T_R组件性能退化试验系统设计与实现.pdf

第2卷 第4期V o l.2 N o.4 2 0 2 3年8月 J o u r n a l o f A r m y E n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y o f P L A A u g.2 0 2 3T/R组件性能退化试验系统设计与实现朱 赛,孟亚峰,韩春辉,安 婷,梁冠辉(陆军工程大学 石家庄校区,河北 石家庄 0 5 0 0 0 3)摘要:T/R组件是有源相控阵雷达装备的重要部件,其性能变化严重影响雷达技术、战术指标,通过试验系统进行T/R组件性能退化试验是分析T/R组件性能变化的重要途径。在分析T/R组件性能退化试验流程基础上,设计了T/R组件性能退化试验系统结构;设计了试验系统平台,解决了多个T/R组件自动测试与开关级联切换下的噪声系数测量问题;设计了自动测试软件,实现了T/R组件性能参数的自动测试、测量结果的自动存储。基于此试验系统,进行了某型T/R组件的性能退化试验,结果表明该试验系统能够自动完成多个T/R组件性能参数的自动测试,提高了测试效率,为T/R组件和有源相控阵雷达的性能分析提供了试验平台。关键词:T/R组件;性能退化;试验系统;自动测试软件 中图分类号:T N 9 5 6;V 2 4 0.2D O I:1 0.1 2 0 1 8/j.i s s n.2 0 9 7-0 7 3 0.2 0 2 2 0 7 1 2 0 0 2D e s i g n a n d I m p l e m e n t a t i o n o fP e r f o r m a n c e D e g r a d a t i o n T e s t S y s t e m f o r T/R M o d u l e Z HU S a i,ME NG Y a f e n g,HAN C h u n h u i,AN T i n g,L I ANG G u a n h u i(S h i j i a z h u a n g C a m p u s,A r m y E n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y o f P L A,S h i j i a z h u a n g 0 5 0 0 0 3,C h i n a)A b s t r a c t:T/R m o d u l e i s a n i m p o r t a n t p a r t o f a c t i v e p h a s e d a r r a y r a d a r e q u i p m e n t,a n d t h e v a r i a t i o n o f i t s p e r f o r m a n c e g r e a t l y a f f e c t s r a d a r t e c h n o l o g y a n d t a c t i c a l i n d i c a t o r s.T h e p e r f o r m a n c e d e g r a d a t i o n t e s t o f T/R m o d u l e t h r o u g h t h e t e s t s y s t e m i s a n i m p o r t a n t w a y t o a n a l y z e t h e p e r f o r m a n c e v a r i a t i o n o f t h e T/R m o d u l e.B a s e d o n t h e a n a l y s i s o f t h e T/R m o d u l e p e r f o r m a n c e d e g r a d a t i o n t e s t p r o c e s s,t h e s t r u c t u r e o f t h e T/R m o d u l e p e r f o r m a n c e d e g r a d a t i o n t e s t s y s t e m w a s d e s i g n e d.T h e t e s t s y s t e m p l a t f o r m w a s d e-s i g n e d t o s