基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统技术方案

本发明专利技术公开了基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统，包括TR组件通用测试设备模块、多通道开关网络、ARM控制系统和TR组件自动化测试系统；TR组件通用测试设备模块包括功率计、示波器、噪声源、信号源、矢量网络分析仪、频谱仪；多通道开关网络包括射频微波控制开关、柔性射频电缆、控制电路；ARM控制系统包括串口通信设备、ARM处理器、串并转换接口、组件控制接口和开关网络控制接口；TR组件自动化测试系统包括计算机、GPIB控制线、USB传输线；本发明专利技术提供了可以高效、灵活的实现TR组件的收发状态控制，自动完成测试通道的选择，并根据测试指标要求，快速切换测试链路，选择相应的测试设备的基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统。

【技术实现步骤摘要】
基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统
本专利技术专利涉及射频微波测试
，更具体的说，它涉及基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统。
技术介绍
数字TR组件是相控阵雷达的核心部件，一部相控阵雷达中包含了成千上万的TR组件。TR组件中包含了发射通道和接收通道，其中发射通道实现对发射信号的放大、调制、相位控制、幅度控制等功能，接收通道实现对接收信号的放大、解调、相位控制、幅度控制等功能。每个TR组件的技术指标种类繁多、计算复杂，基本无法手动完成一个TR组件的测试。构建一套完善的TR组件自动化测试系统，可以有效缩短研发周期，并且可以保证TR组件性能得到全面的评估。随着集成电路的快速发展，多通道TR组件已经成为常规设计。多通道的TR组件测试，不仅包含发射通道和接收通道的测试切换，同时涉及不同通道间的测试切换。其中发射通道的测试时，根据不同指标要求，需要在各类设备之间进行切换，例如矢量网络分析仪、信号源、频谱仪、功率计、示波器等。接收通道的测试同样涉及各类设备之间的切换。结合单个组件多个通道的测试需求，如何高效的实现各个不同测试链路的切换，已成为制约多通道TR组件测试效率的重要因素。为实现多通道TR组件自动化测试，开关矩阵是测试系统的重要组成部分。并且开关矩阵高效切换，直接影响了测试系统的测试效率。多通道TR组件自动化测试，必须配置复杂的开关网络。然而设备厂商提供的开关网络及控制系统，不但价格高昂，动辄上百万，而且无法实现通用性，大多为定制化产品，对于不同类型的TR组件很难满足要求。同时随着单个组件的复杂度、通道个数不断增加，在测试过程中，如何高效控制TR组件的工作状态，也已成为提高测试效率、降低测试时间的重要因素。常规的组件测试系统，往往包含TR组件工作状态控制系统和开关网络调理系统，存在成本高昂、系统复杂、测试效率低、扩展性差等一系列问题。常规的TR组件测试系统已经很难满足现有的测试需求。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供了可以高效、灵活的实现TR组件的收发状态控制，自动完成测试通道的选择，并根据测试指标要求，快速切换测试链路，选择相应的测试设备的基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统，包括TR组件通用测试设备模块、多通道开关网络、ARM控制系统和TR组件自动化测试系统；TR组件通用测试设备模块包括功率计、示波器、噪声源、信号源、矢量网络分析仪、频谱仪；多通道开关网络包括射频微波控制开关、柔性射频电缆、控制电路；ARM控制系统包括串口通信设备、ARM处理器、串并转换接口、组件控制接口和开关网络控制接口；TR组件自动化测试系统包括计算机、GPIB控制线、USB传输线；TR组件通用测试设备模块的功率计、示波器、噪声源、信号源、矢量网络分析仪、频谱仪通过GPIB控制线与TR组件自动化测试系统的计算机连接，计算机通过组件控制接口与ARM处理器连接，ARM处理器通过串并转换接口、开关网络控制接口与多通道开关网络连接；其中，ARM处理器与串口通信设备连接，并接受上位主机的指令；多通道开关网络设计成矩阵开关，矩阵开关与TR组件通用测试设备模块的功率计、示波器、噪声源、信号源、矢量网络分析仪、频谱仪连接。进一步的，TR组件通用测试设备模块完成TR组件各项指标测试，包括频域参数和时域参数；多通道开关网络完成TR组件通道切换，并且根据测试要求，配置测试设备，选择指定的测试仪表完成参数测试；ARM控制系统用于完成TR组件和多通道开关网络控制；TR组件自动化测试系统实现多通道TR组件自动化全参数测试。进一步的，TR组件通用测试设备模块中的矢量网络分析仪完成TR组件增益、驻波、移相状态、衰减状态、延时状态测试；信号源、功率计、示波器完成TR组件发射通道周期、上升下降延、占空比、饱和功率和效率指标测试；频谱仪、噪声源完成TR组件噪声系数、杂散、输出功率、压缩点指标测试。