一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置及方法，屬于測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，包括多個(gè)信號(hào)分離模塊、開(kāi)關(guān)矩陣模塊、數(shù)字信號(hào)處理單元、多個(gè)測(cè)試端口，所述信號(hào)分離模塊和數(shù)字信號(hào)處理單元通過(guò)線路連接，所述信號(hào)分離模塊、開(kāi)關(guān)矩陣模塊、測(cè)試端口通過(guò)線路依次連接。本發(fā)明通過(guò)基礎(chǔ)的開(kāi)關(guān)矩陣模塊可快速的形成多種類(lèi)型的多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，提高了設(shè)計(jì)的靈活性，降低了成本，減少了硬件設(shè)計(jì)的時(shí)間，并且降低了多端口散射參數(shù)測(cè)試時(shí)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的數(shù)據(jù)處理壓力，提高了測(cè)試效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，除了在雷達(dá)、通信等領(lǐng)域，在衛(wèi)星導(dǎo)航、廣播電視、微波中繼等微波應(yīng)用領(lǐng)域，眾多的多端口組件和部件得到了廣泛的應(yīng)用，如混頻器、雙工器、耦合器、隔離器和環(huán)形器等，對(duì)這類(lèi)器件的散射參數(shù)表征時(shí)將用到多端口的散射參數(shù)測(cè)試裝置。
[0003]因?yàn)楹芏鄳?yīng)用于無(wú)線通信和雷達(dá)的微波器件都帶有四個(gè)甚至更多端口，如果使用兩端口的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試這些器件需要多次連接才能完成散射參數(shù)的表征。在科研生產(chǎn)中，需要保證高精度和高可重復(fù)性的同時(shí)完成快速測(cè)試，以提高生產(chǎn)效率。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的掃描速度只是影響測(cè)量多端口器件總體效率的因素之一。測(cè)試的總體效率取決于器件的連接速度，以及系統(tǒng)從一個(gè)測(cè)量路徑轉(zhuǎn)換到另一個(gè)測(cè)量路徑并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的速度?；诙喽丝谏⑸鋮?shù)測(cè)試裝置的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可顯著的縮短總調(diào)試時(shí)間和總測(cè)試時(shí)間，因?yàn)楸粶y(cè)件只需連接一次就可以測(cè)試多個(gè)信號(hào)路徑。最大限度的減少一個(gè)被測(cè)件與測(cè)試設(shè)備之間的連接數(shù)，還可以減少工作人員的工作量，并減少連接到錯(cuò)誤端口的可能。此外，更少的連接次數(shù)還可以減少對(duì)電纜、夾具、連接器和被測(cè)件的磨損，同時(shí)保證測(cè)試的精度和可重復(fù)性。在制造應(yīng)用中，器件連接、處理和配置所需的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于測(cè)試時(shí)間，此時(shí)多端口測(cè)試儀器就顯得尤為重要。在這些情況下，多端口測(cè)試儀器可幫助測(cè)試人員或器件處理人員提尚生廣能力。
[0004]目前，主流的幾個(gè)電子測(cè)試儀器廠商均有多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，是德公司的前身安捷倫公司，研發(fā)出適用于PNA系列矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，在售的產(chǎn)品有U302XX、U305XX等系列共20余個(gè)品種。與PNA 522X、PNA_L 523X和PNA-X 524X系列矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀組合形成多端口散射參數(shù)的測(cè)試能力。德國(guó)羅德與施瓦茨公司的ZVT系列網(wǎng)絡(luò)分析儀可與其多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置產(chǎn)品配置到8端口。2014年，該公司又推出了一款多端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀ZNBT，該產(chǎn)品頻率范圍覆蓋9KHz到8.5GHz，最基本配置配備4個(gè)端口。根據(jù)需求可以最多擴(kuò)展到24端口。日本安立公司的多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置MN4690B，配合其矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀完成多端口測(cè)試。
[0005]現(xiàn)有的技術(shù)方案主要分為兩類(lèi)，一種是采用開(kāi)關(guān)矩陣進(jìn)行信號(hào)的切換，完成多端口的散射參數(shù)測(cè)試。另外一種是對(duì)信號(hào)發(fā)生通路采用開(kāi)關(guān)矩陣進(jìn)行信號(hào)切換，而接收通路采用多接收機(jī)的結(jié)構(gòu)，完成測(cè)試。
[0006]現(xiàn)有的技術(shù)方案存在以下缺點(diǎn):
[0007](I)缺乏靈活配置的能力。從環(huán)形器、T/R組件、DBF接收機(jī)、混頻器等被測(cè)器件測(cè)試需求來(lái)看，需要多端口散射參數(shù)裝置能夠靈活配合適量網(wǎng)絡(luò)分析儀形成三到四個(gè)或更多端口，滿(mǎn)足大多數(shù)產(chǎn)品的測(cè)試需求。在生產(chǎn)線使用時(shí)，可以方便將一臺(tái)2端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀擴(kuò)展給兩人使用，即降低成本又提高生產(chǎn)效率。但現(xiàn)有的方案端口數(shù)是固定的，無(wú)法針對(duì)測(cè)試實(shí)際進(jìn)行靈活擴(kuò)展，針對(duì)不同的測(cè)試需要，儀器的成本會(huì)大幅增加。
[0008](2)采用多接收機(jī)形式的多端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，盡管測(cè)試速度比采用開(kāi)關(guān)矩陣的快，但代價(jià)是成本非常高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0009](3)現(xiàn)有的方案中，多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置僅起到了信號(hào)切換的作用，高速多通道的數(shù)據(jù)處理的壓力均在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀這邊，無(wú)疑會(huì)降低測(cè)試效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置及方法，設(shè)計(jì)合理，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有良好的推廣價(jià)值。
