输入端口；

检波器：获取被测微波开关每次进行状态切换前后的射频连续波信号；

信号源：为被测的N个开关提供射频连续波信号；

示波器：示波器的第一通道与程控电源给开关状态驱动模块提供所需电源的正极连接，用于获取单个被测开关的驱动电流值的大小和开关驱动指令的开始时间信号，示波器的第二通道与检波器的输出端口连接，根据检波器提供的射频信号获取被测开关切换时间；

矢量网络分析仪：对被测开关的射频S参数进行测量；