本發(fā)明涉及一種太赫茲頻段功率放大芯片在片功率測試系統(tǒng)及測試方法，所述的方法適用于太赫茲頻段的功率放大芯片的相關(guān)測試，屬于微波通信中的芯片測試領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

太赫茲（THz）波指頻率在100GHz-10THz范圍的電磁波，介于微波和光波之間，具有波長短、透過率高、帶寬寬等特點，太赫茲頻段在成像、頻譜檢測和高傳輸速率通信等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，在雷達系統(tǒng)軍事電子領(lǐng)域有重要的應(yīng)用方向，如高精度雷達、反隱形雷達、保密通信和太赫茲成像探測等。

太赫茲功放芯片是支撐整個太赫茲固態(tài)系統(tǒng)的基石，是國內(nèi)外太赫茲研究的基礎(chǔ)和熱點，THz頻段功率放大芯片在片功率測試系統(tǒng)及測試方法也是目前該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，同時由于該頻段信號小，因此如何實現(xiàn)該頻段功放芯片的精確測試是一個技術(shù)難點，本發(fā)明提出一種用于THz頻段功率放大芯片在片功率測試系統(tǒng)及測試方法，實現(xiàn)該頻段的在片測試效率提升，并確保測試精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的是一種太赫茲頻段功率放大芯片在片功率測試系統(tǒng)及測試方法，其目的旨在避免裝架測試效率低下的問題，同時實現(xiàn)THz波段功率放大芯片輸出功率及增益等參量的測試，提高測試精度。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種太赫茲頻段功率放大芯片在片功率測試系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括處理器、探針臺、信號源、擴頻模塊、功率計、電源、左S彎及波導(dǎo)探針、右S彎及波導(dǎo)探針，其中，處理器的第一信號輸出/輸入端與探針臺的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，處理器的第二信號輸出/輸入端與信號源的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，處理器的第三信號輸入端與功率計的信號輸出端對應(yīng)相接，處理器的第四信號與電源的輸入輸出端相連，同時電源的另外一個輸出端接探卡的信號輸入端，探卡的信號輸出端接待測件(DUT)的信號輸入端，信號源的信號輸出端連接擴頻模塊輸入端，擴頻模塊輸出端連接左S彎及波導(dǎo)探針輸入端，右S彎及波導(dǎo)探針輸出端與功率計的輸入端相接，左、右S彎及波導(dǎo)探針間連接待測件(DUT)。

其測試方法，包括如下步驟：

1）建立信號源輸出功率與擴頻模塊輸出功率之間對應(yīng)關(guān)系；

2）在步驟1)的基礎(chǔ)上連接左S彎及波導(dǎo)探針和右S彎及波導(dǎo)探針；

3）測試在片系統(tǒng)損耗；

4）采集數(shù)據(jù)；

5） 處理器計算出待測太赫茲頻段功率放大芯片的輸入功率、輸出功率及增益；

6）判定是否需要進行其它芯片的測試。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1）通過分別建立信號源與擴頻模塊輸出功率及信號源與待測件輸出功率的關(guān)系，從而計算得到THz功率放大芯片各頻點輸入輸出間的對應(yīng)關(guān)系，解決了現(xiàn)有該頻段測試儀器輸出功率小，擴頻模塊輸出功率線形度差造成的測試精度下降的問題，實現(xiàn)了THz功率放大芯片輸出功率、增益等關(guān)鍵指標(biāo)的精確測試；