[0011 ]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0012]—種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，通過(guò)電纜連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口，測(cè)試裝置包括多個(gè)信號(hào)分離模塊、開(kāi)關(guān)矩陣模塊、數(shù)字信號(hào)處理單元、多個(gè)測(cè)試端口，所述信號(hào)分離模塊和數(shù)字信號(hào)處理單元通過(guò)線路連接，所述信號(hào)分離模塊、開(kāi)關(guān)矩陣模塊、測(cè)試端口通過(guò)線路依次連接；
[0013]所述信號(hào)分離模塊，被配置為用于將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分離；
[0014]所述開(kāi)關(guān)矩陣模塊，被配置為用于對(duì)信號(hào)分離模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行切換控制并經(jīng)過(guò)測(cè)試端口傳輸至被測(cè)件;并且保證經(jīng)過(guò)被測(cè)件后的測(cè)試信號(hào)返回至信號(hào)模塊分離模塊中；
[0015]所述數(shù)字信號(hào)處理單元，被配置為用于對(duì)信號(hào)分離模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行包括混頻、濾波、數(shù)字處理在內(nèi)的預(yù)處理；
[0016]從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出的信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊后分離出參考信號(hào)和測(cè)試信號(hào)；
[0017]經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊分離出的參考信號(hào)進(jìn)入到數(shù)字信號(hào)處理單元，經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理單元的包括混頻、濾波、數(shù)字處理在內(nèi)的預(yù)處理后進(jìn)入到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；
[0018]經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊分離出的測(cè)試信號(hào)進(jìn)入到開(kāi)關(guān)矩陣模塊，通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣模塊的切換控制經(jīng)過(guò)測(cè)試端口傳輸至被測(cè)件;經(jīng)過(guò)被測(cè)件后的測(cè)試信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣模塊的切換控制后返回至信號(hào)分離模塊，后進(jìn)入到數(shù)字信號(hào)處理單元，經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理單元的包括混頻、濾波、數(shù)字處理在內(nèi)的預(yù)處理后進(jìn)入到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。
[0019]優(yōu)選地，所述數(shù)字信號(hào)處理單元，包括混頻器、中頻放大器、抗混疊濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA，所述混頻器、中頻放大器、抗混疊濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA通過(guò)線路依次連接；
[0020]所述混頻器，被配置為用于將信號(hào)進(jìn)行混頻得到中頻信號(hào)；
[0021]所述中頻放大器，被配置為用于對(duì)得到的中頻信號(hào)進(jìn)行放大；
[0022]所述抗混疊濾波器，被配置為用于對(duì)經(jīng)過(guò)放大的中頻信號(hào)進(jìn)行濾波；
[0023]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，被配置為用于對(duì)經(jīng)過(guò)濾波的中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0024]所述FPGA，被配置為用于對(duì)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換的中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。
[0025]此外，本發(fā)明還提到一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試方法，該方法采用如上所述的模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，按照如下步驟進(jìn)行:
[0026]步驟1:將模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置通過(guò)電纜連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的端P；
[0027]步驟2:矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出的信號(hào)進(jìn)入到測(cè)試裝置的信號(hào)分離模塊，經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊分離出參考信號(hào)和測(cè)試信號(hào);其中的參考信號(hào)進(jìn)入到數(shù)字信號(hào)處理單元進(jìn)行包括下變頻、濾波在內(nèi)的預(yù)處理，而測(cè)試信號(hào)則進(jìn)入到開(kāi)關(guān)矩陣模塊中；
[0028]步驟3:測(cè)試信號(hào)在開(kāi)關(guān)矩陣模塊中經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)的切換控制，經(jīng)過(guò)測(cè)試端口傳輸至被測(cè)件;
[0029]步驟4:經(jīng)過(guò)被測(cè)件后的測(cè)試信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣模塊的切換控制后返回至信號(hào)分離模塊；
