1、机载电子设备 ATE 微波控制器设计与研制 张旺 南京恒电电子有限公司 摘 要： 本文设计并研制一种新型的 ATE 微波控制器, 应对 ATE 各种射频线路的控制与连接自动化。研究根据 ATE 微波控制器总体设计方案以及 ATE 微波控制器射频控制的实际需求, 规划控制器整体架构、硬件结构及调理电路, 附例法阐述软件控制编码设计。实践结果显示:该微波控制器射频传输损耗小, 微波开关切换精准度高, 可以实现 ATE 系统对微波控制器射频仪器资源与被测射频设备射频高精度连接。关键词： 射频测试; 自动测试设备; 射频控制; 微波开关; 被测设备; 作者简介：张旺 (1984-) , 男, 江苏盐城
2、人, 本科, 助理工程师, 从事微波射频电路方面的研究。0 引言在现有技术市场中, ATE 系统在众多大型机载电子设备的系统中深受青睐1。ATE 测试根据不同的测试方法简单分为视频测试、射频测试、高频测试、低频测试几种。研究设计新型微波控制器, 可以利用远程操作的方式实现 ATE 系统对微波控制器射频仪器资源与被测射频设备射频连接。1 总体方案设计和硬件结构设计1.1 微波控制器的总体设计新型的控制器以工控机为关键组件, 以数字 I/O 控制为基础, 利用特制的笔记本内置接口卡实现各模块控制, 完成各种测试和系统调试。工控机连接机箱采用特制的主机箱, 利用 1394 总线实现关键组件与 VXI
3、 控制器通信, 达到程控目的。利用 VMIP 接口, VM 型数字模块, 完成各模块与机箱的链接操控。图 1 微波控制器工作原理方框图 下载原图该微波控制器可通过远程控制自动进行射频端口信号的切换。微波同轴开关的选择应考虑隔离能力, 综合考虑插损, 可靠性等因素。相较于一般同轴开关, Agilent 同轴开关具备插损值小, 相邻通道隔离度大, 高可靠性通断操作, 动作速度快等优点。而上海华湘单刀双掷同轴开关具有通过耐受性高, 适合大功率射频的特点。故选择在微波测试时两种开关合理搭配, 优化使用。K 1 和 K 2 选择上海华湘 SHX-801001-F-S 同轴开关。K 3 和 K 4K 6
4、分别选择 Agilent 8766-8767 型同轴开关。同时设计添加 250W 的 30d B 射频衰减器, 控制射频功率高的信号功率衰减, 在一定范围内保障各组件和仪器的安全。图 2 微波开关射频电缆连接示意图 下载原图2 微波开关的软件控制编码设计微波控制器各同轴开关的控制编码设计 6 组分数字控制, 每组分又由一个外接时钟 CLK 控制针、I/O 控制针、以及 DATA x.0-7三个部分组成。设计利用一种组合的的正确电平驱动, 将上述几种类型开关组合形成新的微波控制器, 保障测试仪器端与 COM 端的连接可靠性。如图 2, 施加给 K 1、K 2 控制端高电平, 开关公共端与 NO、
5、NC 端选择链接。如表 1, 施加给 K3K6 控制端高电平, 选择控制具有不唯一性。表 1 微波开关射频端口选择控制表1 下载原表 3 微波控制器调试与测试结果在总体结构布局设计上, 设计将控制器内部分为两个大区, 即开关区与其他电路区。又具体划分为调理电路、电源、微波控制区等不同功能区。该微波控制器较于其他控制器, 具有射频传输精度高, 安装维修简单易行, 抗干扰性高等明显优势。控制器的调试运用开关电源和万用表和雷达综测仪等完成。通过分析衰减器匹配负载阻值, 利用万用表测量控制器开关线路内控制编码各个端口、线路以及转换操作后电路导通电阻阻值, 测试分析两种类型的开关电源各端口、线路的编码控
6、制和调试方法。通过测试结果, 我们发现该设计方案可以实现控制器基本需求, 可行性较高;调试电路单路输入电流远低于单路输出能力值;调试电路明显降低了对 I/O 的驱动需求, 增强了模块的使用稳定性、可靠性。并且调理电路提供的微波开关驱动电流最大值可达到 130 m A, 满足 Agilent 微波开关的驱动需求。Agilent 微波开关不同端口的接通转换时间在 ms 级, 满足系统经验公式:4 结束语该微波控制器射频传输损耗小, 微波开关切换精准度高, 可以实现 ATE 系统对微波控制器射频仪器资源与被测射频设备射频高精度连接。设计方案的可操作性较高, 能为市场生产提供理论依据和参考意义。参考文献1於二军, 艾莉, 范新明等.新型机载电源控制器高效便携式测试系统设计J.航空科学技术, 2017, 28 (07) :73-78. 2黄付庆, 赵宪臣, 徐晓明.利用 LTPo E+标准实现微波通信设备的拉远供电J.电子设计工程, 2016, 24 (04) :140-143. 3许雄, 王俊, 黄潇嵘.微波成像仪高精度扫描控制算法的设计与仿真J.微电机, 2016 (11) :72-75.
