基于矢量網絡分析儀的RF射頻仿真系統的應用

一、 引言
射頻仿真系統的子系統-天線陣列及饋電系統，主要用于模擬彈目間的視線角運動，為了保證天線陣列及饋電系統的角位置模擬精度，必須對天線陣列系統進行校 準。所謂校準是指為陣列控制計算機所存貯的表格獲得項目數據，這些表格用于對天線陣列系統進行補償和控制，實質上，就是要測量天線陣列系統中程控微波器件 的表格，即插入衰減和插入相移。

二、 矢量網絡分析儀Wiltron360B
矢量網絡分析儀Wiltron360B由矢量網絡分析儀、信號源、測試座、測試座轉換器等各自獨立的儀器，通過GPIB接口和專用接口組成一個完整的測量系統。它可以控制兩個測試座和兩個信號源，是一臺測量精度高、自動化程度高、測量速度快、功能強大的測量儀器。

3630A是一頻率轉換器測試座，它是一四通道接收機，能夠測量混頻器、多端口器件、天線等的幅度和相位，其前面板的結構如圖1所示。信號源的信號由RF IN端提供給3630A測試座，然后一分為二，一路由RF OUT輸出，作為被測器件的測試信號；另一路由SOURCE LOCK OUTPUT輸出，連接到RA或RB，作為鎖相參考信號。

圖1 3630A前面板示意圖

三、 射頻仿真系統對測量的技術要求
在陣列式射頻仿真系統中，天線陣列及其饋電系統的校準是一項非常重要的工作。校準與通常的微波器件的幅度和相位的測量本質上是一致的，但它有自身的特點：
⑴信號源放置在遠離矢量網絡分析儀的地方，甚至不在同一實驗室；
⑵被測信號需經過下變頻后送入矢量網絡分析儀；
⑶要求有較高的相對幅度和相對相位測量精度；
⑷要求有較高的幅度和相位穩定性；
⑸測量兩路信號間的幅度和相位。

因此，選擇矢量網絡分析儀作為幅相測量設備，并輔以必要的外圍設備組成校準測試系統，是最佳選擇。關鍵是DUT所要求的測量信號的頻率，與矢量網絡分析儀的測試頻率不同。
選擇3630A作為天線陣列及其饋電系統校準時的測試座，整個系統的組成原理如圖2所示。

圖2 測試系統原理框圖

信號源輸出頻率為f1的信號，經天線陣列饋電系統后由天線輻射出去，兩個接收天線的接收信號經混頻變為頻率為f2的信號，再經濾波放大后分別饋入3630A的TA、、RA端。

考慮到測量信號的頻率與矢量網絡分析儀的測試頻率不同以及DUT的距離較遠，測試信號由一臺單獨的頻綜提供，位于DUT附近。為了保證整個測試系統的相參性，Wiltron360B、信號源、本振用同一個10MHz信號作為參考信號。

五、 矢量網絡分析儀的設置
將ROURCE LOCK OUTPUT端與RB端直接相連。將Wiltron360B的測試座設置為3630A，測試頻率設置為f2。由于本系統只是測試TA/RA，而S11就是 定義為TA/RA，因此將Wiltron360B設置為單通道顯示(SINGLE CHANNEL)，并將通道1激活(CH1)，至此，主要的設置完成，可以進行測試。

為了測試過程的自動化，由計算機通過GPIB接口實現對矢量網絡分析儀Wiltron360B的遙控，Wiltron360B的所有設置和測試數據的讀取都是由計算機自動完成的。

六、 結束語
本測試系統所關注的不是DUT本身的插入損耗和插入相移，而是關注當DUT的狀態發生變化時，其插入損耗和插入相移的變化量，是一種相對測量。按照上述方案所組成的校準系統能夠滿足所需要的較高的技術指標要求，并一直應用在射頻仿真試驗中。