o l v e t h e p r o b l e m o f n o i s e f i g u r e m e a s u r e m e n t u n d e r t h e a u t o m a t i c t e s t o f m u l t i p l e T/R m o d u l e s a n d t h e s w i t c h i n g o f c a s c a d e d s w i t c h e s.T h e a u t o m a t i c t e s t s o f t w a r e w a s d e s i g n e d t o r e a l i z e t h e a u t o m a t i c t e s t o f t h e p e r f o r m a n c e p a r a m e t e r s o f t h e T/R m o d u l e s a n d t h e a u t o m a t i c s t o r a g e o f t h e m e a s u r e m e n t r e-s u l t s.B a s e d o n t h e d e s i g n e d a n d i m p l e m e n t e d t e s t s y s t e m,t h e p e r f o r m a n c e d e g r a d a t i o n t e s t o f a c e r t a i n t y p e o f T/R m o d u l e w a s c a r r i e d o u t.T h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h i s t e s t s y s t e m c a n a u t o m a t i c a l l y c o m-p l e t e t h e t e s t o f m u l t i p l e T/R m o d u l e p e r f o r m a n c e p a r a m e t e r s.I t i m p r o v e s t h e t e s t e f f i c i e n c y a n d p r o v i d e s a t e s t p l a t f o r m f o r t h e p e r f o r m a n c e a n a l y s i s o f T/R m o d u l e s a n d a c t i v e p h a s e d a r r a y r a d a r.K e y w o r d s:T/R m o d u l e;p e r f o r m a n c e d e g r a d a t i o n;t e s t s y s t e m;a u t o m a t i c t e s t s o f t w a r e 收稿日期:2 0 2 2-0 7-1 2基金项目:国家自然科学基金(6 1 6 0 1 4 9 5)。第一作者:朱 赛,博士,副教授,主要研究相控阵雷达可靠性分析与设计。通信作者:韩春辉,博士,讲师,主要研究电子装备可靠性分析与设计。有源相控阵雷达具有波束扫描速度快、能够灵活实现多目标跟踪等特点,在陆基、机载、舰载、弹载、星载等作战平台中应用广泛1-3。T/R组件是有源相控阵雷达的重要组成部分4,担负着射频信号发射、接收的重要任务,是进行波束赋形、扫描控制的基础。T/R组件通常由高功率放大器、收发开关、限幅器、低噪声放大器、移相器和衰减器等射频器件组成5-6,工作于射频和高功率状态下。射频器件性能易受环境和工作时长的影响7-9,其性能会随使用时间的增加而逐渐衰退,其关键性能参数在使用过程中会发生缓慢退化,称为性能退化。T/R组件的性能变化,影响着有源相控阵雷达整装的性能。同时,当性能退化超过一定标准后,T/R组件失效,退化数据里蕴含着T/R组件的可靠性信息,利用退化数据可以对T/R组件状态和可靠性作出评估。准确分析T/R组件性能,确定T/R组件状态1 0-1 3,从而制定相关策略延长其使用寿命,是保障有源相控阵雷达技术状态的重要基础。T/R组件测试是分析T/R组件性能的基础,其测试包括在线测试、离线测试和内建自测试等1 4-1 6。