一种矢网多通道S参数优化测试方法、装置和存储介质与流程

一种矢网多通道s参数优化测试方法、装置和存储介质
技术领域
1.本发明涉及一种矢网多通道s参数优化测试方法、装置和存储介质。


背景技术：

2.随着雷达技术的发展，对雷达组件的自动测试技术的要求也在日益提高，提高测试效率显得越发重要，尤其表现在提高多通道组件工作频段内的多频点的s参数测试效率上。
3.目前自动测试系统进行s参数测试时基本上使用矢量网络分析仪，而矢量网络分析仪测试时受端口数量限制，通常都是双端口的，也有四端口或是八端口的，但是端口越多仪表成本越高。目前雷达组件的s参数测试通常也只用到矢量网络分析仪的双端口测试，在自动测试系统软件中用矩阵开关切换组件通道，在测试前对各个测试通道进行校准，校准信息分别保存，测试时把被测件的所有通道同时接入测试系统，自动测试系统根据测试要求把矩阵开关切换至当前测试通道，调用当前测试通道的校准trace信息，对trace进行format和measure参数的设置，根据设置分别采集对应的s参数结果，把相应的幅度相位驻波值输出给测试用户。这种方式使用程控方式切换矩阵开关的形式来控制射频信号在被测件通道之间的切换，无需手动切换被测件通道，减少了人工手动操作的时间，大幅度提高了测试速度，但是对矢量网络分析仪的使用还是沿用了手动操作方式时的方法，仅利用了矢量网络分析仪的单个channel功能来测试，没有发挥出目前矢量网络分析仪多channel技术的优势，还是有很大的提速空间。
4.矢量网络分析仪为多通道测试技术提供了channel功能，可以给多个channel设置不同的频率和激励信息，同一channel下的trace共享频率和激励信息，同时使用多个channel，那可以设置和channel个数一样多的频率和激励信息，以适应不同频段的测试。但是，矢量网络分析仪测试时还是使用trace概念，根据trace获取测试结果，可以多条trace同时工作，trace和channel不是一一对应的，一个channel可以有多条trace，但是一条trace只能在某个channel中。s参数同时进行测试，必须进行全二端口校准。全二端口校准会产生多条trace，而通常都是在同一个channel中设置多条trace，这些trace共享频率和激励信息，在测试时只能在当前channel的频率和激励信息下进行测试，限制了测试频段范围。
5.传统的快速测试方法，校准时按通道进行校准，每个通道对应一个校准文件，这样在测试时，测试系统进行通道切换后，必须重新调用当前通道对应的校准信息文件才能进行后续通道的测试。以6通道的组件测试为例，测试工作频段内的多频点（201点）的s参数，通常使用的快速测试方法的数据控制流程图如图1所示。


技术实现要素：

6.发明目的：针对目前在被测件多通道测试中存在的没有充分利用仪表多channel技术优势的现象，本发明提供一种用于提高测试效率的矢网多通道s参数测试方法，利用矢
量网络分析仪的多channel用于多通道组件的测试，从校准开始就把被测件的通道和矢网的channel绑定，每个channel中只绑定一条trace，使得trace号与被测件的通道一一对应，在校准时把所需测试通道一次性校准完成，保存在同一个状态文件（*.csa）文件中，测试时只需调用该状态文件，按被测件的测试通道定位校准信息中对应的校准trace信息，读取当前trace的矢量值，并通过算法计算出s参数对应值，即可得幅度相位驻波值。
7.本发明具体提供了一种矢网多通道s参数优化测试方法，包括以下步骤：步骤1，将测试系统的测试通道与矢量网络分析仪的窗口以及该窗口所对应的迹线一一对应绑定，并生成校准信息；所述校准信息包括所有测试通道的名称、与测试通道对应的窗口的名称以及对应的迹线的名称；步骤2，将被测件的待测试通道与测试系统的测试通道一一对应连接，一次性调用所述校准信息对被测件进行测试。
8.步骤1包括：步骤1-1，校准连接；步骤1-2，程控设置通道绑定；步骤1-3，程控设置第一迹线trace1的校准信息：设置频点信息、中频带宽、输入激励值；步骤1-4，程控实施校准；步骤1-5，重复进行其他通道的校准：按照步骤1-1~步骤1-4进行下一个通道的连接、程控设置及校准，校准完成后确认；步骤1-6，保存校准信息：所有通道的校准完成后，使用程控指令保存状态文件至矢量网络分析仪的指定路径。
