射頻/微波信號自動(dòng)測試系統(tǒng)方案

  1.概述
  射頻/微波信號自動(dòng)測試系統(tǒng)是一種基于PXI總線的集射頻/微波信號發(fā)生與分析功能于一體的自動(dòng)化測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

  (1)靈活性—射頻/微波信號自動(dòng)化測試系統(tǒng)是一個(gè)以軟件為中心的,、模塊化,、標(biāo)準(zhǔn)化、可重配置系統(tǒng),，可實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用的用戶自定義系統(tǒng),。
  (2)高性能—傳統(tǒng)的射頻/微波信號自動(dòng)化測試系統(tǒng)由GPIB臺式儀器、VXI總線模塊儀器等組成,，越來越不能適應(yīng)自動(dòng)化測試中測試吞吐量的高要求,，PXI/PXIE總線模塊儀器。
  (3)低成本和短周期—系統(tǒng)研制選用標(biāo)準(zhǔn)化,、模塊化的總線模塊儀器,，模塊儀器可在多個(gè)測試平臺復(fù)用，研制成本,、維護(hù)成本低,，并且開發(fā)周期短,。
  (4)體積小—更小的體積、更少的儀器完成同樣甚至更多的測試,。
  (5)長期使用性和可升級性—系統(tǒng)采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的模塊儀器,，保證了系統(tǒng)的開放性、擴(kuò)展性,，保證了系統(tǒng)可持續(xù)升級性,。

  2.技術(shù)指標(biāo)要求

  2.1射頻微波信號發(fā)生部分技術(shù)指標(biāo)要求

  2.1.1矢量信號源技術(shù)指標(biāo)要求

  頻段技術(shù)指標(biāo)

  通道數(shù):1路
  輸出波形：調(diào)制波、CW(連續(xù)波)
  頻率范圍：100kHz～6GHz
  頻率分辨率：1Hz(100kHz～3GHz),、2Hz(3GHz～6GHz)
  輸出功率：-120dBm～6dBm
  功率準(zhǔn)確度：>1.5dB
  單邊帶相位噪聲：<-116dBc/Hz@1kHz(2GHz)
  非諧波雜散:<-65dBc
  諧波：<-30dBc
  內(nèi)部調(diào)制方式：AM調(diào)制,、FM調(diào)制、數(shù)字IQ調(diào)制
  外部調(diào)制方式：模擬或者數(shù)字IQ調(diào)制
  數(shù)字IQ調(diào)制：FSK,、MSK,、PSK、16QAM,、64QAM,、GMSK等；EVM<2%
  輸出阻抗：50Ω
  駐波比：<1.7

  第二頻段技術(shù)指標(biāo)

  通道數(shù):1路
  輸出波形：CW(連續(xù)波)
  頻率范圍：6GHz～18GHz
  頻率步進(jìn)：1Hz
  輸出功率：-120dBm～20dBm
  功率平坦度：<±1.5dB
  單邊帶相位噪聲：<-135dBc/Hz@1kHz(0.01GHz),、<-85dBc/Hz@1kHz(18GHz)
  非諧波雜散:<-65dBc
  諧波：<-40dBc
  輸出阻抗：50Ω
  駐波比：<1.7

  2.1.2連續(xù)波信號源技術(shù)要求

  頻段技術(shù)指標(biāo)

  通道數(shù):1路
  輸出波形：CW(連續(xù)波)
  頻率范圍：3GHz～18GHz
  頻率步進(jìn)：10Hz
  輸出功率：>5dBm
  功率平坦度：<±1.5dB
  單邊帶相位噪聲：<-135dBc/Hz@1kHz(0.01GHz),、<-85dBc/Hz@1kHz(18GHz)
  非諧波雜散:<-65dBc
  諧波：<-40dBc
  輸出阻抗：50Ω
  駐波比：<1.7

  第二頻段技術(shù)指標(biāo)

  Ø通道數(shù):1路
  Ø輸出波形：CW(連續(xù)波)
  頻率范圍：3GHz～6GHz
  頻率步進(jìn)：10Hz
  輸出功率：>5dBm
  功率平坦度：<±1.5dB
  單邊帶相位噪聲：<-120dBc/Hz@1kHz(3GHz)、<-115dBc/Hz@1kHz(6GHz)
  非諧波雜散:<-65dBc
  諧波：<-30dBc
  輸出阻抗：50Ω
  駐波比：<1.7

  第三頻段技術(shù)指標(biāo)

  通道數(shù):1路
  輸出波形：CW(連續(xù)波)
  頻率范圍：100kHz～3GHz
  頻率步進(jìn)：2Hz
  輸出功率：>5dBm
  功率平坦度：<±1.8dB
  單邊帶相位噪聲：<-125dBc/Hz@1kHz(100MHz),、<-95dBc/Hz@1kHz(3GHz)
  非諧波雜散:<-65dBc
  諧波：<-15dBc(100kHz～1.3GHz),、<-25dBc(1.3GHz～3GHz)
  輸出阻抗：50Ω
  駐波比：<1.8

  第四頻段技術(shù)指標(biāo)