在T/R组件的应用过程中,分析其性能随时间和周围环境变化的性能退化试验是重要手段。1 T/R组件性能退化试验系统设计1.1 退化试验T/R组件在不同环境中使用时,主要受环境温度和使用时间两个因素影响。因此,T/R组件性能退化试验主要包括性能 时间试验和性能 温度试验。T/R组件的性能 时间试验是在恒定环境温度下,以固定t为时间间隔进行T/R组件性能的反复测试,并记录测量数据直至总试验时间tz,其试验流程如图1所示。图1 T/R组件性能 时间试验流程T/R组件的性能 温度试验即从最低试验温度TL到最高试验温度TH,以T为测量间隔温度,在多个温度点下保持时间tm后进行T/R组件的性能测量,其试验流程如图2所示。图2 T/R组件性能 温度试验流程通过图1、图2所示试验流程,可以获得T/R组件性能参数随时间、温度的变化情况,通过对试验数据进行拟合分析,可以建立T/R组件性能退化轨迹模型,进而获得T/R组件剩余寿命和可靠性等参数。分析过程中,常用的方法包括回归模型与伪寿命分布法、性能退化量分布法、随机系数回归模型法、随机过程法和时间序列法等。1.2 功能分析由于T/R组件可靠性较高,采用工作温度进行试验时,其性能变化较为缓慢,为了提高试验效率,通常 采 用 加 速 退 化 试 验(a c c e l e r a t e d d e g r a d a t i o n t e s t,A D T)。通过提高施加的应力水平以加速T/R组件的性能退化速度,并收集在高应力水平作用下T/R组件的性能退化数据,利用此数据对T/R组件的性能进行分析计算。与常规的T/R组件环境试验相比,性能退化试验过程耗时较长,环境条件要求更高。为了满足不同温度条件下T/R组件性能测量的条件,并在长时间测量中进行自动记录,设计实现T/R组件性能退化试验系统。试验系统主要功能有:(1)试验温度控制。T/R组件性能退化试验中,需要能够为T/R组件提供一定范围、可控的T/84 第2卷R组件环境温度,且所提供温度能够满足性能退化过程中的加速退化需求。(2)T/R组件状态控制。被测T/R组件数目较多,且不同性能参数的测试需要不同的状态,试验系统需要能够控制不同T/R组件的不同状态。(3)T/R组件性能自动测量、记录。系统能够自动进行T/R组件各性能指标的测量,并将测量结果记录到数据库。(4)测量流程控制。系统能够根据试验流程设计,自动控制试验过程,进行试验的自动化操作。2 T/R组件性能退化试验平台设计2.1 试验平台设计为了满足以上试验功能,设计T/R组件性能退化试验系统,其结构如图3所示。试验系统由高低温试验箱、网络分析仪、噪声系统分析仪、多路开关、控制板、电源和上位机等构成。图3 T/R组件性能退化试验系统结构框图(1)高低温试验箱。为试验T/R组件提供稳定、可控的环境温度(-7 01 0 0)。为提高试验效率,试验箱内可放置多块T/R组件,同时对多对象试验。(2)网络分析仪。测量T/R组件的发射通道增益、接收通道增益、公共通道移相量和衰减量,测量过程由上位机控制。上位机测试软件控制网络分析仪的参数设置、校准、测量和数据读取等。试验系统设计、实现过程中,矢量网络分析仪选择A g i l e n t E 5 0 7 1 C。(3)噪声系数分析仪。测量T/R组件接收通道噪声系数,测量过程由上位机控制。其工作模式和网络分析仪相同。试验系统设计、实现过程中噪声系数分析仪选择A g i l e n t N 8 9 7 5 A。(4)多路开关。切换控制高低温试验箱内T/R组件的输入、输出和控制信号。上位机测试软件控制被测T/R组件的测试通路,为实现T/R组件的依次自动测试提供基础。(5)控制板。在上位机的控制下为T/R组件提供移相器、衰减器控制信号,并为各多路开关提供控制信号,以控制多路开关的闭合。(6)电源为试验系统中的测试设备、T/R组件等提供电力供应;U P S电源为测试设备、T/R组件提供备用电源,在断电情况下,为测试设备、T/R组件提供持续供电,以保证测试过程的不间断进行。(7)上位机运行自动测试程序,根据T/R组件性能测试流程控制试验自动运行。首先,自动测试程序控制多路开关选择被测T/R组件的通路;其次,利用控制板产生T/R组件控制码,控制T/R组件状态、移相器状态、衰减器状态;最后,控制网络分析仪、噪声系数分析仪测量增益、噪声系数、移相量和衰减量等性能参数,并存储测试结果。2.2 多路T/R组件的切换控制T/R组件性能退化试验过程中,为提高退化试验效率和结果准确度,通常同时进行多路T/R组件的性能测试。