进一步的，ARM控制系统控制TR组件完成发射状态控制、接收状态控制、移相位控制、衰减位控制、延时位控制；多通道开关网络控制包括TR组件通道选择控制和测试信号链路控制；ARM处理器采用基于ARMv7架构的32位Cortex-M3内核处理器。进一步的，TR组件自动化测试系统处理过程如下：首先，完成所有测试仪表间的通信，确保测试设备和测试程序建立可靠连接，交换测试数据，同时自动完成各个测试仪表的校准，保证测试结果的准确有效；其次，与ARM控制系统建立通信，实现对TR组件和多通道开关网络控制控制，根据前期配置和已设定的测试项，按照测试流程依次实现多通道TR组件每个通道的指标测试；最后，根据测试结果，获得TR组件移相、衰减、通道间一致性的各项指标，测试完成输出测试报告，保存测试数据。进一步的，具体测试处理流程如下：101)指令接收步骤：上位机根据测试要求，选择TR组件的工作状态，同时选择TR组件的移相和衰减状态的切换；上位机通过串口通信设备与ARM处理器实现通信，并将控制指令发送至ARM处理器；102)指令输出步骤：ARM处理器根据接收到的指令，输出控制信号；控制TR组件时，产生的常规信号由时钟信号CLK、数据信号DATA、使能信号EN、寄存器锁存信号LCK和TR组件收发切换信号；控制多通道开关网络时，通过串并转换接口，输出多路开关的控制信号，根据上位机的指令，实现多通道开关网络的链路切换；103)多通道开关网络执行步骤：矩阵开关分为TR组件输入端和输出端两个位置；当测试发射通道时，输入端切换至脉冲信号源，输出端切换至功率计，完成功率和时域参数测试，再切换不同的TR组件工作通道；当测试接收通道时，输入端切换至频谱仪，输出端切换至噪声源，完成噪声系数测试，再切换TR组件的测试通道；当测试发射和接收的移相衰减时，输入端和输出端同时切换至矢量网络分析的两个端口；104)执行步骤：ARM控制系统配置完成后，与通用测试设备模块建立通信，控制相应的仪器完成各项指标测试，并读取测试结果。进一步的，矢量网络分析仪完成输入输出VSWR、增益、移相误差、移相寄生调幅、衰减误差，衰减寄生调相、相位一致性、幅度一直性、非线性相位误差测试；频谱仪完成信号杂散、谐波、功率测试；功率计完成发射信号的周期、脉宽、上升沿、下降沿、顶降、峰值功率、平均功率测试；信号源提供射频信号，连续波信号或脉冲调制信号，实现功率扫描和频率扫描。进一步的，基于ARM处理器的控制系统包含了TR组件控制系统和开关矩阵控制系统，由上位机及控制电路实现。控制系统电路结构主要包括处理器电路、电压转换电路、串行收发电路和驱动控制电路。ARM处理器的10至17号引脚、41至46号引脚、21号引脚、22号引脚、25号引脚连接驱动芯片U4，驱动芯片输出端连接矩阵开关控制接口，ARM处理器的10至13号引脚连接其中一组，其包括电阻R23本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统，其特征在于，包括TR组件通用测试设备模块、多通道开关网络、ARM控制系统和TR组件自动化测试系统；/nTR组件通用测试设备模块包括功率计、示波器、噪声源、信号源、矢量网络分析仪、频谱仪；多通道开关网络包括射频微波控制开关、柔性射频电缆、控制电路；ARM控制系统包括串口通信设备、ARM处理器、串并转换接口、组件控制接口和开关网络控制接口；TR组件自动化测试系统包括计算机、GPIB控制线、USB传输线；/nTR组件通用测试设备模块的功率计、示波器、噪声源、信号源、矢量网络分析仪、频谱仪通过GPIB控制线与TR组件自动化测试系统的计算机连接，计算机通过组件控制接口与ARM处理器连接，ARM处理器通过串并转换接口、开关网络控制接口与多通道开关网络连接；其中，ARM处理器与串口通信设备连接，并接受上位主机的指令；多通道开关网络设计成矩阵开关，矩阵开关与TR组件通用测试设备模块的功率计、示波器、噪声源、信号源、矢量网络分析仪、频谱仪连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统，其特征在于，包括TR组件通用测试设备模块、多通道开关网络、ARM控制系统和TR组件自动化测试系统；
TR组件通用测试设备模块包括功率计、示波器、噪声源、信号源、矢量网络分析仪、频谱仪；多通道开关网络包括射频微波控制开关、柔性射频电缆、控制电路；ARM控制系统包括串口通信设备、ARM处理器、串并转换接口、组件控制接口和开关网络控制接口；TR组件自动化测试系统包括计算机、GPIB控制线、USB传输线；
TR组件通用测试设备模块的功率计、示波器、噪声源、信号源、矢量网络分析仪、频谱仪通过GPIB控制线与TR组件自动化测试系统的计算机连接，计算机通过组件控制接口与ARM处理器连接，ARM处理器通过串并转换接口、开关网络控制接口与多通道开关网络连接；其中，ARM处理器与串口通信设备连接，并接受上位主机的指令；多通道开关网络设计成矩阵开关，矩阵开关与TR组件通用测试设备模块的功率计、示波器、噪声源、信号源、矢量网络分析仪、频谱仪连接。


