一种有源负载牵引系统技术方案

本发明专利技术公开了一种有源负载牵引系统，旨在克服现有技术中射频测试存在增大振荡和功率放大器性能要求高的问题，它包括首尾相连地设置在一起的环行器、移相器和合路器，环行器、移相器和合路器构成环路结构，环行器上用于连接射频测试系统，合路器上连接有第一信号发生器。器。器。

【技术实现步骤摘要】
一种有源负载牵引系统


[0001]本专利技术属于射频测试技术，特指一种有源负载牵引系统。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的不断发展，基站、智能手机等通信设备的工作环境愈加复杂多样，对射频前端内部的集成电路即射频功率放大器的要求也在不断提高。为了成功完成微波/毫米波集成电路的设计，实现更高的性能、更高的集成度等，并同时减少设计迭代的次数，需要对集成电路中各类半导体器件如有源、无源器件和互连结构等进行精准的测试，在此基础上开发精确的器件模型，实现微波/毫米波集成电路的成功设计。
[0003]对于射频测试来说，其中阻抗调谐是一个很重要的组成成分。阻抗调谐的目的是获得被测器件的输出功率、增益和PAE等最优特性。它与阻抗匹配非常相似，阻抗匹配是通过小信号条件下的谐波源/负载匹配，使器件在最优特性下工作，这种设置是假定了输入/输出阻抗是一个固定值。然而，随着输入功率的增加，半导体器件进入非线性区域，其输入/输出阻抗也会随之发生变化。此时就需要对谐波源/负载进行阻抗调谐来寻找半导体器件的最佳阻抗点。就阻抗调谐系统而言，可分为无源方式和有源方式。
[0004]无源方式的阻抗调谐系统采用中央导体和调谐探头的组合，通过中央导体和地线之间的相对位置变化，形成阻抗在幅度和相位上的变化达到任意阻抗的生成。因为采用的阻抗调谐器是无源结构，因而被称为无源/被动式阻抗调谐技术。优点：(1)快速阻抗调谐；(2)具有较高的功率处理能力和大功率器件测量，无非线性影响；(3)易用性；(4)相对较低的实验成本；(5)维护成本低；(6)无振荡。但是，现有无源方式的阻抗调谐系统缺陷在于，其机械结构需要不断移动，易磨损，产生损耗之后的系统校准精度迅速降低(系统能达到的反射系数通常小于0.9)，使其用于精确测试往往难以满足精度要求；且作为阻抗调谐核心部件的波导管，自身固有损耗随频率上升快速增加，对宽带应用产生限制。
[0005]有源方式的阻抗调谐系统通过改变回波同样可以起到改变器件端阻抗的作用，此类通过有源信号注入的方式被称之为有源/主动式任意阻抗测试系统。优点：理论上可以合成任意大小的阻抗。现有有源方式的阻抗调谐系统可以分为两种类型，即开环和闭环方式。开环系统需要通过算法迭代来合成所需的阻抗。对于高功率的器件，由于它们的输出阻抗过小，要合成相应的最优阻抗需要负载端提供更高的功率来平衡。为此，需要额外的高增益高线性度的射频功率放大器来进行测试，而这就导致测试成本过高。闭环系统虽然不需要通过算法迭代来合成所需阻抗，但由于射频测试系统中存在环路，这会增大振荡的风险，且无法避免对射频高功率放大器的阻抗迭代需求。由此可见，上述两种方式的阻抗调谐系统都有其缺点。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术的不足及存在的问题，本专利技术提供一种有源负载牵引系统。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种有源负载牵引系统，包括首尾相连地设置在一起的环行器、移相器和合路器，环行器、移相器和合路器构成环路结构，环行器上用于连接射频测试系统，合路器上连接有第一信号发生器。
[0009]作为优选，所述环行器包括第一端口、第二端口和第三端口，射频测试系统连接在第一端口上，第二端口连接在移相器上，第三端口连接在合路器上。
[0010]作为优选，所述合路器包括第一输入端、第二输入端和合路发射端，第一输入端连接在移相器上，第二输入端连接在第一信号发生器上，合路发射端连接在环行器上。
[0011]作为优选，所述移相器的相位是可调节的。
[0012]作为优选，所述射频测试系统包括矢量网络分析仪，矢量网络分析仪用于接收待测器件的输入信号和反射信号。
[0013]作为优选，所述矢量网络分析仪包括输入测试端口和反射测试端口，输入测试端口用于接收待测器件的输入信号，反射测试端口用于接收待测器件的反射信号。