试验系统中,不同类型的测试设备通常只有1台,为了实现1台设备测试多个T/R组件,需要构建开关网络完成T/R组件的切换控制。设待测T/R组件数量为n,采用四级射频开关构建多路T/R组件的切换控制,其结构如图4所示。图4 多路T/R组件切换控制结构图4所示切换控制结构中,p o r t 1、p o r t 2分别为矢量网络分析仪的1端口、2端口;o u t为噪声系数分析仪的噪声源输出端口,i n为测量端口;A为T/R组件的天线连接端口,T R为发射/接收连接端口。T/R组件在相控阵雷达中工作时,A端口连接辐射天线,T R端口连接发射机/接收机;1 P 2 T射频开关是具有1个公共端、2个选择连接端的射频开关;1 PnT射频开关是具有1个公共端、2个选择连接端的射频开关,可从n个选择连接信号中,选择1路连通至公共端;控制板发送各射频开关控制的控制信号,控制各射频开关公共端与选择输入端的连接。通过1 P 2 T射 频 开 关1、1 PnT射 频 开 关1、94第4期 朱 赛,等:T/R组件性能退化试验系统设计与实现1 PnT射频开关2和1 P 2 T射频开关2构成四级开关切换,可将n个T/R组件的A端连接至网络分析仪的p o r t 1端口、噪声系数分析仪的o u t端口,将n个T/R组件的T R端连接至网络分析仪的p o r t 1端口、噪声系数分析仪的o u t端口。当采用矢量网络分析仪测量发射增益、接收增益、衰减量和移相量等参数测量时,两个1 P 2 T射频开关将T/R组件的A端口切换至p o r t 1、T R端口切换至p o r t 2,通过两个1 PnT射频开关将待测T/R组件连接至两个1 P 2 T射频开关,实现了从矢量网络分析仪p o r t 1待测T/R组件A端口待测T/R组件T R端口矢量网络分析仪p o r t 2的测量通路,通过矢量网络分析仪测量S1 2、S2 1参量,从而可得待测参数。当采用噪声系数分析仪测量T/R组件噪声系数时,两个1 P 2 T射频开关将T/R组件的A端口切换至o u t端口、T R端口切换至i n端口,通过两个1 PnT射频开关将待测T/R组件连接至两个1 P 2 T射频开关,实现了从噪声系数分析仪o u t 待测T/R组件A端口待测T/R组件T R端口噪声系数分析仪i n端口的测量通路,从噪声系数分析仪o u t输出的噪声为被测T/R组件提供冷、热噪声,通过噪声系数分析仪i n端口测量T/R组件的输出噪声,从而可得待测的T/R组件噪声系数。2.3 切换控制下性能参数测量方法在图4所示切换控制下,T/R组件的发射增益、接收增益、衰减量、移相量和噪声系数等性能参数受射频开关的影响会发生变化,需要分析切换控制下的性能参数测量方法。2.3.1 增益测量方法发射增益、接收增益和衰减量均属于增益测量,采用矢量网络分析仪测量S1 2、S2 1参量的幅度,即可得到发射增益、接收增益和衰减量。采用图4所示级联切换控制时,矢量网络分析仪测量结果等于待测T/R组件增益和射频开关增益之和,表达式为Gt o t a l=GT R+Gs w i t c h(1)式中:Gt o t a l为矢量网络分析仪测量增益值,GT R为被测T/R组件的增益,Gs w i t c h为1 P 2 T射频开关1、1 P 2 T射频开关2、1 PnT射频开关1和1 PnT射频开关2四个射频开关的级联增益。由式(1)可知,被测T/R组件的增益为GT R=Gt o t a l-Gs w i t c h(2)试验前,首先测量并保存4个射频开关级联增益Gs w i t c h;试验过程中采用矢量网络分析仪测量经切换控制后的系统增益Gt o t a l,并根据式(2)计算被测T/R组件的发射增益、接收增益和衰减量等性能参数值。2.3.2 移相量测量方法移相量可通过测量矢量网络分析仪的S1 2、S2 1参量的相位实现。采用图4所示级联切换控制时,矢量网络分析仪测量结果等于待测T/R组件相位和射频开关相位之和,表达式为t o t a l=T R+s w i t c h(3)式中:t o t a l为矢量网络分析仪测量相位,T R为被测T/R组件的增益,s w i t c h为级联相位。由式(3)可知,被测T/R组件的移相量为T R=t o t a l-s w i t c h(4)试验 前,首先测量、保存射频开 关级联相位s w i t c h;试验过程中采用矢量网络分析仪测量S1 2、S2 1参量的相位t o t a l,并根据式(4)计算被测T/R组件的移相量。