9.步骤1-1包括：确定需要测试的通道，把校准件连接至测试通道和矢量网络分析仪的两个接口之间；每个通道的测试通道不同，做校准时，一个通道的校准完成后再进行下一个通道的连接校准。
10.步骤1-2包括：当前通道的校准连接完成后，在矢量网络分析仪的程控指令中，先清除所有的s参数设置，打开第一窗口windows1的显示，打开第一通道channel1，打开第一迹线trace1进行通道绑定；把窗口的名称id改成n，通道的名称id改为n，则能够完成其他通道的窗口、通道、迹线绑定。
11.步骤1-4包括：选择电子校准件，开始测试第一通道的校准，等待矢量网络分析仪的自动校准完成，校准完毕后确认。
12.步骤2包括：步骤2-1，测试连接：把被测件连接至测试通道和矢量网络分析仪的port1和port2之间；步骤2-2，使用程控指令一次性调出校准信息文件；步骤2-3，按测试通道定位校准信息：根据当前设置的通道来定位校准信息，程控设置对应的迹线测试信息；步骤2-4，读取当前trace的矢量值，存入缓存中；步骤2-5，进行s参数的计算；
步骤2-6，得到当前通道的幅度相位驻波值：计算当前trace中所有频点对应的矢量信息，得到完整的trace值，和显示在矢量网络分析仪上的值完全一致。
13.步骤2-5包括：把缓存中的数据按以下公式进行计算，得到幅度值amplitude、相位值phase、驻波值swr：amplitude=phase=swr=其中a表示采集回来的矢量值的实部，b表示采集回来的矢量值的虚部。
14.本发明方法还包括步骤3：关闭显示：根据步骤1~2，确认测试结果的正确性后，在测试过程中调用完校准数据后，关闭所有显示，直接进行测试通道切换及校准信息的定位，采集数据进行计算。
15.本发明还提供了一种矢网多通道s参数优化测试装置，包括：校准信息生成模块，用于，将测试系统的测试通道与矢量网络分析仪的窗口以及该窗口所对应的迹线一一对应绑定，并生成校准信息；所述校准信息包括所有测试通道的名称、与测试通道对应的窗口的名称以及对应的迹线的名称；测试模块，用于，将被测件的待测试通道与测试系统的测试通道一一对应连接，一次性调用所述校准信息对被测件进行测试。
16.本发明还提供了一种存储介质，存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被运行时，实现所述的方法。
17.有益效果：本发明通过在校准时绑定测试通道，将所有通道的信息校准完成后存储为一个状态文件，且存储在矢量网络分析仪本地硬盘上，在测试时，仅需测试系统通过程控计算机发出调用指令，直接在本地调用校准的状态文件，减少程控计算机与矢量网络分析仪之间使用网络传输校准文件的时间。
18.另外，测试时一次性读取矢量数据，用算法进行所有s参数的计算，减少了每个通道的format和measure的设置及数据采集时间。在必要时，还可以在测试中关闭矢量网络分析仪的显示部分，即组件的通道切换后定位校准通道，直接采集数据计算，不显示在矢量网络分析仪的屏幕上，又可以节省数据显示的时间。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
20.图1是现有的测试方法的数据控制流程图。
21.图2是本发明方法的数据控制流程图。
22.图3是校准的过程示意图。
23.图4是校准连接示意图。
24.图5是被测件测试过程示意图。
25.图6是测试连接示意图。
26.图7是本发明方法与常规方法的测试时间比较示意图。
具体实施方式
27.如图2所示，本发明提出的提速方法体现在两个方面：一是校准，从校准开始就进行测试通道的绑定，所有通道的信息校准完成后存储为一个状态文件（*.csa），且存储在矢量网络分析仪本地硬盘上，在测试时，仅需测试系统通过程控计算机发出调用指令，直接在本地调用校准的状态文件，减少程控计算机与矢量网络分析仪之间使用网络传输校准文件的时间。状态文件的一次性调用，减少了校准数据的调用次数，大大压缩了校准数据的调用时间；二是测试时一次性读取矢量数据，用算法进行所有s参数的计算，减少了每个通道的format和measure的设置及数据采集时间。在必要时，还可以在测试中关闭矢量网络分析仪的显示部分，即组件的通道切换后定位校准通道，直接采集数据计算，不显示在矢量网络分析仪的屏幕上，又可以节省数据显示的时间。