[0030]步驟5:經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理單元進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)入到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口。
[0031]優(yōu)選地，在步驟5中，數(shù)字信號(hào)處理單元進(jìn)行預(yù)處理的具體步驟包括:
[0032]步驟5.1:通過(guò)混頻器將信號(hào)進(jìn)行混頻得到中頻信號(hào)傳輸至中頻放大器；
[0033]步驟5.2:通過(guò)中頻放大器將中頻信號(hào)進(jìn)行放大后傳輸至模擬的抗混疊濾波器中；
[0034]步驟5.3:通過(guò)抗混疊濾波器進(jìn)行濾波后傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0035]步驟5.4:通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳輸至FPGA中；
[0036]步驟5.5:通過(guò)FPGA進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理后獲得基帶信號(hào)，通過(guò)其串行接口傳輸至矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。
[0037]優(yōu)選地，在步驟5.5中，F(xiàn)PGA進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的具體步驟包括:
[0038]步驟5.5.1:對(duì)采集的中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻，得到基頻信號(hào)；
[0039]步驟5.5.2:對(duì)基頻信號(hào)進(jìn)行CIC抽取濾波，得到預(yù)處理的IQ基頻數(shù)據(jù)；
[0040]步驟5.5.3:將預(yù)處理的IQ基頻數(shù)據(jù)通過(guò)串行總線傳輸至矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀[0041 ]本發(fā)明所帶來(lái)的有益技術(shù)效果:
[0042]本發(fā)明提出了一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)基礎(chǔ)的開(kāi)關(guān)矩陣模塊可快速的形成多種類(lèi)型的多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，提高了設(shè)計(jì)的靈活性，降低了成本，減少了硬件設(shè)計(jì)的時(shí)間，并且降低了多端口散射參數(shù)測(cè)試時(shí)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的數(shù)據(jù)處理壓力，提高了測(cè)試效率。
【附圖說(shuō)明】
[0043]圖1為本發(fā)明模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置的原理框圖。
[0044]圖2為單入四出開(kāi)關(guān)矩陣模塊的示意圖。
[0045]圖3為雙入六出開(kāi)關(guān)矩陣模塊的示意圖。
[0046]圖4為具有12端口的散射參數(shù)測(cè)試裝置中的開(kāi)關(guān)矩陣模塊的示意圖。
[0047]圖5為具有18端口的散射參數(shù)測(cè)試裝置中的開(kāi)關(guān)矩陣模塊的示意圖。
[0048]圖6為數(shù)字信號(hào)處理單元的硬件原理圖。
[0049]圖7為數(shù)字信號(hào)處理單元進(jìn)行數(shù)字信號(hào)預(yù)處理的示意圖。
[0050]其中，1-信號(hào)分離模塊;2-開(kāi)關(guān)矩陣;3-數(shù)字信號(hào)處理單元。
【具體實(shí)施方式】
[0051 ]下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0052]實(shí)施例1:
[0053]本發(fā)明旨在給出一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的源產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)，通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口和電纜連接到多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置上，然后通過(guò)模塊化的開(kāi)關(guān)矩陣切換給各個(gè)測(cè)試端口。其中參考信號(hào)和測(cè)試信號(hào)分別通過(guò)開(kāi)關(guān)切換輸入到數(shù)字信號(hào)處理單元(Digital Signal Processing Unit,DSP)進(jìn)行混頻、濾波和數(shù)字處理等。如圖1所示的模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置的原理框圖，主要有信號(hào)分離模塊
1、開(kāi)關(guān)矩陣2和數(shù)字信號(hào)處理單元3三個(gè)基本模塊構(gòu)成，其中數(shù)字信號(hào)處理單元3的硬件原理圖如圖6所示，包括混頻器、中頻放大器、抗混疊濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA，所述混頻器、中頻放大器、抗混疊濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA通過(guò)線路依次連接;用于對(duì)獲取的被測(cè)信號(hào)進(jìn)行下變頻、濾波等基本處理，并將結(jié)果傳給矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主機(jī)，減輕主機(jī)處理的壓力。
[0054]本發(fā)明中模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置通過(guò)連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，獲得信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊I后進(jìn)入開(kāi)關(guān)矩陣2，開(kāi)關(guān)矩陣2進(jìn)行切換傳給測(cè)試端口輸出給被測(cè)件，經(jīng)過(guò)被測(cè)件后進(jìn)入其他端口，測(cè)試信號(hào)再經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣2進(jìn)入信號(hào)分離模塊I，之后進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理單元3，通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理單元3對(duì)信號(hào)進(jìn)行下變頻、濾波等預(yù)處理。
[0055]實(shí)施例2:
[0056]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試方法，其按照如下步驟進(jìn)行:
[0057]步驟1:矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口通過(guò)電纜連接到模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出信號(hào)后進(jìn)入到裝置的信號(hào)分離模塊，信號(hào)分離模塊分離出參考信號(hào)和測(cè)試信號(hào)，其中的參考信號(hào)進(jìn)入到數(shù)字信號(hào)處理單元進(jìn)行下變頻、濾波等基本處理，而測(cè)試信號(hào)則進(jìn)入到開(kāi)關(guān)矩陣中；
[0058]步驟2:測(cè)試信號(hào)在開(kāi)關(guān)矩陣中經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)的切換控制，進(jìn)入到不同的通路中，經(jīng)過(guò)測(cè)試端口傳輸至被測(cè)件;本發(fā)明中的開(kāi)關(guān)矩陣采用模塊化設(shè)計(jì)，可以方便的構(gòu)成多種端口數(shù)的測(cè)試裝置;其中，基礎(chǔ)的開(kāi)關(guān)模塊是如圖2所示的單入四出和如圖3所示的雙入六出兩種。由圖2和圖3所示的基礎(chǔ)模塊構(gòu)成的具有12端口和18端口的測(cè)試裝置中的開(kāi)關(guān)矩陣模塊的結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示。
[0059]經(jīng)過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)的模塊可方便的構(gòu)成各種端口的測(cè)試裝置，提高了設(shè)計(jì)的靈活性，降低了成本。通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)模塊中的開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換控制，從信號(hào)分離模塊輸出得到的信號(hào)可以根據(jù)測(cè)試需要輸出到任意端口，同時(shí)開(kāi)關(guān)切換控制還能夠保證經(jīng)過(guò)被測(cè)件后的測(cè)試信號(hào)返回到信號(hào)模塊分離模塊中，以進(jìn)行后續(xù)的處理。
[0060]步驟3:經(jīng)過(guò)被測(cè)件后的測(cè)試信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣的切換控制后返回至信號(hào)分離模塊，經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊后，進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理單元，在本單元中首先將信號(hào)進(jìn)行下變頻，將得到的中頻信號(hào)進(jìn)行放大送入到模擬的抗混疊濾波器中，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，送入到FPGA中。
[0061]為減輕矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主機(jī)的數(shù)據(jù)處理壓力，在多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置中的FPGA中進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理，主要流程如圖7所示。首先對(duì)采集的中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻，得到基頻信號(hào)后進(jìn)行CIC抽取濾波，降低數(shù)據(jù)速率，為后續(xù)的濾波計(jì)算打下基礎(chǔ)。得到預(yù)處理的IQ基頻數(shù)據(jù)后，通過(guò)高速串行總線傳給矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主機(jī)，進(jìn)行后續(xù)處理得到散射參數(shù)。
[0062]本發(fā)明通過(guò)基礎(chǔ)的開(kāi)關(guān)矩陣模塊(例如單入四出、雙入六出模塊)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的切換，然后通過(guò)組合實(shí)現(xiàn)8、12、18等多端口的散射參數(shù)的測(cè)試，提高了設(shè)計(jì)的靈活性，降低了成本，減少了硬件設(shè)計(jì)的時(shí)間；將被測(cè)信號(hào)傳入到測(cè)試裝置的FPGA中進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理獲得基帶信號(hào)，通過(guò)高速串行接口送入矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，降低了多端口散射參數(shù)測(cè)試時(shí)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的數(shù)據(jù)處理壓力，提高了測(cè)試效率。
[0063]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，通過(guò)電纜連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口，其特征在于:測(cè)試裝置包括多個(gè)信號(hào)分離模塊、開(kāi)關(guān)矩陣模塊、數(shù)字信號(hào)處理單元、多個(gè)測(cè)試端口，所述信號(hào)分離模塊和數(shù)字信號(hào)處理單元通過(guò)線路連接，所述信號(hào)分離模塊、開(kāi)關(guān)矩陣模塊、測(cè)試端口通過(guò)線路依次連接； 所述信號(hào)分離模塊，被配置為用于將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分離； 所述開(kāi)關(guān)矩陣模塊，被配置為用于對(duì)信號(hào)分離模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行切換控制并經(jīng)過(guò)測(cè)試端口傳輸至被測(cè)件;并且保證經(jīng)過(guò)被測(cè)件后的測(cè)試信號(hào)返回至信號(hào)模塊分離模塊中；所述數(shù)字信號(hào)處理單元，被配置為用于對(duì)信號(hào)分離模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行包括混頻、濾波、數(shù)字處理在內(nèi)的預(yù)處理； 從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出的信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊后分離出參考信號(hào)和測(cè)試信號(hào)；經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊分離出的參考信號(hào)進(jìn)入到數(shù)字信號(hào)處理單元，經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理單元的包括混頻、濾波、數(shù)字處理在內(nèi)的預(yù)處理后進(jìn)入到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀； 