2.3.3 噪声系数测量方法在图4所示级联切换控制结构中,射频开关、T/R组件构成如图5所示级联系统。图5 多级串联系统图5中:M1表示1 P 2 T射频开关1和1 PnT射频开关1,M2表示被测T/R组件,M3表示1 P 2 T射频开关2和1 PnT射频开关2。F1、G1分别为M1的噪声系数、增益,F2、G2分别为M2的噪声系数、增益,F3、G3分别为M3的噪声系数、增益,则其系统总噪声系数为Ft o t a l=F1+F2-1G1+F3-1G1G2(5)由式(5)可得,被测T/R组件的噪声系数为F2=Ft o t a l-F1-F3-1G1G2 G1+1(6)试验前,首先分别测量M1、M3的噪声系数F1、F3和增益G1、G3,测量T/R组件的增益G2,并保存;试验过程中,采用噪声系数分析仪测量获得系统噪声系数Ft o t a l,而后根据式(6)计算获得被测T/R组件噪声系数。3 自动测试软件设计3.1 框架设计根据T/R组件退化试验测试系统实际需求,自05 第2卷动测试软件需实现以下功能:T/R组件选择功能、T/R组件状态控制、T/R组件切换功能、网络分析仪校准数据保存及调用、发射增益测量功能、接收增益参数测量功能、移相量参数测量功能、衰减量参数测量功能、噪声系数分析仪校准状态保存及调用、噪声系数参数测量功能、测量数据读取功能、测量数据保存功能、测量流程控制功能和日志功能。采用模块化设计思想设计自动测试软件,结构如图6所示。自动测试软件由测量流程控制、仪器控制、T/R组件控制、测量数据存储、测试日志查询管理等模块组成。图6 自动测试软件结构(1)测量流程控制。根据退化试验流程和用户设置,自动调用T/R组件控制、仪器控制和测量数据存储等模块,完成T/R组件性能退化试验的自动化测量。(2)仪器控制。主要进行网络分析仪和噪声系数分析仪的程控。(3)T/R组件控制。主要进行多个被测T/R组件的选择、状态控制和切换等。T/R组件选择,根据测试流程选择被测T/R组件,在测量操作时,只对被选择的T/R组件进行测量;T/R组件状态控制,根据测试流程控制T/R组件的接收、发射状态、移相器和衰减器等状态,完成相应参数的测试;T/R组件切换,根据测量流程控制多路射频开关,切换待测T/R组件。(4)测量数据存储。根据测试流程,在测量结束后读取测量结果,并将测量结果保存至测量结果数据库中。(5)测量日志查询管理。读取已保存的测量数据并按照测量组编号和测量时间进行整理分类,用户通过查询、管理、查看已保存的测量记录和具体测量参数。3.2 测试仪器设备控制测试仪器控制包括测试仪器连接及设置,测试仪器校准和测试数据读取等步骤。通过S C I P指令和第三方封装驱动相结合的方式控制测试仪器设备。3.2.1 测试仪器连接及设置矢量网络分析仪通过U S B接口进行程控,噪声系数分析仪通过G P I B进行控制。矢量网络分析仪和噪声系数分析仪连接指令分别为a g e n a_i n i t(U S B 0:0 x 0 9 5 7:0 x 0 d 0 9:MY 4 6 2 1 2 5 5 0:0:I N S T R,V I_T RU E,V I_F A L S E,&E 5 0 7 1 CH a n d l e);N 8 9 7 5 A_i n i t(G P I B 0:8:I N S T R,1,1,&N 8 9 7 5 AH a n d l e);连接完成后,获得仪器句柄。而后根据测试需要配置仪器的参数。矢量网络分析仪的设置主要包括通道迹线设置、激励设置、测量参数设置和数据格式设置等;噪声系数分析仪的设置主要包括测量模式设置、测量频率范围设置和显示设置等。3.2.2 测试仪器校准校准是进行精确测量的前提,每次测试前需要校准测试仪器。校准过程中,断开仪器测量端口与被测T/R组件间的连接,按照校准要求将两测试端口或噪声源与测试端口相连接。需要手动连接,不利于测试过程的自动化。在自动测试软件设计过程中,采用自动调取校准数据的方式校准仪器设备。所用矢量网络分析仪和噪声系数分析仪支持校准数据的存储和读取。试验前,首先设置、校准仪器,而后将仪器校准数据保存到仪器本地;测试过程中,通过程控方式调取校准数据,并载入到设备中,实现测试过程中仪器设备的自动校准。