一种Ku波段多支路功率放大器相位差自动化测试装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种相位差自动化测试组件，特别涉及一种Ku波段多支路功率放大器相位差自动化测试装置及方法。
【背景技术】
[0002]相位均衡对多支路功率合成放大器有极其重要的作用，在多支路的功率放大器中由微波功率放大器，特别是电真空功率放大器的电路特性决定，在其工作频带内相位偏移较大；根据功率矢量叠加的原理，在功率合成器中由于相位的偏差会导致合成效率大大降低，致使输出功率降低，功耗增加。现阶段，为解决这一问题，多采用矢量网络分析仪，对每一支路的功率放大器逐个频点进行测试并记录，再通过频率源进行补偿，使得每一支路功率放大器在功率合成器输入端满足相位要求；这样做，工作量大，操作不便，测量效率低，数据准确度低。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种解决了传统方法的测定工作量大、操作不便、测量效率低、数据准确度低的问题。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种Ku波段多支路功率放大器相位差自动化测试装置，包括单刀三掷开关、信号调理单元、数据采集单元、控制单元和频率综合器；
[0005]所述单刀三掷开关，其三个不动端分别与被测的多支路功率放大器的三个输入端连接，用于切换被测的多支路功率放大器中不同支路的功率放大器；
[0006]所述信号调理单元，其输入端与所述被测的多支路功率放大器的输出端相连，用于将被测的多支路功率放大器输出的功率数据进行转换，得到符合数据采集单元采集标准的功率电平；
[0007]所述数据采集单元，其输入端与信号调理单元的输出端相连，其输出端与控制单元的信号采集输入端相连，用于采集功率电平，并将采集到的功率电平发送给控制单元；
[0008]所述控制单元，其四个输出端中的三个分别与所述频率综合器的三个输入端相连，用于向频率综合器发送控制信号；另一个输出端与所述单刀三掷开关的输入端相连，用于向单刀三掷开关发送转换控制信号；
[0009]所述频率综合器，其两个输出端分别与被测的多支路功率放大器的第四个输入端和单刀三掷开关的动端连接，用于分别根据控制信号将两路Ku波段的微波信号中的一路传递给单刀三掷开关的动端，将另一路微波信号传递给被测的多支路功率放大器的第四个输入端。
[0010]本发明的有益效果是:测定工作量小、操作方便、测量效率高、数据准确度高。
[0011]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0012]进一步，所述频率综合器包括恒温晶振、锁相环电路、第一频率综合通道和第二频率综合通道；
[0013]所述恒温晶振，其输出端分别与所述第一频率综合通道、第二频率综合通道和锁相环电路的时钟输入端相连，用于为第一频率综合通道、第二频率综合通道和锁相环电路提供参考频率；
[0014]所述锁相环电路，其输出端分别与所述第一频率综合通道和第二频率综合通道的混频输入端连接，用于产生本振信号，并将产生的本振信号传递给第一频率综合通道和第二频率综合通道；
[0015]所述第一频率综合通道，用于根据控制单元发送的控制信号将参考频率及本振信号通过直接数字频率合成及混频、倍频方式合成第一路Ku波段的微波信号；
[0016]所述第二频率综合通道，用于根据控制单元发送的控制信号将参考频率及本振信号通过直接数字频率合成及混频、倍频方式合成另一路Ku波段的微波信号。
[0017]进一步，所述第一频率综合通道和第二频率综合通道的结构相同，并且第一频率综合通道和第二频率综合通道输出的Ku波段的微波信号相位差可控。
[0018]进一步，所述第一频率综合通道包括直接数字频率综合器、第一倍频器、第一滤波器、第一放大器、第二倍频器、第二滤波器、第二放大器、混频器、第三滤波器、第三放大器、第三倍频器、第四滤波器和第四放大器；
[0019]所述直接数字频率综合器的两个输入端分别与所述控制单元和所述恒温晶振连接，所述直接数字频率综合器、第一倍频器、第一滤波器、第一放大器、第二倍频器、第二滤波器、第二放大器依次连接，所述第二放大器与所述混频器的中频输入端连接，所述混频器的本振输入端与锁相环电路连接，所述混频器的射频输出端与第三滤波器连接，所述第三放大器与第三倍频器、第四滤波器和第四放大器依次连接。
[0020]进一步，所述被测的多支路功率放大器包括第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器、第四功率放大器和功率合成器；
[0021]所述第一功率放大器、第二功率放大器和第三功率放大器的输入端分别与单刀三掷开关的三个不动端连接，所述第四功率放大器的输入端与所述第一频率综合通道的输出端连接，所述第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器和第四功率放大器的输出端分别与所述功率合成器连接。
[0022]进一步，一种Ku波段多支路功率放大器相位差自动化测试方法，包括以下步骤:
[0023]步骤1:控制单元分别对频率综合器中的两个直接数字频率综合器和锁相环电路下达控制指令，使两个直接数字频率综合器输出设定的参考频率、锁相环电路输出设定的本振信号；
[0024]步骤2:两个直接数字频率综合器的输出信号分别经过第一频率综合通道和第二频率综合通道输出Ku波段的微波信号；
[0025]步骤3:控制单元对单刀三掷开关下达控制指令使其动端连接到与被测的多支路功率放大器中的任一被测功率放大器相连接的不动端；
[0026]步骤4:控制单元控制一个直接数字频率综合器输出固定初始相位信号，并根据被测功率放大器输出的功率数据控制另一个直接数字频率综合器调整输出信号的相位，直至数据采集单元采集到最大的功率电平时，保存该功率电平所对应的第一直接数字频率合成器与第二直接数字频率合成器输出信号所对应的相位差值；
[0027]步骤5:控制单元控制单刀三掷开关，使单刀三掷开关动端分别接到另外两个与单刀三掷开关的不动端连接的功率放大器，重复执行步骤4，依次采集并保存每个与不动端连接的功率放大器的输入端和第一频率综合通道的输出端连接的功率放大器的合成功率，当合成功率达到最大输出功率时，保存第一直接数字频率合成器与第二直接数字频率合成器输出信号所对应的相位差值。
[0028]步骤6:控制单元分别对频率综合器中的两个直接数字频率综合器和锁相环电路发送控制信号，使两个直接数字频率综合器输出设定的振荡频率、锁相环电路输出设定的本振信号，进而使第一频率综合通道和第二频率综合通道输出Ku波段内的目标频点，并重复步骤I至5，得到在目标频点的输出功率满足预设条件时所对应的相位差值；
[0029]步骤7:根据在每个频点保存的第一直接数字频率合成器与第二直接数字频率合成器输出信号所对应的相位差值，计算出被测功率放大器在输出功率满足预设条件时，所对应的每一支路功率放大器输入端的相位差。
[0030]进一步，所述步骤2具体为:两个直接数字频率综合器的输出信号分别经过第一频率综合通道和第二频率综合通道中的第一倍频器、第一滤波器、第一放大器、第二倍频器、第二滤波器和第二放大器后输出高频段的微波信号，然后此信号与锁相环电路产生的本振信号通过混频器进行上变频后输出更高频段的微波信号，最后经过第三滤波器、第三放大器、第三倍频器、第四滤波器和第四放大器产生相位可控的Ku波段的微波信号。
[0031]进一步，所述步骤4具体为:所述控制单元控制第一直接数字频率综合器输出固定初始相位信号，同时下达对第二直接数字频率综合器的输出信号相位修改的指令；
[0032]被测功率放大器输出的功率数据经过信号调理单元的转换，得到符合数据采集单元采集标准的功率电平，采集到的功率电平传输到控制单元，控制单元将功率电平转换为功率数据后保存