2.根据权利要求书1所述的基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统，其特征在于：
TR组件通用测试设备模块完成TR组件各项指标测试，包括频域参数和时域参数；
多通道开关网络完成TR组件通道切换，并且根据测试要求，配置测试设备，选择指定的测试仪表完成参数测试；
ARM控制系统用于完成TR组件和多通道开关网络控制；
TR组件自动化测试系统实现多通道TR组件自动化全参数测试。


3.根据权利要求书2所述的基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统，其特征在于：TR组件通用测试设备模块中的矢量网络分析仪完成TR组件增益、驻波、移相状态、衰减状态、延时状态测试；信号源、功率计、示波器完成TR组件发射通道周期、上升下降延、占空比、饱和功率和效率指标测试；频谱仪、噪声源完成TR组件噪声系数、杂散、输出功率、压缩点指标测试。


4.根据权利要求书2所述的基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统，其特征在于：ARM控制系统控制TR组件完成发射状态控制、接收状态控制、移相位控制、衰减位控制、延时位控制；多通道开关网络控制包括TR组件通道选择控制和测试信号链路控制；ARM处理器采用基于ARMv7架构的32位Cortex-M3内核处理器。


5.根据权利要求书2所述的基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统，其特征在于：TR组件自动化测试系统处理过程如下：
首先，完成所有测试仪表间的通信，确保测试设备和测试程序建立可靠连接，交换测试数据，同时自动完成各个测试仪表的校准，保证测试结果的准确有效；其次，与ARM控制系统建立通信，实现对TR组件和多通道开关网络控制控制，根据前期配置和已设定的测试项，按照测试流程依次实现多通道TR组件每个通道的指标测试；最后，根据测试结果，获得TR组件移相、衰减、通道间一致性的各项指标，测试完成输出测试报告，保存测试数据。


6.根据权利要求书1所述的基于ARM处理器的多通道TR组件测试系统，其特征在于：具体测试处理流程如下：
101)指令接收步骤：上位机根据测试要求，选择TR组件的工作状态，同时选择TR组件的移相和衰减状态的切换；上位机通过串口通信设备与ARM处理器实现通信，并将控制指令发送至ARM处理器；
102)指令输出步骤：ARM处理器根据接收到的指令，输出控制信号；控制TR组件时，产生的常规信号由时钟信号CLK、数据信号DATA、使能信号EN、寄存器锁存信号LCK和TR组件收发切换信号；
控制多通道开关网络时，通过串并转换接口，输出多路开关的控制信号，根据上位机的指令，实现多通道开关网络的链路切换；
103)多通道开关网络执行步骤：矩阵开关分为TR组件输入端和输出端两个位置；
当测试发射通道时，输入端切换至脉冲信号源，输出端切换至功率计，完成功率和时域参数测试，再切换不同的TR组件工作通道；
当测试接收通道时，输入端切换至频谱仪，输出端切换至噪声源，完成噪声系数测试，再切换TR组件的测试通道；
当测试发射和接收的移相衰减时，输入端和输出端同时切换至矢量网络分析的两个端口；
104)执行步骤：ARM控制系统配置完成后，与通用测试设备模块建立通信，控制相应的仪器完成各项指标测试，并读取测试结果。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郁发新，宣银良，丁旭，张兵，
申请(专利权)人：杭州臻镭微波技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33