以噪声系数分析仪N 8 9 7 5 A为例,其校准数据保存的S C P I指令为*S AV 1 0,将仪器校准数据保存到第1 0号存储器;其校准数据读取载入的S C P I指令为*R C L 1 0,仪器载入1 0号存储器中的仪器校准数据。3.2.3 测试数据读取自动测试软件根据所设置测量参数对仪器进行控制,完成测量。基于所设置测点标记、测点列表对矢量网络分析仪和噪声系数分析仪读取测量数据,并解析到内存中。噪声系数分析仪N 8 9 7 5 A测量数据读取的S C-P I指令为R E A D:C O R R:N F I G?D B,该指令控制仪器读取已校准的噪声系数测试数据;此后调用v i R e a d指令读取数据,将设备内测量结果读入自动测试软件。测量数据的个数与测点列表个数保持一致,且测量数据与测点列表具有对应关系。15第4期 朱 赛,等:T/R组件性能退化试验系统设计与实现网络分析仪E 5 0 7 1 C通过调用第三方驱动函数a g e n a_d a t a M a r k e r D a t a()读取所选通道、迹线和标记的测量值。3.3 测试数据存储自动测试软件能够将测试结果自动存储入数据库,以供后续测试结果查询、应用。基于M i c r o s o f t A c c e s s 2 0 0 3设计测试结果存储数据库,数据库设计如表1所示。表1 数据库设计序号字段名称数据类型说明1M e a s u r e T i m e短文本测量时间2M e a s u r e T e m p数字测量温度3T r a n s m i t G a i n短文本发射增益4R e c e i v e G a i n短文本接收增益5N o i s e F i g u r e短文本噪声系数61 3A t t e n u a t i o n_0 1 A t t e n u a t i o n_0 8短文本控制码0 10 8下的衰减量1 42 1P h a s e S h i f t_0 1 P h a s e S h i f t_0 8短文本控制码0 10 8下的移相量2 2M e a s u r e T y p e短文本当前测量项目2 3C o n t r o l B i t L e n数字控制码位数2 4F r e q N u m数字测量频点数目2 5F r e q P o i n t短文本测量频点值 测试结果的存储包括数据库的连接、数据插入和数据查询等。使用M i c r o s o f t.J e t.O L E D B.4.0引擎连接数据库,其 连 接 函 数 为D B C o n n e c t(P r o v i d e r=M i-c r o s o f t.J e t.O L E D B.4.0;D a t a S o u r c e=T RM e a s u r e.m d b)。插入测试数据时,先通过D B B e g i n T r a n()函数开启 事 务,根 据 需 要 构 造 插 入S Q L语 句,通 过D B I mm e d i a t e S Q L()函数执行所构造S Q L语句,最后通过D B C o mm i t()函数提交事务,完成测试数据的插入。查询数据时,先根据需要构造S Q L查询语句,然后通过D B A c t i v a t e S Q L()函数激活S Q L语句,通过D B N u m b e r O f R e c o r d s()函数获取查询结果集,通过D B F e t c h N e x t()遍历查询结果集,与字段的绑定获取查询数据,最后通过D B D e a c t i v a t e S Q L()语句关闭查询。4 T/R组件性能退化试验系统T/R组件性能退化试验系统实物如图7所示。右侧为高低温试验箱,左侧为T/R组件性能退化试验系统机柜。机柜中包含图3所示的测试仪器、控制板、多路开关、电源和上位机等。图7 T/R组件性能退化试验系统实物自动测试软件运行于上位机中,包含组件选择区、测量频点设置区、矢量网络分析仪控制区、噪声分析仪控制区和测量参数选择区等。(1)组件选择区。选择被测T/R组件。自动测试软件最多支持1 0个T/R组件同时测试,根据所选T/R组件序号,自动调整测试过程。(2)测量频点设置区。设置被测T/R组件频点。自动测试软件根据测量频点,完成矢量网络分析仪、噪声系数分析仪的设置。(3)矢量网络分析仪控制区。控制矢量网络分析仪的连接和校准。(4)噪声分析仪控制区。控制噪声系数分析仪的连接和校准。(5)测量参数选择区。