[0014]作为优选，所述射频测试系统包括第一耦合器和第二耦合器，输入测试端口连接在第一耦合器上，反射测试端口连接在反射测试端口上。
[0015]作为优选，所述射频测试系统还包括第二信号发生器。
[0016]作为优选，所述射频测试系统还包括射频功率放大器，射频功率放大器连接在第二信号发生器上。
[0017]作为优选，所述射频测试系统包括第一偏置器和第二偏置器，矢量网络分析仪连接在第一偏置器和第二偏置器之间。
[0018]本专利技术相比现有技术突出且有益的技术效果是：
[0019]相较于传统的有源开环的阻抗调谐系统，本专利技术构成了半开环式有源阻抗调谐结构，功率放大器在较小的射频功率下可以合成更大的发射系数，有效降低了对射频功率放大器在增益和线性度等方面的性能需求。
[0020]相较于传统的有源闭环的阻抗调谐系统，本专利技术的射频测试系统无需射频功率放大器进行阻抗迭代，大大降低了振荡的风险。
[0021]在实测中发现，限制射频测试系统输出信号的最大功率前提下，利用移相器不断改变信号的相位，从而可获得更大的可调谐负载阻抗范围，因此本有源负载牵引系统在高反射阻抗调谐能力得到有效提升。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的系统框架结构示意图之一；
[0023]图2是本专利技术的系统框架示意图之二；
[0024]图3是传统开源负载牵引系统的框架结构示意图；
[0025]图4是本专利技术和传统开源负载牵引系统在理论分析上得出的史密斯圆图；
[0026]图5是根据本专利技术搭建的测试平台的实物示意图；
[0027]图6是测试平台中移相器的实物示意图；
[0028]图7是测试平台中环行器的实物示意图；
[0029]图8是测试平台中合路器的实物示意图；
[0030]图9是根据本专利技术搭建的测试平台和传统开源负载牵引系统实测得出的史密斯圆
图；
[0031]图中：1
‑
环行器、2
‑
移相器、3
‑
合路器、4
‑
射频测试系统、5
‑
第一信号发生器。
具体实施方式
[0032]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
[0033]如图1至图9所示，一种有源负载牵引系统，包括射频测试系统、环行器、移相器、合路器和第一信号发生器。环行器、移相器和合路器首尾相连地设置在一起，构成环路结构。第一信号发生器连接在射频测试系统连接在合路器上。射频测试系统连接在环行器上。
[0034]第一信号发生器用于向外输出信号。第一信号发生器连接在合路器上，在实际使用中，第一信号发生器输出的信号通过合路器注入环路结构。
[0035]环行器是单向传输信号的多端口器件。环行器包括第一端口、第二端口和第三端口，第一端口上的信号可传输至第二端口，第二端口上的信号可传输至第三端口，第三端口上的信号可传输至第一端口，但是信号无法从第二端口注入到第一端口、第三端口注入到第二端口、第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源负载牵引系统，其特征在于，包括首尾相连地设置在一起的环行器、移相器和合路器，环行器、移相器、合路器构成环路结构，环行器上用于连接射频测试系统，合路器上连接有第一信号发生器。2.根据权利要求1所述的一种有源负载牵引系统，其特征在于，所述环行器包括第一端口、第二端口和第三端口，第一端口上用于连接射频测试系统，第二端口连接在移相器上，第三端口连接在合路器上。3.根据权利要求1所述的一种有源负载牵引系统，其特征在于，所述合路器包括第一输入端、第二输入端和合路发射端，第一输入端连接在移相器上，第二输入端连接在第一信号发生器上，合路发射端连接在环行器上。4.根据权利要求1所述的一种有源负载牵引系统，其特征在于，所述移相器的相位是可调节的。5.根据权利要求1所述的一种有源负载牵引系统，其特征在于，还包括射频测试系统，射频测试系统连接在环行器上，射频测试系统包括矢量网络分析仪，矢量网络分析仪用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王枢，
申请(专利权)人：王枢，
类型：发明
国别省市：