前言

　　在采用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試多端口微波器件時(shí)，測試過程中需要更換測試電纜和DUT不同端口之間的連接。如用兩端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量雙工器，除了第一次連接以外，在測試過程中還需要變換兩次連接，測試者要另外做出四次連接動(dòng)作（兩次接電纜，兩次接測試負(fù)載），然后再對儀器進(jìn)行手動(dòng)操作測試。在大批量生產(chǎn)情況下，這種傳統(tǒng)測試方法的測試效率較低，測試成本較高；尤其是高低溫試驗(yàn)時(shí)，傳統(tǒng)的測試方法無法滿足需求。

　　本文討論了一種自動(dòng)化測試方法的實(shí)踐——通過開關(guān)矩陣和自動(dòng)化測試軟件來快速、高效地完成雙工器的大批量高低溫試驗(yàn)。

　　問題的來源

　　本文所討論的問題來自數(shù)百只雙工器的高低溫試驗(yàn)，要求被測雙工器在-30°C和+60°C的試驗(yàn)箱里各放置60分鐘，用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試其S參數(shù)，出廠要求100%全檢。

　　圖1為雙工器的電原理圖，其中TX/RX/ANT分別為發(fā)射/接收/天線端。雙工器的測試指標(biāo)包括ANT至TX之間、ANT至RX的插入損耗，TX和RX之間的隔離，以及三個(gè)端口的駐波。

　　圖1. 雙工器電原理圖

　　首先我們采用了傳統(tǒng)方法進(jìn)行高低溫試驗(yàn)，表1顯示了測試流程和花費(fèi)時(shí)間。

表1. 傳統(tǒng)的高低溫試驗(yàn)方法及耗時(shí)

　　按照傳統(tǒng)的工藝流程，每只雙工器的高低溫試驗(yàn)需要耗時(shí)約3小時(shí)40分鐘，無論如何，這樣一天只能完成3只雙工器的高低溫試驗(yàn)，如果是100只，需要花費(fèi)33個(gè)工作日，這顯然是不可接受的。

　　多端口微波器件的高效率測試解決方案

　　常溫測試方法介紹

　　我們采用2×N的全開關(guān)矩陣來擴(kuò)展矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試端口，以適應(yīng)多端口微波器件的測試。

　　圖2顯示了采用2×6開關(guān)矩陣進(jìn)行雙工器測試的系統(tǒng)連接圖，其中網(wǎng)絡(luò)分析儀通過開關(guān)矩陣后變成了“6端口”。采用開關(guān)矩陣后，測試參考面延伸至六條測試電纜的端口，開機(jī)后，首先對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，自動(dòng)化測試軟件可以記錄并保存每個(gè)通路的校準(zhǔn)值，并在測試過程中調(diào)用；連接好被測件后，根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)置好測試條件，然后點(diǎn)擊“開始”鍵，軟件會(huì)自動(dòng)完成整個(gè)測試過程并生成測試報(bào)告。

　　通過自動(dòng)化測試軟件的指令，可以自動(dòng)切換不同的測試通路，依次完成雙工器1和雙工器2的各項(xiàng)指標(biāo)的測試，而不需要手動(dòng)更換電纜和測試端口。

　　圖2. 采用開關(guān)矩陣進(jìn)行雙工器的自動(dòng)化測試

　　采用圖2的自動(dòng)化測試系統(tǒng)，完成校準(zhǔn)、測試條件設(shè)置后，測試一只雙工器只要花費(fèi)幾秒鐘時(shí)間，常溫條件下，一天可以完成200-300只雙工器的測試，相比兩端口網(wǎng)絡(luò)分析儀直接測量法，測試效率至少提高了五倍。同時(shí)測試精度也是與采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一致的[1]。

　　表2. 自動(dòng)化測試系統(tǒng)的高低溫試驗(yàn)方法及耗時(shí)

　　按照自動(dòng)化測試的工藝流程，八只雙工器的高低溫試驗(yàn)需要耗時(shí)約2小時(shí)51分鐘，這樣一天至少可以完成24只雙工器的高低溫試驗(yàn)，如果是100只，只需要花費(fèi)4.2個(gè)工作日，這比傳統(tǒng)的工藝流程測試效率提高了8倍。

　　圖3. 采用開關(guān)矩陣進(jìn)行雙工器的自動(dòng)化測試

　　圖4.現(xiàn)場測試場景

　　按照上述實(shí)驗(yàn)方法，我們總共完成了500只雙工器的高低溫及常溫的測試，花了不到20天時(shí)間。根據(jù)試驗(yàn)箱的容量以及開關(guān)矩陣的通路數(shù)，測試效率還可以進(jìn)一步提高。