本發(fā)明涉及低溫放大器測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫放大器功率穩(wěn)定度測試系統(tǒng)及其測試方法。

背景技術(shù)：

低溫放大器是低溫接收器的核心器件之一，決定著整個(gè)接收系統(tǒng)的成敗。由于低溫接收機(jī)主要應(yīng)用于對(duì)靈敏度要求極高的天文觀測和軍用偵察雷達(dá)中，因此，低溫放大器的狀態(tài)是否穩(wěn)定關(guān)系到低溫接收機(jī)的整體性能。目前，低溫放大器功率穩(wěn)定度測試通常采用手動(dòng)測試，需要進(jìn)行長時(shí)間的測量且需要手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)量大、測量精度要求高時(shí)，容易發(fā)生誤操作、誤記錄等問題，影響測量效率和測量結(jié)果的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種低溫放大器功率穩(wěn)定度測試系統(tǒng)及其測試方法，該測試系統(tǒng)及測試方法能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，對(duì)低溫放大器功率穩(wěn)定度進(jìn)行高效測量，且能夠保證測量結(jié)果的可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種低溫放大器功率穩(wěn)定度測試系統(tǒng)，包括空間信號(hào)接收模塊、低溫放大器、直流電源模塊、輸出信號(hào)檢測模塊、信號(hào)發(fā)生器和主控模塊。所述空間信號(hào)接收模塊的輸出端接低溫放大器的輸入端，該空間信號(hào)接收模塊用于接收空間信號(hào)。所述直流電源模塊用于為低溫放大器供電。所述信號(hào)發(fā)生器的輸出端與輸出信號(hào)檢測模塊的輸入端相連，該信號(hào)發(fā)生器用于對(duì)輸出信號(hào)檢測模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。所述輸出信號(hào)檢測模塊與主控模塊交互式連接，該輸出信號(hào)檢測模塊用于檢測低溫放大器的輸出功率。

進(jìn)一步的，所述空間信號(hào)接收模塊為真空杜瓦。

進(jìn)一步的，所述輸出信號(hào)檢測模塊為功率計(jì)。

進(jìn)一步的，所述主控模塊通過USB連接線與輸出信號(hào)檢測模塊相連。

本發(fā)明還涉及一種上述低溫放大器功率穩(wěn)定度測試系統(tǒng)的測試方法，該方法包括以下步驟：

(1)將功率計(jì)的輸入端與低溫放大器的輸出端斷開，并將功率計(jì)的輸入端連接到信號(hào)發(fā)生器的輸出端上，功率計(jì)的輸入輸出端連接到主控模塊的輸入輸出端上；

(2)設(shè)功率計(jì)當(dāng)前需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)為Pj，功率計(jì)全部需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)的個(gè)數(shù)為n；將信號(hào)發(fā)生器的輸出功率設(shè)置為Pj；主控模塊讀取功率計(jì)當(dāng)前的輸出功率Pj’；采用公式Paj＝Pj’-Pj求出功率計(jì)當(dāng)前需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)Pj所對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值Paj；

(3)重復(fù)步驟(2)，獲取功率計(jì)全部需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值；

(4)將功率計(jì)的輸入端與信號(hào)發(fā)生器的輸出端斷開，并將功率計(jì)的輸入端連接到低溫放大器的輸出端上，功率計(jì)的輸入輸出端連接到主控模塊的輸入輸出端上；

(5)當(dāng)功率計(jì)的輸出功率為Pj時(shí)，主控模塊通過功率計(jì)測得的低溫放大器的輸出功率為Pi＝Pj，并采用公式Pi`＝Pi+Paj對(duì)低溫放大器的輸出功率進(jìn)行補(bǔ)償，得到低溫放大器補(bǔ)償后的輸出功率Pi`；

(6)重復(fù)步驟(5)，主控模塊獲取功率計(jì)全部需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的低溫放大器的補(bǔ)償后的輸出功率{Pi`，i＝1,2,……,n}，并采用公式Pv＝(P1`+P2`+……+Pn`)/n求得低溫放大器的補(bǔ)償后的輸出功率的平均值Pv；

