前言

　　在采用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試多端口微波器件時,，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,；尤其是高低溫試驗時，傳統(tǒng)的測試方法無法滿足需求,。

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

　　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,，要求被測雙工器在-30°C和+60°C的試驗箱里各放置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,，表1顯示了測試流程和花費(fèi)時間。

表1. 傳統(tǒng)的高低溫試驗方法及耗時

　　按照傳統(tǒng)的工藝流程，每只雙工器的高低溫試驗需要耗時約3小時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，如果是100只,，需要花費(fèi)33個工作日，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,，首先對整個系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，自動化測試軟件可以記錄并保存每個通路的校準(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,，軟件會自動完成整個測試過程并生成測試報告。

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

　　圖2. 采用開關(guān)矩陣進(jìn)行雙工器的自動化測試

　　采用圖2的自動化測試系統(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. 自動化測試系統(tǒng)的高低溫試驗方法及耗時

　　按照自動化測試的工藝流程,，八只雙工器的高低溫試驗需要耗時約2小時51分鐘，這樣一天至少可以完成24只雙工器的高低溫試驗,，如果是100只,，只需要花費(fèi)4.2個工作日，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)行雙工器的自動化測試

　　圖4.現(xiàn)場測試場景

　　按照上述實驗方法,，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天時間。根據(jù)試驗箱的容量以及開關(guān)矩陣的通路數(shù),，測試效率還可以進(jìn)一步提高,。