[发明专利]一种高功率微波效应实验测试方法及自动化测试系统

说明书

本发明公开了一种高功率微波效应实验测试方法及自动化测试系统，属于微波效应测试技术领域。本发明通过检测待测件在高功率微波注入前、后的关键参数，以及实时检测高功率微波注入过程中待测件的的Ssubgt;21/subgt;参数、输入功率Psubgt;inc/subgt;、输入端面的反射功率Psubgt;r/subgt;、输出功率Psubgt;out/subgt;，判断待测件是否损伤，并对损伤程度定级分类；同时还提供了自动化测试系统，包括高功率微波注入单元、反射信号测试单元、S参数实时测试单元、输出信号测试单元、上位机。本发明简化了高功率微波注入实验，实现了自动化测试，适用于单音、双音和多音注入，提高了实验测试效率、保障测试安全。

技术领域

本发明属于微波效应测试技术领域，尤其涉及一种高功率微波效应实验测试方法及自动化测试系统。

背景技术

随着先进微电子技术的快速发展，大量集成度高、功耗低、灵敏度高的半导体器件在电子系统中得到广泛应用，这使得现代电子设备的微型化、集成化、多功能趋势越来越显著，同时，也加剧了电子系统在复杂电磁环境下的脆弱性。其中，高功率微波是导致半导体器件损伤的重要因素之一。因此，针对高功率微波的电磁效应进行实验研究，在挖掘半导体器件的损伤机理和制定电磁防护措施方面均具有重要工程应用价值。

高功率微波主要通过“辐射耦合”作用于电子设备，其耦合途径主要可分为“前门”耦合和“后门”耦合。通常开展的辐照实验需要微波暗室来提供一个良好的电磁环境，既要吸收微波源的电磁泄漏，又能屏蔽外界的电磁干扰。而高功率微波经天线、传输线或是经壳体、电源线、电缆、孔洞、缝隙耦合进入到电子设备内部，其在电路上耦合产生的微波信号可由注入实验等效模拟，简化辐照实验研究条件。

高功率微波效应注入实验，需要记录待测件在不同频段、不同功率及不同干扰信号样式条件下的实时数据：输入功率、输出功率及频谱、S参数、工作电流和工作电压，最后结合测试数据及时判断待测件是否损伤。此类实验测试过程繁琐且需多位测试人员共同协作；同时，若操作不当，则高功率微波泄露会对人体造成不同程度的伤害。传统测试方法主要通过待测件的输入和输出电压波形变化，判断待测件是否损伤；在专利号为CN112285434A的发明专利《一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统和方法》中，采用示波器测量待测件的端口输入和输出电压时域波形来换算其端口阻抗，根据阻抗变化情况判断待测件是否损伤。但该测试方法存在一些弊端：(1)仅适用单音信号注入实验，无法适用于多音信号注入的情况；当多音信号注入，对于高线性度器件，示波器上会出现类似多个简谐波叠加的现象，多音信号的参数因为时域波形的叠加难以提取，也就更难对高功率注入过程中信号的变化进行分析；对强非线性器件，会出现许多互调分量，在示波器上更难进行观测，特别是当待测件损伤时，器件的非线性度激增，难以用示波器观测判断。(2)注入实验测试数据量庞大，对待测件的损伤效果评估没有定级分类。因此，有必要研究一种新的实验方法，既能提高实验测试效率、保障测试安全，又能适用于多音注入模式，对待测件性能降级效果进行有效的定级分类。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种高功率微波效应实验测试方法及自动化测试系统，适用于单音、双音和多音信号注入，提高测试效率，保障测试安全，为待测件性能的降级效果定级分类。

本发明采用的技术方案如下：

一种高功率微波效应实验测试方法，包括以下步骤：

S1、设置待测件工作频带内、带外的频带范围，测试待测件在工作频带内和工作频带外的关键参数；所述关键参数包括散射参数(S₁₁、S₁₂、S₂₁、S₂₂)和衡量线性度的指标(P₁dB、IP₃)；在高功率微波注入前后，为对比待测件的性能变化，需要一个较宽的测试频带，在覆盖待测件工作频带的同时，也需覆盖较宽的带外频段。