  Ø通道數(shù):4路
  輸出波形：CW(連續(xù)波)
  頻率范圍：100MHz
  輸出功率：>5dBm
  單邊帶相位噪聲：<-125dBc/Hz@1kHz(100MHz)、<-112dBc/Hz@1kHz(100MHz)
  非諧波雜散:<-65dBc
  諧波：<-15dBc
  輸出阻抗：50Ω
  駐波比：<1.1

  2.2射頻微波信號分析部分技術(shù)要求

  Ø功能：頻率測量,、功率測量,、頻譜測量
  Ø通道數(shù):10個(gè)測試通道（100kHz～500MHz）
  1個(gè)測試通道（1.5MHz～6GHz）
  6個(gè)測試通道（1GHz～7.5GHz）
  4個(gè)測試通道（9GHz～18.5GHz）
  1個(gè)測試通道（3GHz～18.5GHz）
  頻率范圍：100kHz～18.5GHz
  大輸入功率：30dBm
  輸入衰減范圍：0—70dB，10dB步進(jìn)
  頻率跨度（SPAN）:1kHz～40MHz
  瞬時(shí)分析帶寬：≤40MHz
  測量動(dòng)態(tài)范圍：≥120dB
  寄生響應(yīng)：≤-90dB
  相位噪聲：<-115dBc/Hz@10kHz(10GHz)
  分辨率帶寬：1Hz～8MHz
  頻率精度：≤10Hz
  功率精度：≤1dB
  輸入阻抗：50Ω
  駐波比：<2

  3.射頻微波信號自動(dòng)測試系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

  射頻微波信號自動(dòng)測試系統(tǒng)采用以軟件為中心,、模塊化,、標(biāo)準(zhǔn)化、可重配置系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,，采用安捷倫,、美國國家儀器、阿法斯等公司的射頻/微波信號發(fā)生器,、下變頻器,、本振源、開關(guān),、數(shù)字化儀等PXI總線模塊構(gòu)成系統(tǒng)硬件平臺,，采用北京坤馳公司的射頻微波信號自動(dòng)測試系統(tǒng)軟件、模塊驅(qū)動(dòng)軟件等構(gòu)成系統(tǒng)軟件平臺,，實(shí)現(xiàn)多路,、寬帶射頻微波信號產(chǎn)生和測試的功能,，射頻微波信號自動(dòng)測試系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

  射頻微波信號自動(dòng)測試系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)管理軟件,、射頻微波信號產(chǎn)生和分析應(yīng)用軟件,、模塊驅(qū)動(dòng)程序庫軟件等。系統(tǒng)管理軟件用于用戶,、自動(dòng)測試程序、測試數(shù)據(jù)庫,、模塊驅(qū)動(dòng)程序庫,、測試波形數(shù)據(jù)顯示等管理；射頻微波信號產(chǎn)生和分析應(yīng)用軟件用于波形產(chǎn)生數(shù)據(jù)的生成和測試數(shù)據(jù)的處理等,；模塊驅(qū)動(dòng)程序用于控制各個(gè)組成模塊儀器按應(yīng)用軟件設(shè)置的參數(shù)工作,。

  射頻微波信號自動(dòng)測試系統(tǒng)硬件平臺包括工控機(jī)、射頻微波信號產(chǎn)生單元,、射頻微波信號分析單元,、顯示控制單元等。射頻微波信號產(chǎn)生單元主要由PXI機(jī)箱,、以太網(wǎng)口控制器,、ATX電源、矢量信號發(fā)生器,、連續(xù)波信號發(fā)生器,、放大器、衰減器等組成,。射頻微波信號分析單元主要由PXI機(jī)箱,、以太網(wǎng)口控制器、ATX電源,、射頻微波開關(guān),、射頻微波前端、下變頻器,、本振源,、中頻數(shù)字化儀組成。

  4.射頻微波信號自動(dòng)測試系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)

  4.1射頻微波信號發(fā)生部分設(shè)計(jì)

  射頻微波信號發(fā)生-組成單元如圖2所示,。

  射頻微波信號發(fā)生部分硬件配置表,，如表1所示。

表1 射頻微波信號發(fā)生部分硬件配置

  【說明】射頻微波信號發(fā)生部分模塊指標(biāo)內(nèi)容較多,，在這里不細(xì)述,。

  4.2射頻微波信號分析部分設(shè)計(jì)(方案1)

  射頻微波信號分析原理框圖如下圖3所示。

  射頻微波信號分析組成單元如圖4所示,。

  圖4射頻微波信號分析硬件組成框圖

  射頻微波信號分析部分硬件配置表,，如表2所示,。

  表2 射頻微波信號分析部分硬件配置

  【說明】射頻微波信號分析部分模塊指標(biāo)內(nèi)容較多，在這里不細(xì)述,。

  4.3射頻微波信號分析部分設(shè)計(jì)(方案2)

  采用AGILENT(安捷倫公司)模塊組成射頻微波信號分析原理框圖如下圖4所示,。

  射頻微波信號分析組成單元如圖5所示。

圖5射頻微波信號分析硬件組成框圖

  射頻微波信號分析部分硬件配置表,，如表3所示,。
 

表3 射頻微波信號分析部分硬件配置

 
  該系列模塊為AGILENT公司OEMPhaseMatrix產(chǎn)品。該方案預(yù)算我公司與安捷倫公司提供相同,。方案1和2區(qū)別如表4所示：

  表4 兩個(gè)方案區(qū)別