选择测量参数。自动测试软件根据所需测量参数,自动设置测试仪器,调整自动测试过程。5 基于试验系统的T/R组件性能退化试验过程在试验系统及软件基础上,进行了T/R组件的性能退化试验。被测T/R组件数目为1 0,其工作频率范围为22.5 GH z,其中接收通道和发射通道通过T R状态切换分时工作。该批被测T/R组件正常状态下性能参数如表2所示。该型T/R组件工作温度范围为-4 0+5 5;其贮存温度为-4 5+6 0。为分析其在不同环境温度 下 的 性 能 变 化,将 试 验 的 最 低 温 度 设 置 为-7 0、最高温度设置为1 0 0。根据试验设计,按照图1所示试验流程,其试验步骤如下:25 第2卷表2 某批被测T/R组件性能参数(2 0)功能区参数参数值总体工作频率/GH z22.5发射通道输入功率/d B m02增益/d B2 1输出功率/d B m2 54接收通道噪声系数/d B3.3增益/d B2 1数控移相器移相位数/b i t6移相步进/()5.6 2 5数控衰减器衰减位数/b i t6衰减步进/d B0.5 (1)根据T/R组件性能进行各性能指标的测试,确认T/R组件各参数正常。(2)将1 0个T/R组件放入高低温试验箱,将T/R组件的射频输入/输出端口、控制端口和电源连接至试验系统相应端口。(3)打开试验系统和高低温试验箱,设置温度为2 0。(4)打开自动测试软件,在组件选择区选中全部1 0个T/R组件,控制码位数设置为6,测量频点分别设置为2.0、2.1、2.2、2.3、2.4和2.5 G H z;连接网络分析仪E 5 0 7 1 C、噪声系数分析仪N 8 9 7 5 A,首次测试时,依次执行网络分析仪和噪声系数分析仪校准;选择测量参数为发射增益、接收增益、噪声系数、移相量和衰减量;在温度设置中填入当前高低温试验箱温度2 0。(5)等待至间隔时间,点击“测试”,自动进行1 0个T/R组件各频点下各参数的自动测试。(6)调节高低温试验箱,使环境温度增加5,重复步骤5。(7)当环境温度达到1 0 0 时,调节高低温试验箱温度至1 5,重复步骤5,而后温度每次降低5,重复步骤5测试,直至温度到达-7 0。通过以上步骤,在-7 01 0 0,以5 为间隔的环境温度下完成1 0个被测T/R组件6个频点上5个性能参数的测试。以序号为1、5、1 0的T/R组件为例,其在-7 0、2 0和1 0 0 温度下的参数测量值如表3所示。表3中,衰减量、移相量均是控制码为1 1 1 1 1 1状态下的测量值。表3 T/R组件部分测量数据(2.5 G H z)T/R号温度/发射增益/d B接收增益/d B噪声系数/d B衰减量/d B移相量/()1-7 03 1.4 72 9.9 71.5 3-1.2-7 1.3 012 02 8.3 02 7.0 92.7 0-5.1 4-7 4.7 511 0 02 5.1 72 4.2 33.8 2-7.6 0-7 4.2 95-7 03 3.9 02 9.6 71.6 3-1.0 9-7 7.0 152 03 0.7 02 6.6 82.7 7-5.0 5-7 9.2 151 0 02 7.7 22 3.9 53.8 3-7.3 8-7 9.2 31 0-7 03 1.9 62 9.6 61.5 9-0.9 7-6 9.6 41 02 02 8.8 42 6.5 72.7 9-5.4 0-7 4.2 41 01 0 02 5.7 12 3.7 53.8 6-7.9 5-7 4.5 26 结论以T/R组件的性能退化试验为目标,分析了性能退化试验基本流程和试验系统基本功能。在此基础上,设计了包括试验系统平台和自动测试软件的T/R组件性能退化试验系统结构。设计并实现了T/R组件性能退化试验平台和自动测试软件,完成了T/R组件性能退化试验系统。该系统可自动完成多个T/R组件多个性能参数的自动测量,测量速度快,可根据设置自动测试,为T/R组件的性能退化试验提供了试验平台。