(7)采用以下公式求得低溫放大器的功率穩(wěn)定度：

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了低溫放大器功率穩(wěn)定度的自動(dòng)測試，具有測試效率高、成本低等特點(diǎn)，且實(shí)現(xiàn)了無人值守。本發(fā)明能夠?qū)β视?jì)及信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)與補(bǔ)償，無需人為操作，可以對(duì)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說明

圖1是低溫放大器功率穩(wěn)定度測試系統(tǒng)的原理框圖；

圖2是低溫放大器功率穩(wěn)定度測試系統(tǒng)的測試方法流程圖。

其中：

1、空間信號(hào)接收模塊，2、低溫放大器，3、直流電源模塊，4、信號(hào)發(fā)生器，5、輸出信號(hào)檢測模塊，6、主控模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

如圖1所示的一種低溫放大器功率穩(wěn)定度測試系統(tǒng)，包括空間信號(hào)接收模塊1、低溫放大器2、直流電源模塊3、輸出信號(hào)檢測模塊5、信號(hào)發(fā)生器4和主控模塊6。所述空間信號(hào)接收模塊1的輸出端接低溫放大器2的輸入端，該空間信號(hào)接收模塊1用于接收空間信號(hào)。所述直流電源模塊3用于為低溫放大器2供電。所述信號(hào)發(fā)生器4的輸出端與輸出信號(hào)檢測模塊5的輸入端相連，該信號(hào)發(fā)生器4用于對(duì)輸出信號(hào)檢測模塊5進(jìn)行校準(zhǔn)。所述輸出信號(hào)檢測模塊5與主控模塊6交互式連接，該輸出信號(hào)檢測模塊5用于檢測低溫放大器的輸出功率。所述主控模塊用于獲取功率計(jì)的輸出功率，并通過將信號(hào)發(fā)生器設(shè)置成不同的輸出對(duì)功率計(jì)測得的功率進(jìn)行校準(zhǔn)；所述主控模塊還用于根據(jù)測得的低溫放大器的功率值與以及功率計(jì)的校準(zhǔn)值，在對(duì)應(yīng)的測量時(shí)間長度下對(duì)低溫放大器的功率穩(wěn)定度進(jìn)行計(jì)算。

進(jìn)一步的，所述空間信號(hào)接收模塊1為真空杜瓦。

進(jìn)一步的，所述輸出信號(hào)檢測模塊5為功率計(jì)。

進(jìn)一步的，所述主控模塊6通過USB連接線與輸出信號(hào)檢測模塊5相連。

本發(fā)明還涉及一種上述低溫放大器功率穩(wěn)定度測試系統(tǒng)的測試方法，該方法包括以下步驟：

(1)將功率計(jì)的輸入端與低溫放大器的輸出端斷開，并將功率計(jì)的輸入端連接到信號(hào)發(fā)生器的輸出端上，功率計(jì)的輸入輸出端連接到主控模塊的輸入輸出端上；

(2)設(shè)功率計(jì)當(dāng)前需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)為Pj，功率計(jì)全部需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)的個(gè)數(shù)為n；將信號(hào)發(fā)生器的輸出功率設(shè)置為Pj；主控模塊讀取功率計(jì)當(dāng)前的輸出功率Pj’；采用公式Paj＝Pj’-Pj求出功率計(jì)當(dāng)前需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)Pj所對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值Paj；

(3)重復(fù)步驟(2)，獲取功率計(jì)全部需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值；

(4)將功率計(jì)的輸入端與信號(hào)發(fā)生器的輸出端斷開，并將功率計(jì)的輸入端連接到低溫放大器的輸出端上，功率計(jì)的輸入輸出端連接到主控模塊的輸入輸出端上；