28.（一）校准利用矢量网络分析仪的多channel技术，即不同channel可以绑定不同频段的信息，来进行不同测试通道的校准。为了测试结果显示的独立性，把不同channel绑定到不同的windows中显示。
29.首先测试系统切换到测试通道1上，对通道1进行校准。此时矢网要进行的绑定动作有：清除目前所有的s参数定义，选择windows1，选择channel1，定义第一条trace的名称，矢网不仅以序号来标识trace，也以名称来标识trace，这样，在校准过程中，给每条trace按规则命名，包含通道序号，以序号进行第一重绑定，比如把trace名称定义为“ch1-s12”。测试时，按同样的命名规则就可以找到测试通道对应的trace。
30.利用手动校准件实施全二端口校准时，校准过程中会产生三条trace，分别对应s参数的不同format：s12，s11，s22。那么校准完成后，当前通道绑定的channel中会有三条trace，就无法做到一个通道绑定一条trace。那就必须删除多余的trace，即s11和s22，保证只有一条trace1对应通道1。此时，通道1的校准完成。
31.利用电子校准件进行全二端口校准时，校准过程中产生的trace矢网会自动删除，校准完成后即剩余一条trace，自动测试系统无需做额外的操作。
32.通道1校准完成后，测试系统切换到测试通道2上，对通道2进行校准。此时，矢网需要选择windows2，选择channel2，定义trace的名称为“ch2-s12”，此时，trace序号自动转为2，实现了测试通道2和trace2的绑定。手动校准件或是电子校准件校准的方式同通道1的操作，校准完成后即完成通道2的校准。其他通道的校准同通道2。
33.下面以全二端口自动校准为例进行说明。整个校准的过程如图3所示。
34.（1）校准连接首先确定需要测试的通道，把自动校准件按图4连接至测试通道和矢量网络分析仪的port1和port2之间。每个通道的测试通道不同，做校准时，一个通道的校准完成后再进行下一个通道的连接校准。校准连接如图4所示。
35.（2）程控设置通道绑定当前通道的校准连接完成后，在矢量网络分析仪的程控指令中，先清除所有的s参
数设置，打开windows1的显示，打开channel1，打开trace1进行通道绑定。
36.其他通道（通道id为n）的windows，channel，trace绑定仅需把windows的id改成n，channel的id改为n即可。
37.（3）程控设置trace1的校准信息设置频点信息（开始频率、终止频率、扫频点数），设置中频带宽，设置输入激励值，1通道以外的其他通道（通道id为n）的trace设置参照上述指令步骤。如果其他通道的频率信息和激励信息和通道1一样，则采用如下程控指令实现，无需逐条指令发送设置命令。
38.（4）程控实施校准选择电子校准件，开始测试通道1的校准。等待矢量网络分析仪的自动校准完成，校准完毕后确认。
39.（5）重复进行其他通道的校准按照上述4个步骤进行下一个通道的连接，程控设置及校准，校准完成后确认。
40.（6）保存校准信息所有通道的校准完成后，使用程控指令保存状态文件（*.csa）至矢量网络分析仪的指定路径，便于后续调用。
41.（二）测试被测件测试过程如图5所示：（1）测试连接首先把被测件连接至测试通道和矢量网络分析仪的port1和port2之间。测试连接如图6所示；（2）一次性调用校准数据使用程控指令调出校准信息文件。
42.（3）按测试通的定位校准信息根据当前设置的通道来定位校准信息，程控设置对应的trace测试信息。
43.（4）读取当前trace的矢量值此时测试通达定位在6通道上，采集的是6通道的数据。程控设置数据格式为ascii 码，设置measure:data为sdata，采集数据至缓存。
