矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀Wiltron360B在射頻仿真中的應用

摘要：以矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀Wiltron360B為核心，構成射頻仿真天線(xiàn)陣列校準系統。

關(guān)鍵詞：矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀、射頻仿真、校準。

一、 引言

射頻仿真系統的子系統-天線(xiàn)陣列及饋電系統，主要用于模擬彈目間的視線(xiàn)角運動(dòng)，為了保 證天線(xiàn)陣列及饋電系統的角位置模擬精度，必須對天線(xiàn)陣列系統進(jìn)行校準。所謂校準是指為陣列控制計算機所存貯的表格獲得項目數據，這些表格用于對天線(xiàn)陣列系統進(jìn)行補償和控制，實(shí)質(zhì)上，就是要測量天線(xiàn)陣列系統中程控微波器件的表格，即插入衰減和插入相移。

二、 矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀Wiltron360B

矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀Wiltron360B由矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀、信號源、測試座、測試座轉換器等各自獨立的儀器，通過(guò)GPIB接口和專(zhuān)用接口組成一個(gè)完整的測量系統。它可以控制兩個(gè)測試座和兩個(gè)信號源，是一臺測量精度高、自動(dòng)化程度高、測量速度快、功能強大的測量?jì)x器。

3630A是一頻率轉換器測試座，它是一四通道接收機，能夠測量混頻器、多端口器件、天線(xiàn)等的幅度和相位，其前面板的結構如圖1所示。信號源的信號由RF IN端提供給3630A測試座，然后一分為二，一路由RF OUT輸出，作為被測器件的測試信號;另一路由SOURCE LOCK OUTPUT輸出，連接到RA或RB，作為鎖相參考信號。

TA RA SOURCE LOCK OUTPUT RB TB RF OUT RF IN

圖1 3630A前面板示意圖

三、 射頻仿真系統對測量的技術(shù)要求

在陣列式射頻仿真系統中，天線(xiàn)陣列及其饋電系統的校準是一項非常重要的工作。校準與通常的微波器件的幅度和相位的測量本質(zhì)上是一致的，但它有自身的特點(diǎn)：⑴信號源放置在遠離矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀的地方，甚至不在同一實(shí)驗室;⑵被測信號需經(jīng)過(guò)下變頻后送入矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀;⑶要求有較高的相對幅度和相對相位測量精度;⑷要求有較高的幅度和相位穩定性;⑸測量?jì)陕沸盘栭g的幅度和相位。因此，選擇矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀作為幅相測量設備，并輔以必要的外圍設備組成校準測試系統，是最佳選擇。關(guān)鍵是DUT所要求的測量信號的頻率，與矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀的測試頻率不同。

四、 測試系統的組成

選擇3630A作為天線(xiàn)陣列及其饋電系統校準時(shí)的測試座，整個(gè)系統的組成原理如圖2所示。

濾波放大 混頻

本振 饋電系統 信號源

濾波放大 混頻

TA RA SOURCE LOCK OUTPUT RB TB RF OUT RF IN

圖2 測試系統原理框圖

信號源輸出頻率為f1的信號，經(jīng)天線(xiàn)陣列饋電系統后由天線(xiàn)輻射出去，兩個(gè)接收天線(xiàn)的接收信號經(jīng)混頻變?yōu)轭l率為f2的信號，再經(jīng)濾波放大后分別饋入3630A的TA、、RA端。

考慮到測量信號的頻率與矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀的測試頻率不同以及DUT的距離較遠，測試信號由一臺單獨的頻綜提供，位于DUT附近。為了保證整個(gè)測試系統的相參性，Wiltron360B、信號源、本振用同一個(gè)10MHz信號作為參考信號。

五、 矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀的設置

將ROURCE LOCK OUTPUT端與RB端直接相連。將Wiltron360B的測試座設置為3630A，測試頻率設置為f2。由于本系統只是測試TA/RA，而S11就是定義為T(mén)A/RA，因此將Wiltron360B設置為單通道顯示(SINGLE CHANNEL)，并將通道1激活(CH1)，至此，主要的設置完成，可以進(jìn)行測試。

為了測試過(guò)程的自動(dòng)化，由計算機通過(guò)GPIB接口實(shí)現對矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀Wiltron360B的遙控，Wiltron360B的所有設置和測試數據的讀取都是由計算機自動(dòng)完成的。

六、 結束語(yǔ)

本測試系統所關(guān)注的不是DUT本身的插入損耗和插入相移，而是關(guān)注當DUT的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，其插入損耗和插入相移的變化量，是一種相對測量。按照上述方案所組成的校準系統能夠滿(mǎn)足所需要的較高的技術(shù)指標要求，并一直應用在射頻仿真試驗中。