应用射频开关矩阵的多星测试平台设计

为了满足微纳卫星批量测试的需求,设计一种应用射频开关矩阵的多星测试平台,通过射频开关矩阵的切换将射频信号分配至不同的卫星接口,卫星无需进行加断电与电缆更换,能够在一次加电情况下分时完成多颗卫星有效载荷数据下传任务,提高批量测试的效率,降低因电缆更换引起的故障风险。多星测试平台已经成功应用于多颗微纳卫星数传载荷分系统的并行测试,多颗卫星测试时间可以从330 min缩短至100 min,实现了高效批量化测试,具有很强的工程实用性。

一种高速切换的10×2射频开关矩阵的设计

基于实现旋转干涉仪模糊相位差切换阵列定位不同干涉仪之间相位差快速累积的目的,设计了一种高速切换的10×2射频开关矩阵。开关矩阵采用高速切换开关单元和周期高速切换控制指令的方法,验证了单星旋转干涉仪定位在不同频段的定位精度。开关矩阵以PIN开关为基本单元,并从工程应用角度详细分析设计了矩阵的开关时间、隔离度和线性度等影响定位精度的关键指标。通过载荷系统的外场挂飞试验,开关矩阵各项射频指标和高速切换功能可靠稳定,满足系统定位使用需求,为后续快响侦察卫星载荷的研究提供了有力依据。

0.5μm GaAs pHEMT射频矩阵开关

基于0.5μm GaAs pHEMT工艺,设计了一种应用于950～2 150MHz的4×2射频矩阵开关。该矩阵开关有四路输入两路输出,通过控制片内集成的4比特数字逻辑解码器电路,两路输出端口可以任意选择4路输入射频信号中的任意两路信号,或者同时选通一路信号,并在输出端集成负载检测功能。开关的工作电压为5V,在950～2 150MHz的频率范围内,其插入损耗低于5.6dB,隔离度高于37dB,每个输入和输出端口的回波损耗大于13dB,功率容量为19.4dBm,开关的最大功耗为8mW,适合多模多频段射频前端的应用。

一种射频同轴矩阵开关的设计

针对在微波测试仪器和系统中信号路由选择、传输环路备份的灵活性和可靠性的需求,设计了一种具有1×5、2×4、3×3三种工作模式的射频同轴矩阵开关。首先,确定了矩阵开关的整体结构,并设计了一种平衡旋转式的电磁驱动系统;然后,在确定了同轴射频组件的微波传输频率和介质撑的材料后,通过理论计算和仿真优化得到了其最终尺寸;最后,为了避免矩阵开关本身结构特性所造成的指标恶化,通过减小搭接处的传输簧片宽度和对搭接处的射频连接器内导体进行台阶变换,抵消了其产生的电容效应,从而补偿了同轴组件到边缘线型传输线过渡段的不连续性。对设计进行仿真验证的结果表明:矩阵开关的性能指标满足要求。对设计出的产品进行实测,在DC~20 GHz的频段,开关的电压驻波比小于1.2,插入损耗小于0.5 dB,隔离度大于90 dB,满足设计要求。结果表明:矩阵开关具有比普通微波开关更加灵活的传输切换方式。矩阵开关在保证传输切换灵活性的前提下避免了因此而产生的指标恶化,因此具有一定的经济效益。

微波开关自动测试系统设计

针对当前微波开关指标测试流程复杂、测试方法自动化程度低问题,提出了一套集指标测试、数据采集和数据管理功能于一体的自动化测试系统;该系统基于微波开关生产及试验环节的实际使用需求,通过软件平台实现对通用测量仪器及遥控遥测设备、射频开关矩阵等设备的自动化控制,单次可满足最多16个微波开关的同步测试,可实现同轴型和波导型两类开关的S参数、切换时间、门限电压、接触电阻、跑荷等总计18种指标参数的测试和试验数据管理,达到了测试效率和试验质量的双提升。

基于RF开关矩阵的雷达双通道测试平台

雷达性能测试贯穿于雷达系统的研发和使用阶段,针对目前雷达测试平台存在集成化、稳定性不足的情况,设计了一种基于射频(RF)开关矩阵的雷达性能双通道集成测试平台;首先,基于RF开关矩阵和通用仪器设计双通道测试结构;继而开发程控软件,同步控制开关矩阵的切换和各项仪器的数据采集,实现自动化雷达性能测试;该平台校准面插损和测试面插损之间的误差远小于传统方法,对雷达指标的测试精度可达到0.1dB以上;且通过自动化的信号采集、信号处理及数据分析,实现了对雷达设备的高精度、高效率自动化性能测试。

阵列天线相位一致性测试方法研究

基于干涉仪测向的应用背景,本文研究了一种基于紧缩场测试系统利用射频矩阵开关校正天线单元相位一致性的快速测试方法。相对于将天线阵列单元的相位中心放置于测试转台的中心进行测试的传统方法,该方法不仅能够减少烦琐的操作步骤,而且大大压缩了测试所需要的时间。经过验证对比,该测试方法简单可行,具有可操作性,对工程实践具有一定的借鉴意义。