一種Ku波段多支路功率放大器相位差自動化測試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種相位差自動化測試組件，特別涉及一種Ku波段多支路功率放大器相位差自動化測試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相位均衡對多支路功率合成放大器有極其重要的作用，在多支路的功率放大器中由微波功率放大器，特別是電真空功率放大器的電路特性決定，在其工作頻帶內(nèi)相位偏移較大；根據(jù)功率矢量疊加的原理，在功率合成器中由于相位的偏差會導(dǎo)致合成效率大大降低，致使輸出功率降低，功耗增加?，F(xiàn)階段，為解決這一問題，多采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，對每一支路的功率放大器逐個頻點進行測試并記錄，再通過頻率源進行補償，使得每一支路功率放大器在功率合成器輸入端滿足相位要求；這樣做，工作量大，操作不便，測量效率低，數(shù)據(jù)準確度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種解決了傳統(tǒng)方法的測定工作量大、操作不便、測量效率低、數(shù)據(jù)準確度低的問題。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種Ku波段多支路功率放大器相位差自動化測試裝置，包括單刀三擲開關(guān)、信號調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集單元、控制單元和頻率綜合器；
[0005]所述單刀三擲開關(guān)，其三個不動端分別與被測的多支路功率放大器的三個輸入端連接，用于切換被測的多支路功率放大器中不同支路的功率放大器；
[0006]所述信號調(diào)理單元，其輸入端與所述被測的多支路功率放大器的輸出端相連，用于將被測的多支路功率放大器輸出的功率數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，得到符合數(shù)據(jù)采集單元采集標準的功率電平；
[0007]所述數(shù)據(jù)采集單元，其輸入端與信號調(diào)理單元的輸出端相連，其輸出端與控制單元的信號采集輸入端相連，用于采集功率電平，并將采集到的功率電平發(fā)送給控制單元；
[0008]所述控制單元，其四個輸出端中的三個分別與所述頻率綜合器的三個輸入端相連，用于向頻率綜合器發(fā)送控制信號；另一個輸出端與所述單刀三擲開關(guān)的輸入端相連，用于向單刀三擲開關(guān)發(fā)送轉(zhuǎn)換控制信號；
[0009]所述頻率綜合器，其兩個輸出端分別與被測的多支路功率放大器的第四個輸入端和單刀三擲開關(guān)的動端連接，用于分別根據(jù)控制信號將兩路Ku波段的微波信號中的一路傳遞給單刀三擲開關(guān)的動端，將另一路微波信號傳遞給被測的多支路功率放大器的第四個輸入端。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:測定工作量小、操作方便、測量效率高、數(shù)據(jù)準確度高。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0012]進一步，所述頻率綜合器包括恒溫晶振、鎖相環(huán)電路、第一頻率綜合通道和第二頻率綜合通道；
[0013]所述恒溫晶振，其輸出端分別與所述第一頻率綜合通道、第二頻率綜合通道和鎖相環(huán)電路的時鐘輸入端相連，用于為第一頻率綜合通道、第二頻率綜合通道和鎖相環(huán)電路提供參考頻率；
[0014]所述鎖相環(huán)電路，其輸出端分別與所述第一頻率綜合通道和第二頻率綜合通道的混頻輸入端連接，用于產(chǎn)生本振信號，并將產(chǎn)生的本振信號傳遞給第一頻率綜合通道和第二頻率綜合通道；
[0015]所述第一頻率綜合通道，用于根據(jù)控制單元發(fā)送的控制信號將參考頻率及本振信號通過直接數(shù)字頻率合成及混頻、倍頻方式合成第一路Ku波段的微波信號；
[0016]所述第二頻率綜合通道，用于根據(jù)控制單元發(fā)送的控制信號將參考頻率及本振信號通過直接數(shù)字頻率合成及混頻、倍頻方式合成另一路Ku波段的微波信號。
[0017]進一步，所述第一頻率綜合通道和第二頻率綜合通道的結(jié)構(gòu)相同，并且第一頻率綜合通道和第二頻率綜合通道輸出的Ku波段的微波信號相位差可控。
[0018]進一步，所述第一頻率綜合通道包括直接數(shù)字頻率綜合器、第一倍頻器、第一濾波器、第一放大器、第二倍頻器、第二濾波器、第二放大器、混頻器、第三濾波器、第三放大器、第三倍頻器、第四濾波器和第四放大器；
