在采用網絡分析儀測試多端（duān）口微波器件時，測試過程中需要更換測試電纜和（hé）DUT不同端（duān）口之間的連接。如用兩端口矢量網絡分（fèn）析儀測量雙工（gōng）器，除了次連接以外，在測試過程中還（hái）需要變換兩次（cì）連接，測試者（zhě）要另外做出四次連接動作（兩（liǎng）次（cì）接電纜，兩次接測試負載），然後再對儀器進行手動操作測試。在大批量生（shēng）產（chǎn）情況下，這種傳統測試方法的測試效率較低，測（cè）試成本較高（gāo）；尤其是高低溫試驗時，傳統的測試方法（fǎ）無法（fǎ）滿足需求。
    本文討論了一（yī）種自動化測試方法的實踐——通過開關矩陣和自（zì）動化測試軟件來快速地完成雙工器的大批量高低溫試驗。
問題的來源
    本文所討論的問題來自數百隻雙工器的 高低溫試驗，要（yào）求被測雙工器在（zài）-30°C和+60°C的高（gāo）低溫試驗箱裏各放置60分鍾，用矢量網絡分析儀測（cè）試其S參數，出廠要求100%全檢。
    圖1為雙（shuāng）工（gōng）器（qì）的電原理圖，其中TX/RX/ANT分別為發射/接收/天線端。雙工器的測試指標包括ANT至TX之間、ANT至RX的插入損耗，TX和（hé）RX之間的隔離，以及（jí）三個端口的駐波。
    首先我們采用了傳統方法進行高低溫試驗，表（biǎo）1顯示了測試流程和花費時（shí）間。

    表1. 傳統的高（gāo）低溫試驗方法及耗時

    按（àn）照傳統的工藝流程，每隻雙工器的高低溫試驗需要耗時約3小時40分鍾，無論如何，這樣一天（tiān）隻能完成（chéng）3隻雙工器的（de）高低溫試驗（yàn），如果是100隻，需要花費33個工作日，這顯然（rán）是不可接受的。

    多端口微波器件的高效率測（cè）試解決方案

    常溫測（cè）試方法介紹

    我們采用2×N的全開關矩陣（zhèn）來擴展矢量網絡分析儀的測試端口，以適應多端口微波器（qì）件的（de）測試。
    圖2顯示了采（cǎi）用2×6開（kāi）關（guān）矩陣進行雙工器測試的係統連接圖（tú），其中（zhōng）網（wǎng）絡分析儀（yí）通過開關矩陣後變（biàn）成了“6端口（kǒu）”。采用開關矩陣後，測試參考麵延（yán）伸至六條測試電纜的端（duān）口，開機後，首先對（duì）整個係統進行校準，自動化測試軟件可以記（jì）錄並保存每個通路的校準值，並在測試過（guò）程中（zhōng）調用；連接好被測件後（hòu），根據產品標準（zhǔn）的要求設置好（hǎo）測試（shì）條件，然後點擊“開始”鍵，軟件會自動完成整個測試過程（chéng）並生成測試報告。
    通過自動化測試軟件的指令，可以自動切換不同的測試（shì）通路，依次完成雙工器1和雙工器2的各項指標的測試，而不需要手動更換（huàn）電纜和測試端口。

    圖（tú）2. 采用開關矩陣進行雙工器的自動化測試

    采用圖2的自動化測（cè）試係統，完（wán）成校準、測（cè）試條件設（shè）置後，測試一隻雙工器隻要花費幾秒鍾時間，常溫條件下，一天可以完成200-300隻雙（shuāng）工（gōng）器的測試，相（xiàng）比兩端口網絡分析儀直接測量法（fǎ），測試效率（lǜ）至少提高了五倍。同時測試精（jīng）度也是與采用矢量網絡分（fèn）析儀是一致的（de）。

    表2. 自動化測試係統的高低溫（wēn）試驗方（fāng）法及耗時

    按照自動化測試的工藝流程，八隻雙工器的高低溫試驗需要（yào）耗時約（yuē）2小時51分鍾，這樣一天至少可以完成24隻雙工器的（de）高低溫試驗，如果是100隻，隻需要花費4.2個工作日，這比（bǐ）傳統的工藝流程測試效率提高了（le）8倍。
    按照上述（shù）實驗方法，我（wǒ）們總共完成了500隻雙工器的高低溫及常溫的測試（shì），花了不到20天時間。根據高低溫試驗箱的容量以及（jí）開關矩陣的通（tōng）路數，測試效率還可以進一步提高。

    實測結果

    常溫（wēn）測試結果

    圖5顯示了采用圖2的方法對一個雙工器的常溫測（cè）試結果。

圖5b.ANT-RX通（tōng）路損耗

    低溫測試結果
    圖6顯示了采用圖3的方法對一個雙工器的（de）低溫測試結果。

圖6a.ANT-TX通（tōng）路損耗

圖6b.ANT-RX通路損耗

    高溫（wēn）測試結果

    圖（tú）7顯示了采用圖3的方法對一個雙（shuāng）工器的高溫測試結果。

圖7a.ANT-TX通路損耗

圖7b.ANT-RX通路損（sǔn）耗

    作為自動化測試軟件的另一個優點，所有測試數據都可以被保存和溯（sù）源，這為各類微波器件（jiàn）在（zài）通信係統中的應用提供了可靠的技術保障。

    結論

    本文討論了一個非常具有實用意（yì）義的測試方法（fǎ），通過（guò）實際應用，我們可以（yǐ）得出以下結論：
    1.采用開關矩陣可以大大提高矢量網絡分析儀的測試效率（lǜ）。
    2.本（běn）文（wén）所描述的測試方法適用於生產線的大批量測試，將（jiāng）會大大提高（gāo）測試效率、降低測試成本。
    3.本文所描述的測試方法十分適用於各類多端口微波器件的（de）高低溫試驗。
    4.采用開關矩陣的測試精度和直接測量（liàng）法是一致的。
    5.采用自動化測試軟（ruǎn）件，可以（yǐ）對（duì）被測件的數據進行（háng）保存（cún），方便（biàn）溯源。