参考文献:1 GU X X,L I U D X,B AK S C,e t a l.D e v e l o p m e n t,i m-p l e m e n t a t i o n,a n d c h a r a c t e r i z a t i o n o f a 6 4-e l e m e n t d u-a l-p o l a r i z e d p h a s e d-a r r a y a n t e n n a m o d u l e f o r 2 8 GH z h i g h-s p e e d d a t a c o mm u n i c a t i o n sJ.I E E E T r a n s a c t i o n s o n M i c r o w a v e T h e o r y a n d T e c h n i q u e s,2 0 1 9,6 7(7):2 9 7 5-2 9 8 4.2 MOON S M,YUN S,YOM I B,e t a l.P h a s e d a r r a y s h a p e d-b e a m s a t e l l i t e a n t e n n a w i t h b o o s t e d-b e a m c o n-t r o lJ.I E E E T r a n s a c t i o n s o n A n t e n n a s a n d P r o p a g a-t i o n,2 0 1 9,6 7(1 2):7 6 3 3-7 6 3 6.3 S Y R Y T S I N I,Z HAN G S,P E D E R S E N G F,e t a l.C o m p a c t q u a d-m o d e p l a n a r p h a s e d a r r a y w i t h w i d e-b a n d f o r 5 G m o b i l e t e r m i n a l sJ.I E E E T r a n s a c t i o n s o n A n t e n n a s a n d P r o p a g a t i o n,2 0 1 8,6 6(9):4 6 4 8-4 6 5 7.4 樊品,李春野,孟鹏涛,等.相控阵瓦片天线C/2 0 2 1年全 国 天 线 年 会 论 文 集.宁 波:s.n.,2 0 2 1:6 0 5-6 0 7.F A N P i n,L I C h u n y e,M E N G P e n g t a o,e t a l.T h e t i l e t y p e p h a s e d-a r r a y a n t e n n a C/P r o c e e d i n g s o f t h e 2 0 2 1 N a-t i o n a l A n t e n n a A n n u a l C o n f e r e n c e.N i n g b o:s.n.,2 0 2 1:6 0 5-6 0 7.5 余雷,吴昌勇,揭海,等.宽带瓦片式T/R组件的设计与实现J.电子信息对抗技术,2 0 2 0,3 5(1):6 8-7 1.Y U L e i,WU C h a n g y o n g,J I E H a i,e t a l.T h e d e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o n o f w i d e b a n d t i l e T/R m o d u l eJ.E l e c-t r o n i c I n f o r m a t i o n W a r f a r e T e c h n o l o g y,2 0 2 0,3 5(1):6 8-7 1.6 王杨婧,秦绪嵘,冯小晶,等.一种星载大功率T/R组件的高密度组装技术J.空间电子技术,2 0 2 1,1 8(6):7 5-7 9.35第4期 朱 赛,等:T/R组件性能退化试验系统设计与实现WANG Y a n g j i n g,Q I N X u r o n g,F E N G X i a o j i n g,e t a l.H i g h d e n s i t y a s s e m b l y t e c h n o l o g y o f h i g h-p o w e r T/R m o d u l e f o r s a t e l l i t eJ.S p a c e E l e c t r o n i c T e c h-n o l o g y,2 0 2 1,1 8(6):7 5-7 9.7 蒋伟,盛文,祁炜,等.大型相控阵雷达T/R组件维修决策问题综述J.系统工程与电子技术,2 0 2 2,4 4(1):1 2 7-1 3 8.J I AN G