前言

　　在采用網絡分析儀測試多端口微波器件時，測試過程中需要更換測試電纜和DUT不同端口之間的連接。如用兩端口矢量網絡分析儀測量雙工器，除了第一次連接以外，在測試過程中還需要變換兩次連接，測試者要另外做出四次連接動作（兩次接電纜，兩次接測試負載），然后再對儀器進行手動操作測試。在大批量生產情況下，這種傳統測試方法的測試效率較低，測試成本較高；尤其是高低溫試驗時，傳統的測試方法無法滿足需求。

　　本文討論了一種自動化測試方法的實踐——通過開關矩陣和自動化測試軟件來快速、高效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只雙工器的高低溫試驗，要求被測雙工器在-30°C和+60°C的試驗箱里各放置60分鐘，用矢量網絡分析儀測試其S參數，出廠要求100%全檢。

　　圖1為雙工器的電原理圖，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RX之間的隔離，以及三個端口的駐波。

　　圖1. 雙工器電原理圖

　　首先我們采用了傳統方法進行高低溫試驗，表1顯示了測試流程和花費時間。

表1. 傳統的高低溫試驗方法及耗時

　　按照傳統的工藝流程，每只雙工器的高低溫試驗需要耗時約3小時40分鐘，無論如何，這樣一天只能完成3只雙工器的高低溫試驗，如果是100只，需要花費33個工作日，這顯然是不可接受的。

　　多端口微波器件的高效率測試解決方案

　　常溫測試方法介紹

　　我們采用2×N的全開關矩陣來擴展矢量網絡分析儀的測試端口，以適應多端口微波器件的測試。

　　圖2顯示了采用2×6開關矩陣進行雙工器測試的系統連接圖，其中網絡分析儀通過開關矩陣后變成了“6端口”。采用開關矩陣后，測試參考面延伸至六條測試電纜的端口，開機后，首先對整個系統進行校準，自動化測試軟件可以記錄并保存每個通路的校準值，并在測試過程中調用；連接好被測件后，根據產品標準的要求設置好測試條件，然后點擊“開始”鍵，軟件會自動完成整個測試過程并生成測試報告。

　　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，而不需要手動更換電纜和測試端口。

　　圖2. 采用開關矩陣進行雙工器的自動化測試

　　采用圖2的自動化測試系統，完成校準、測試條件設置后，測試一只雙工器只要花費幾秒鐘時間，常溫條件下，一天可以完成200-300只雙工器的測試，相比兩端口網絡分析儀直接測量法，測試效率至少提高了五倍。同時測試精度也是與采用矢量網絡分析儀是一致的[1]。

　　表2. 自動化測試系統的高低溫試驗方法及耗時

　　按照自動化測試的工藝流程，八只雙工器的高低溫試驗需要耗時約2小時51分鐘，這樣一天至少可以完成24只雙工器的高低溫試驗，如果是100只，只需要花費4.2個工作日，這比傳統的工藝流程測試效率提高了8倍。

　　圖3. 采用開關矩陣進行雙工器的自動化測試

　　圖4.現場測試場景

　　按照上述實驗方法，我們總共完成了500只雙工器的高低溫及常溫的測試，花了不到20天時間。根據試驗箱的容量以及開關矩陣的通路數，測試效率還可以進一步提高。