懂點技術、有點溫度

隨著有源相控陣雷達、低軌衛(wèi)星技術等射頻方向相關行業(yè)的蓬勃發(fā)展，T/R組件測試在保障產(chǎn)品質量和性能方面的重要性日益凸顯。

T/R組件作為有源相控陣雷達和衛(wèi)星通信的核心部件，T/R的性能對于系統(tǒng)的性能至關重要。隨著相關射頻領域市場的發(fā)展、T/R組件量產(chǎn)，T/R通道數(shù)的提升，對測試效率和測試結果一致性等有了更嚴苛的要求，傳統(tǒng)的T/R組件測試方法多為手動測試，存在測試效率低、自動化程度較低等問題。為了克服這些挑戰(zhàn)，華穗科技攜手NI使用NI VST系列產(chǎn)品配合適應射頻苛刻指標的專用自動化工裝構筑先進的自動化T/R組件測試系統(tǒng)——讓T/R組件測試逐步“關燈“，以實現(xiàn)高效自動化的T/R組件性能指標測試。

T/R組件測試[1]

一、傳統(tǒng)T/R組件測試的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)T/R測試的系統(tǒng)可以抽象描述為類似“臺式儀表+工裝+控制系統(tǒng)的形式”。當前傳統(tǒng)的T/R組件測試方法存在一些明顯痛點：

1、臺式儀器廠家眾多，數(shù)量更多，導致處于集成核心的控制系統(tǒng)對各類儀器驅動以及型號管理在目前已有的測試系統(tǒng)中難以維護；

2、不同廠商、不同儀器對于控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的方式有差異，導致控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換的效率較低；

3、由于測試過程中傳統(tǒng)臺式儀表設備與控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互方式難以升級拓展，導致測試效率難以突破提升；

4、目前很多T/R組件測試系統(tǒng)都采用非一站式測試（類似于流水線測試），這樣不僅測試驗證需要的場地面積較大，而且每個站點都需要安排人工資源；

5、非一站式測試系統(tǒng)會在不同工位進行不同的測試項，這導致測試效率不會很高；

傳統(tǒng)T/R組件測試示意圖

二、NI VST系列產(chǎn)品的概述

NI VST系列產(chǎn)品是一套高性能的射頻測試和測量解決方案，可滿足不同射頻測試需求。VST代表"Vector Signal Transceiver"，集成了信號發(fā)生和信號分析功能，為工程師們提供了全面的射頻測試能力。NI VST系列產(chǎn)品可提供高速的優(yōu)質測量，并且其架構還可以滿足待測設備(DUT)的需求，即使需求不斷發(fā)生變化也不足為懼。

NI VST詳細視圖[2]

如上圖所示，VST的核心在于將寬帶矢量信號發(fā)生器、矢量信號分析儀、高速數(shù)字接口和功能強大的FPGA整合到一臺PXI儀器上，這樣可以完全利用PXI的優(yōu)勢，使測試數(shù)據(jù)底層傳輸機制更便捷。

在硬件方面，VST可同步遠程測量模塊和基于IF的子系統(tǒng)的每個LO，也可將LO共享至其他VST，從而同步所有RF系統(tǒng)組件（如下圖所示）。并且不少RF測試應用在RF或基帶波形生成和分析之外，還需要額外的I/O，這可能需要使用電源或源測量單元(SMU)、基于模式的用于DUT控制的數(shù)字設備，或各種其他模擬、數(shù)字和直流儀器。而這些都可以使用PXI儀器替代，一起集成到整個PXI系統(tǒng)中去。

單個PXI機箱中同步多個NI VST設備實物圖[3] 在軟件方面，作為PXI平臺的一部分，VST系列產(chǎn)品與NI其他所有PXIe儀器共享相同的基礎資源，在軟件驅動架構上具有絕對優(yōu)勢，NI VST可以在測試的開發(fā)、觸發(fā)和同步過程中更大限度提高測量速度，同時也保證很好的軟件一致性。用戶可使用NI的專利T-Clock (TClk)技術，通過NI-TClk API輕松實現(xiàn)多臺儀器的同步，打造統(tǒng)一的自動化測試和自動化測量解決方案。

通過NI-TCIK API集成多種儀器軟件界面[4]

三、黑燈測試——先進的自動化手段

黑燈測試是一種先進的自動化測試手段，通過定制的測試工裝與夾具配合智能控制，實現(xiàn)了無人化生產(chǎn)和高效射頻性能指標測試。黑燈測試帶來的無人化和高度自動化的狀態(tài)，使得測試過程更加智能高效。 在T/R組件測試中使用黑燈測試方法可以提高效率、降低總體成本、減少人為裝插故障，真正實現(xiàn)降本增效。