(5)當(dāng)功率計(jì)的輸出功率為Pj時(shí)，主控模塊通過功率計(jì)測得的低溫放大器的輸出功率為Pi＝Pj，并采用公式Pi`＝Pi+Paj對(duì)低溫放大器的輸出功率進(jìn)行補(bǔ)償，得到低溫放大器補(bǔ)償后的輸出功率Pi`；

(6)重復(fù)步驟(5)，主控模塊獲取功率計(jì)全部需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的低溫放大器的補(bǔ)償后的輸出功率{Pi`，i＝1,2,……,n}，并采用公式Pv＝(P1`+P2`+……+Pn`)/n求得低溫放大器的補(bǔ)償后的輸出功率的平均值Pv；

(7)采用以下公式求得低溫放大器的功率穩(wěn)定度：

下面對(duì)本發(fā)明所述的低溫放大器功率穩(wěn)定度測試系統(tǒng)的測試方法詳細(xì)進(jìn)行說明：

S1、先對(duì)功率計(jì)的測量值進(jìn)行校準(zhǔn)，確定功率計(jì)各個(gè)需要校準(zhǔn)的功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值。將功率計(jì)的USB端與主控模塊的電腦端相連，打開主控模塊的低溫放大器功率穩(wěn)定度自動(dòng)測試平臺(tái)。主控模塊采用便攜式筆記本，該筆記本上安裝有低溫放大器功率穩(wěn)定度自動(dòng)測試平臺(tái)。

S2、主控模塊按照存儲(chǔ)路徑加載測試平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)文件，選取測量數(shù)據(jù)的存放位置，確定測量的時(shí)間間隔與測量時(shí)間長度。所述的驅(qū)動(dòng)文件為測試平臺(tái)的入口文件，內(nèi)包括n條測試語句，每一條語句內(nèi)包括“測試儀器種類”、“測試儀器的操作名稱”，“測試儀器對(duì)應(yīng)的操作”以及與操作有關(guān)的“相關(guān)參數(shù)”，語句的順序即為整個(gè)測試運(yùn)行的邏輯順序。所述的測量時(shí)間間隔與時(shí)間測量長度是指，功率穩(wěn)定度測量作為一種與時(shí)間有關(guān)的量，測量點(diǎn)數(shù)與測量時(shí)間決定測量精度。測量時(shí)間間隔與測量時(shí)間長度可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用設(shè)置。

S3、主控模塊控制功率計(jì)，發(fā)送復(fù)位命令使功率計(jì)復(fù)位到最初始態(tài)，并對(duì)功率計(jì)進(jìn)行以下設(shè)置：設(shè)置測量頻率及輸出值單位，設(shè)置使用外部校零校準(zhǔn)。此時(shí)需保證功率計(jì)輸出端與被測件(即低溫放大器)斷開。執(zhí)行初始化校零校準(zhǔn)，等待校零校準(zhǔn)過程結(jié)束后，查詢校零校準(zhǔn)結(jié)果，保證校零校準(zhǔn)正確。

所述的主控模塊控制功率計(jì)，在主控模塊中設(shè)有儀器操作命令容器，該操作命令容器保存“測試儀器種類1”、“測試儀器的操作名稱1”，“測試儀器對(duì)應(yīng)的操作1”以及與操作有關(guān)的“相關(guān)參數(shù)1”，并且將這四個(gè)變量一一對(duì)應(yīng)。從驅(qū)動(dòng)文件中解析第一條語句，將解析到的語句中的“測試儀器種類”與操作命令容器中“測試儀器種類1”變量進(jìn)行比較，如果匹配不成功，提示“無法解析到相應(yīng)設(shè)備”，如果匹配成功，將解析到的語句中“測試儀器的操作名稱”與操作命令容器中“測試儀器的操作名稱1”比較，如果匹配不成功，提示“無法解析到相關(guān)的操作”，如果匹配成功，操作命令容器將匹配的“測試儀器的操作名稱1”對(duì)應(yīng)的“測試儀器對(duì)應(yīng)的操作1”推送至功率計(jì)，功率計(jì)接收命令執(zhí)行操作；從驅(qū)動(dòng)文件中解析第二條語句，將解析到的語句中的“測試儀器種類”、“測試儀器的操作名稱”與操作命令容器中“測試儀器種類1”、“測試儀器的操作名稱1”變量進(jìn)行比較，同樣滿足條件時(shí)將對(duì)應(yīng)的“測試儀器對(duì)應(yīng)的操作1”推送至功率計(jì)，功率計(jì)接收命令執(zhí)行操作，直至解析到最后一條語句，流程結(jié)束。