44.（5）按算法进行s参数的计算把缓存中的数据按以下公式进行计算，得到幅度、相位、驻波值。其中（a,b）表示采集回来的矢量值，采集回来的数据个数为扫频点数的2倍，每个数据以“，”分隔，显示如下：。根据s参数计算公式，可以计算出n个值，即为trace对应的各个format格式下的值。
45.幅度计算公式为：amplitude= 相位计算公式：phase= 驻波计算公式：
swr= （6）得到当前通道的幅度相位驻波值程控计算机把当前trace中所有频点对应的矢量信息经过计算得到完整的trace值，和显示在矢量网络分析仪上的值完全一致。
46.（三）关闭显示根据上述步骤，确认测试结果的正确性后，可以在测试过程中调用完校准数据后，关闭所有显示，直接进行测试通道切换及校准信息的定位，采集数据进行计算，进一步加快测试速度。
47.综上所述，本方法通过改变校准信息与测试通道的绑定，在矢量网络分析仪本地存储空间存储所有校准信息于同一个文件中，测试时一次性调用校准信息，按通道绑定信息定位校准信息，一次性采集当前通道测试的矢量值，通过计算获取s参数值。这种方法的最大通道数仅受制于矢量网络分析仪的windows数和channel数，而矢量网络分析仪的windows数可达500，channel数可达500，充分利用了矢量网络分析仪的多通道技术，利用程控技术在不改变测试系统硬件状态的条件下即可实现多通道的s参数快速测试。
48.为验证本发明的正确性，本发明使用雷达组件的实际测试时间来验证。在对一个8通道tr组件进行s参数测试，工作频率为8-12ghz，频点步进为10mhz，即401点的测试。
49.首先保证两种方法在同一个自动测试系统中进行测试，保证所有硬件条件一致，然后使用同一个8通道的组件进行测试，保证测试结果一致的情况下，使用常规方法和本发明的方法分别进行测试，然后把该比较方法分别运用于64个组件和4096个组件的测试，组件测试时间见表格1。
50.表1测试时间（s）使用方法1个组件64个组件4096个组件常规方法402560163840本专利8.856436045使用折线图进行比对，结果如图7所示。
51.从表格中的数据可以看出，采用本发明提出的提速方法，在相同的测试系统对相同的被测件进行测试，单个组件的测试时间是秒级差距，但是随着组件数量的增加，就有了小时和天的差距，64个组件的测试时间从2560秒降到564秒，即从42分钟降到了9.4分钟，4096个组件从测试时间从163840秒降低到36045秒，即从45.51小时降低到10.01小时。本发明的提速方法大大节省了测试时间，尤其是大批量组件的测试，节约了大量的人力成本，达到了发明目的。
52.本实施例还提供了一种矢网多通道s参数优化测试装置，包括：校准信息生成模块，用于，将测试系统的测试通道与矢量网络分析仪的窗口以及该窗口所对应的迹线一一对应绑定，并生成校准信息；所述校准信息包括所有测试通道的名称、与测试通道对应的窗口的名称以及对应的迹线的名称；测试模块，用于，将被测件的待测试通道与测试系统的测试通道一一对应连接，一次性调用所述校准信息对被测件进行测试。
53.本实施例还提供了一种存储介质，存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被运行时，实现所述的方法。
54.如上所述，根据本技术实施例的装置，可以实现在各种终端设备中，例如分布式计算系统的服务器。在一个示例中，根据本技术实施例的装置可以作为一个软件模块和/或硬件模块而集成到所述终端设备中。例如，该装置可以是该终端设备的操作系统中的一个软件模块，或者可以是针对于该终端设备所开发的一个应用程序；当然，该装置同样可以是该终端设备的众多硬件模块之一。
55.替换地，在另一示例中，该装置与终端设备也可以是分立的终端设备，并且该装置可以通过有线和/或无线网络连接到该终端设备，并且按照约定的数据格式来传输交互信息。
56.本发明提供了一种矢网多通道s参数优化测试方法、装置和存储介质，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。