經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊分離出的測(cè)試信號(hào)進(jìn)入到開(kāi)關(guān)矩陣模塊，通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣模塊的切換控制經(jīng)過(guò)測(cè)試端口傳輸至被測(cè)件;經(jīng)過(guò)被測(cè)件后的測(cè)試信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣模塊的切換控制后返回至信號(hào)分離模塊，后進(jìn)入到數(shù)字信號(hào)處理單元，經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理單元的包括混頻、濾波、數(shù)字處理在內(nèi)的預(yù)處理后進(jìn)入到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于:所述數(shù)字信號(hào)處理單元，包括混頻器、中頻放大器、抗混疊濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及FPGA，所述混頻器、中頻放大器、抗混疊濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、FPGA通過(guò)線路依次連接； 所述混頻器，被配置為用于將信號(hào)進(jìn)行混頻得到中頻信號(hào)； 所述中頻放大器，被配置為用于對(duì)得到的中頻信號(hào)進(jìn)行放大； 所述抗混疊濾波器，被配置為用于對(duì)經(jīng)過(guò)放大的中頻信號(hào)進(jìn)行濾波； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，被配置為用于對(duì)經(jīng)過(guò)濾波的中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 所述FPGA，被配置為用于對(duì)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換的中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。3.—種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試方法，其特征在于:采用如權(quán)利要求1所述的模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置，按照如下步驟進(jìn)行: 步驟I:將模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試裝置通過(guò)電纜連接到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口 ；步驟2:矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出的信號(hào)進(jìn)入到測(cè)試裝置的信號(hào)分離模塊，經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊分離出參考信號(hào)和測(cè)試信號(hào)；其中的參考信號(hào)進(jìn)入到數(shù)字信號(hào)處理單元進(jìn)行包括下變頻、濾波在內(nèi)的預(yù)處理，而測(cè)試信號(hào)則進(jìn)入到開(kāi)關(guān)矩陣模塊中； 步驟3:測(cè)試信號(hào)在開(kāi)關(guān)矩陣模塊中經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)的切換控制，經(jīng)過(guò)測(cè)試端口傳輸至被測(cè)件； 步驟4:經(jīng)過(guò)被測(cè)件后的測(cè)試信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣模塊的切換控制后返回至信號(hào)分離模塊； 步驟5:經(jīng)過(guò)信號(hào)分離模塊進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理單元進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)入到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試方法，其特征在于:在步驟5中，數(shù)字信號(hào)處理單元進(jìn)行預(yù)處理的具體步驟包括: 步驟5.1:通過(guò)混頻器將信號(hào)進(jìn)行混頻得到中頻信號(hào)傳輸至中頻放大器； 步驟5.2:通過(guò)中頻放大器將中頻信號(hào)進(jìn)行放大后傳輸至模擬的抗混疊濾波器中； 步驟5.3:通過(guò)抗混疊濾波器進(jìn)行濾波后傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 步驟5.4:通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳輸至FPGA中； 步驟5.5:通過(guò)FPGA進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理后獲得基帶信號(hào)，通過(guò)其串行接口傳輸至矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種模塊化多端口散射參數(shù)測(cè)試方法，其特征在于:在步驟5.5中，F(xiàn)PGA進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的具體步驟包括: 步驟5.5.1:對(duì)采集的中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻，得到基頻信號(hào)； 步驟5.5.2:對(duì)基頻信號(hào)進(jìn)行CIC抽取濾波，得到預(yù)處理的IQ基頻數(shù)據(jù)； 步驟5.5.3:將預(yù)處理的IQ基頻數(shù)據(jù)通過(guò)串行總線傳輸至矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。
【文檔編號(hào)】H04B17/16GK105846918SQ201610348799
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】袁國(guó)平, 楊明飛, 劉丹, 莊志遠(yuǎn), 梁勝利, 李明太
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十研究所, 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所