S4、將信號(hào)發(fā)生器設(shè)置為所需校準(zhǔn)的頻率點(diǎn)，設(shè)置信號(hào)發(fā)生器模式為點(diǎn)頻輸出模式，輸出功率為測試功率的下限值P1dBm，將輸出模式打開。針對(duì)所有功率點(diǎn)的校準(zhǔn)是在同一個(gè)頻率點(diǎn)下進(jìn)行的，信號(hào)發(fā)生器開機(jī)后，要先設(shè)定好頻率點(diǎn)。

S5、此時(shí)將功率計(jì)的輸入端與信號(hào)發(fā)生器的輸出端相連接，主控模塊控制功率計(jì)模式為自由運(yùn)行模式并且開始測量，發(fā)送查詢功率值命令并且查詢儀器返回值，記錄此時(shí)功率計(jì)的輸出功率Pm，將步驟S4中的Pm與P0做差值，(Pm-P0)dB即為需要對(duì)該功率點(diǎn)Pm進(jìn)行的補(bǔ)償值。

S6、重復(fù)步驟S4和S5，增加信號(hào)發(fā)生器測試功率的輸出值Pm，一一對(duì)應(yīng)記錄此時(shí)功率計(jì)測量的功率值，直至輸出功率為所需測量的上限值。計(jì)算每一個(gè)輸出功率的校準(zhǔn)值并且保存。至此得到所有功率點(diǎn)的補(bǔ)償值，功率計(jì)校準(zhǔn)完畢。增加信號(hào)發(fā)生器測試功率的輸出值用于補(bǔ)償功率計(jì)測量值，增加幅度根據(jù)實(shí)際精度決定。

S7、將功率計(jì)輸入端與信號(hào)發(fā)生器輸出端斷開，且將低溫放大器的輸出端與功率計(jì)的輸入端連接。主控模塊開始測量功率計(jì)的輸出功率。主控模塊發(fā)送查詢命令值并且查詢儀器返回值，此時(shí)查詢到的值即為此時(shí)低溫放大器的輸出功率，記錄之。主控模塊按照步驟S2中的測量時(shí)間間隔與測量時(shí)間長度記錄測量值，若時(shí)間間隔設(shè)為a ms，時(shí)間長度設(shè)為b hour，則總共需要測量b*1000*60*60/a個(gè)功率值，循環(huán)測量直至數(shù)據(jù)記錄完畢。

S8、根據(jù)功率計(jì)校準(zhǔn)過程測得的補(bǔ)償值對(duì)低溫放大器的功率值進(jìn)行補(bǔ)償，得到最終測量值。根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算得出所測時(shí)間長度內(nèi)低溫放大器的功率穩(wěn)定度。

根據(jù)校準(zhǔn)過程測得的補(bǔ)償值對(duì)低溫放大器的功率值進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后的值為最終功率計(jì)測得的低溫放大器功率值。采用以下公式求得低溫放大器的功率穩(wěn)定度：

設(shè)Pi`為第i次測量得出的低溫放大器補(bǔ)償后的輸出功率(i＝1,2……n)，測試時(shí)間間隔為Δt毫秒，測試時(shí)間長度為T小時(shí)，則測量樣本的總個(gè)數(shù)為n＝T*60*60*1000/Δt，全部測量樣本的輸出功率平均值為Pv＝(P1+P2+……+Pn)/n，

則采用以下公式求得低溫放大器的功率穩(wěn)定度：

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。