2）實現(xiàn)了對于THz功率放大器的在片自動測試，提高了測試效率。

附圖說明

圖1建立信號源輸出功率與擴頻模塊輸出功率之間對應(yīng)關(guān)系的系統(tǒng)框圖。

圖2是搭建在片測試系統(tǒng)后在探針間連接直通件，測試系統(tǒng)左右S彎及波導(dǎo)探針損耗的系統(tǒng)框圖。

圖3 是搭建在片測功率測試系統(tǒng)框圖。

圖4是對整個測試方法的流程圖。

具體實施方式

對照附圖，一種太赫茲頻段功率放大芯片在片功率測試系統(tǒng)，其特征是包括處理器、探針臺、信號源、擴頻模塊、功率計、電源、左S彎及波導(dǎo)探針、右S彎及波導(dǎo)探針，其中，處理器的第一信號輸出/輸入端與探針臺的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，處理器的第二信號輸出/輸入端與信號源的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，處理器的第三信號輸入端與功率計的信號輸出端對應(yīng)相接，處理器的第四信號與電源的輸入輸出端相連，同時電源的另外一個輸出端接直流探卡的電流輸入端，探卡的信號輸出端接待測件(DUT)的信號輸入端，信號源的信號輸出端連接擴頻模塊輸入端，擴頻模塊輸出端連接左S彎及波導(dǎo)探針輸入端，右S彎及波導(dǎo)探針輸出端與功率計的輸入端相接，左、右S彎及波導(dǎo)探針間連接待測件(DUT)。

對照附圖，太赫茲頻段功率放大芯片在片功率測試系統(tǒng)的測試方法包括如下步驟：

1）如圖1，建立信號源輸出功率與擴頻模塊輸出功率之間對應(yīng)關(guān)系；

利用處理器控制信號源輸出功率并采集信號源輸出不同功率時功率計檢測到的擴頻模塊輸出的功率值，建立信號源輸出功率與連接的擴頻模塊輸出功率之間的對應(yīng)關(guān)系；

2）如圖2，在步驟1)的基礎(chǔ)上連接左S彎及波導(dǎo)探針和右S彎及波導(dǎo)探針；

在片測試相較于裝架測試的優(yōu)點是不需要進行夾具設(shè)計，同時避免了裝架過程中由于金絲焊點等引入的寄生效應(yīng)所造成的對于測試結(jié)果的影響，且大大提高測試效率，所連接的在片測試系統(tǒng)框圖如圖2所示；

3）測試在片系統(tǒng)損耗；

將校準(zhǔn)片直通件置于兩個波導(dǎo)探針間，利用處理器利用數(shù)據(jù)傳輸線控制信號源輸出功率并采集信號源輸出不同功率時功率計檢測到的功率值，并與步驟1）中采集到的功率進行比較，兩者功率值相減即為連入的S彎及波導(dǎo)探針損耗，由于左S彎及波導(dǎo)探針和右S彎及波導(dǎo)探針完全一致，即可認定為左S彎及波導(dǎo)探針和右S彎及波導(dǎo)探針的損耗均為總損耗的一半；

4）采集數(shù)據(jù)；

如圖3將待測太赫茲頻段功率放大芯片置于兩個波導(dǎo)探針之間，直流探卡接觸到功放芯片直流加電位置，由處理器通過數(shù)據(jù)傳輸線控制電源及直流探卡對待測芯片進行加電（具體電壓值根據(jù)電路設(shè)計要求來定），并同時控制信號源輸出一定范圍內(nèi)的功率（具體功率值由電路設(shè)計要求來定），并對電源加電后實際測試的電壓、電流值及功率計的輸出功率進行采集；

5）處理器計算出待測太赫茲頻段功率放大芯片的輸入功率、輸出功率及增益；

定義擴頻模塊對應(yīng)不同信號源輸入功率的輸出功率為，則在連接左、右S彎及波導(dǎo)探針連接直通件后采集得到的輸出功率為，連接待測功放芯片后輸出功率為，因此可以計算得到左右S彎及波導(dǎo)探針的損耗均為

從而實際輸入待測功率放大芯片的輸入功率為

待測太赫茲頻段功率放大芯片實際輸出功率為：

功率放大器的增益為：

6）根據(jù)實際測試需求判定（是否需要進行其它芯片的測試，若需要則利用處理器通過數(shù)據(jù)傳輸線程控移動探針臺位置至另一個待測的功放芯片處，重復(fù)4）-5）進行另一個待測芯片的測試，若不需要則結(jié)束測試。

根據(jù)本測試方法實現(xiàn)太赫茲頻段功率放大芯片測試實例如下。