[0019]所述直接數(shù)字頻率綜合器的兩個輸入端分別與所述控制單元和所述恒溫晶振連接，所述直接數(shù)字頻率綜合器、第一倍頻器、第一濾波器、第一放大器、第二倍頻器、第二濾波器、第二放大器依次連接，所述第二放大器與所述混頻器的中頻輸入端連接，所述混頻器的本振輸入端與鎖相環(huán)電路連接，所述混頻器的射頻輸出端與第三濾波器連接，所述第三放大器與第三倍頻器、第四濾波器和第四放大器依次連接。
[0020]進一步，所述被測的多支路功率放大器包括第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器和功率合成器；
[0021]所述第一功率放大器、第二功率放大器和第三功率放大器的輸入端分別與單刀三擲開關(guān)的三個不動端連接，所述第四功率放大器的輸入端與所述第一頻率綜合通道的輸出端連接，所述第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器和第四功率放大器的輸出端分別與所述功率合成器連接。
[0022]進一步，一種Ku波段多支路功率放大器相位差自動化測試方法，包括以下步驟:
[0023]步驟1:控制單元分別對頻率綜合器中的兩個直接數(shù)字頻率綜合器和鎖相環(huán)電路下達控制指令，使兩個直接數(shù)字頻率綜合器輸出設(shè)定的參考頻率、鎖相環(huán)電路輸出設(shè)定的本振信號；
[0024]步驟2:兩個直接數(shù)字頻率綜合器的輸出信號分別經(jīng)過第一頻率綜合通道和第二頻率綜合通道輸出Ku波段的微波信號；
[0025]步驟3:控制單元對單刀三擲開關(guān)下達控制指令使其動端連接到與被測的多支路功率放大器中的任一被測功率放大器相連接的不動端；
[0026]步驟4:控制單元控制一個直接數(shù)字頻率綜合器輸出固定初始相位信號，并根據(jù)被測功率放大器輸出的功率數(shù)據(jù)控制另一個直接數(shù)字頻率綜合器調(diào)整輸出信號的相位，直至數(shù)據(jù)采集單元采集到最大的功率電平時，保存該功率電平所對應(yīng)的第一直接數(shù)字頻率合成器與第二直接數(shù)字頻率合成器輸出信號所對應(yīng)的相位差值；
[0027]步驟5:控制單元控制單刀三擲開關(guān)，使單刀三擲開關(guān)動端分別接到另外兩個與單刀三擲開關(guān)的不動端連接的功率放大器，重復(fù)執(zhí)行步驟4，依次采集并保存每個與不動端連接的功率放大器的輸入端和第一頻率綜合通道的輸出端連接的功率放大器的合成功率，當(dāng)合成功率達到最大輸出功率時，保存第一直接數(shù)字頻率合成器與第二直接數(shù)字頻率合成器輸出信號所對應(yīng)的相位差值。
[0028]步驟6:控制單元分別對頻率綜合器中的兩個直接數(shù)字頻率綜合器和鎖相環(huán)電路發(fā)送控制信號，使兩個直接數(shù)字頻率綜合器輸出設(shè)定的振蕩頻率、鎖相環(huán)電路輸出設(shè)定的本振信號，進而使第一頻率綜合通道和第二頻率綜合通道輸出Ku波段內(nèi)的目標頻點，并重復(fù)步驟I至5，得到在目標頻點的輸出功率滿足預(yù)設(shè)條件時所對應(yīng)的相位差值；
[0029]步驟7:根據(jù)在每個頻點保存的第一直接數(shù)字頻率合成器與第二直接數(shù)字頻率合成器輸出信號所對應(yīng)的相位差值，計算出被測功率放大器在輸出功率滿足預(yù)設(shè)條件時，所對應(yīng)的每一支路功率放大器輸入端的相位差。
[0030]進一步，所述步驟2具體為:兩個直接數(shù)字頻率綜合器的輸出信號分別經(jīng)過第一頻率綜合通道和第二頻率綜合通道中的第一倍頻器、第一濾波器、第一放大器、第二倍頻器、第二濾波器和第二放大器后輸出高頻段的微波信號，然后此信號與鎖相環(huán)電路產(chǎn)生的本振信號通過混頻器進行上變頻后輸出更高頻段的微波信號，最后經(jīng)過第三濾波器、第三放大器、第三倍頻器、第四濾波器和第四放大器產(chǎn)生相位可控的Ku波段的微波信號。
[0031]進一步，所述步驟4具體為:所述控制單元控制第一直接數(shù)字頻率綜合器輸出固定初始相位信號，同時下達對第二直接數(shù)字頻率綜合器的輸出信號相位修改的指令；
[0032]被測功率放大器輸出的功率數(shù)據(jù)經(jīng)過信號調(diào)理單元的轉(zhuǎn)換，得到符合數(shù)據(jù)采集單元采集標準的功率電平，采集到的功率電平傳輸?shù)娇刂茊卧?，控制單元將功率電平轉(zhuǎn)換為功率數(shù)據(jù)后保存