黑盒測試自動化測試臺架示意圖

黑燈測試可以實現(xiàn)測試過程全自動，且一套設備可同時兼顧多個(4個及以上)測試機柜對多個產(chǎn)品(4個及以上)進行測試，極大地提高效率。操作人員只需完成將待測產(chǎn)品放入指定周轉料盒的放料工作和取走測試完成的產(chǎn)品的取料工作。

黑燈測試功能與特點總結：

1、實現(xiàn)測試產(chǎn)品的自動取放：組件自動上下料、自動插拔、裝配工藝檢測與指標測試；

2、具備無人化測試能力，7*24小時全天候工作；

3、同時兼容多種型號組件，通過更換工裝，實現(xiàn)快速換型；

4、生產(chǎn)過程全流程實時監(jiān)控，設備狀態(tài)圖形化顯示（孿生系統(tǒng)）；

5、設備互聯(lián)與遠程調控，具備上電順序自檢，自動故障診斷與恢復；

6、測試數(shù)據(jù)自動處理，測試結果保存于本地庫并可上傳；

7、具備一鍵自動化測試功能，可以實現(xiàn)儀器儀表的自動控制、測試軟件可以自動生成測試結果報表等；

8、過程記錄與質量追溯功能，為了保障產(chǎn)品和設備安全，配置視覺檢測模塊，用于對產(chǎn)品接插件的狀態(tài)進行拍照檢測和留存。及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品和設備的異常，避免損失。同時可保存照片便于追溯，輔助提升產(chǎn)品質量；

四、NI VST助力T/R組件黑燈測試系統(tǒng)

傳統(tǒng)測試方法向黑燈測試方法轉變示意圖

NI VST系列產(chǎn)品在構建T/R組件黑燈測試系統(tǒng)方面發(fā)揮了重要作用。通過靈活的配置和編程接口，VST系列產(chǎn)品可實現(xiàn)一站式全自動化的測試，減少了人工干預，降低了因為人工裝插導致的不良率，同時也大幅提高了測試效率，滿足高通道的生產(chǎn)需求。其高精度信號發(fā)生和內嵌的實時分析功能，使得測試結果更加準確可靠。此外，NI VST可靈活配置以滿足高效自動測試條件，支持復雜的自動化測試環(huán)境，為T/R組件測試提供了更真實的應用場景。

NI模塊化測試系統(tǒng)平臺示意圖

五、T/R組件自動化測試系統(tǒng)構建的實例

華穗科技聯(lián)合終端客戶以及先進制造商，基于實際T/R組件完成了自動化測試系統(tǒng)的研制，接下來帶大家來了解華穗科技如何使用NI VST系列產(chǎn)品，如何助力T/R組件黑燈測試系統(tǒng)并取得了哪些優(yōu)異成績。

T/R組件自動化工裝示意圖

T/R組件自動測試系統(tǒng)運行實物圖

華穗科技作為優(yōu)秀的測試系統(tǒng)一站式解決方案供應商，在應用NI VST系列產(chǎn)品構建的T/R組件黑燈測試系統(tǒng)中，實現(xiàn)了無人化生產(chǎn)，大幅提高了測試效率，并將誤差率盡可能降低。這種高度自動化的測試系統(tǒng)使得終端客戶將在競爭激烈的市場和蓬勃發(fā)展的需求市場中脫穎而出，產(chǎn)品質量和性能也得到了進一步提升。華穗科技已完成T/R組件自動化測試系統(tǒng)的研制，部分測試項如下：

S參數(shù)

噪聲系數(shù)

相位噪聲

雜散

隔離度

功率

多通道一致性

交調

......

結語：在這篇文章中，我們深入了解了T/R組件黑燈測試系統(tǒng)的構建和應用。NI VST系列產(chǎn)品作為射頻測試和測量的利器，為T/R組件黑燈測試系統(tǒng)的高效自動化射頻測試提供了可靠的支持。希望通過這篇介紹，您能對華穗科技如何使用NI VST系列產(chǎn)品助力T/R組件黑燈測試系統(tǒng)有了更清晰的了解。如果您對這個系統(tǒng)感興趣，歡迎了解更多關于華穗科技的T/R組件測試系統(tǒng)的信息和技術細節(jié)，我們會持續(xù)更新。

責任編輯：彭菁