一種基于矢網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)高效高精度測(cè)試方法與流程

本發(fā)明屬于衛(wèi)星測(cè)試領(lǐng)域，涉及一種通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)的測(cè)試方法，特別適用于功放及通路數(shù)較多的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，可在保證測(cè)量精度的前提下，大幅提高測(cè)試效率。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)是通信衛(wèi)星的重要組成部分，其射頻通道的性能好壞直接影響衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的信號(hào)質(zhì)量。在衛(wèi)星通信過程中，當(dāng)有兩個(gè)不同頻率的載波信號(hào)同時(shí)進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)時(shí)，由于輸入輸出特性的非線性，使得輸出信號(hào)中除了被放大的輸入載波有用信號(hào)外，還會(huì)出現(xiàn)其他頻率的互調(diào)產(chǎn)物。一方面，互調(diào)產(chǎn)物將占用一部分輸出功率；另一方面，這些互調(diào)產(chǎn)物如果落入轉(zhuǎn)發(fā)器的工作頻帶范圍內(nèi)，將會(huì)對(duì)系統(tǒng)通信造成干擾。另外，強(qiáng)載波信號(hào)產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物有時(shí)能部分抑制弱載波信號(hào)，不利于大小地球站的兼容。在所有互調(diào)產(chǎn)物中，三階互調(diào)產(chǎn)物對(duì)系統(tǒng)性能的影響最為嚴(yán)重，因此目前通信衛(wèi)星只測(cè)試雙載波三階互調(diào)特性，并據(jù)此評(píng)估轉(zhuǎn)發(fā)器的非線性程度。

雙載波三階互調(diào)是轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)的重要射頻性能指標(biāo)，其直接反映了射頻接收機(jī)及功率放大器等非線性器件的幅度非線性特性引起的轉(zhuǎn)發(fā)器輸出互調(diào)產(chǎn)物大小，因此對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量至關(guān)重要。三階互調(diào)產(chǎn)物的大小與轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)激勵(lì)信號(hào)的幅度有關(guān)，激勵(lì)幅度的大小一般用“輸入補(bǔ)償值”來做相對(duì)度量，即輸入測(cè)試信號(hào)與轉(zhuǎn)發(fā)器的飽和輸入信號(hào)的電平之比。實(shí)際測(cè)試中，用兩個(gè)等幅載波在不同輸入補(bǔ)償時(shí)，測(cè)量輸出主音信號(hào)和三階互調(diào)信號(hào)的幅度比作為轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)的三階互調(diào)非線性度量。

目前的通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)測(cè)試方案是利用兩臺(tái)獨(dú)立的信號(hào)發(fā)生器，在被測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器通道內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)等幅的單載波上行激勵(lì)信號(hào)，合路后輸入轉(zhuǎn)發(fā)器，并按一定的步進(jìn)改變上行激勵(lì)信號(hào)的功率，通過頻譜分析儀分別測(cè)量被測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器通道的三階互調(diào)產(chǎn)物功率和主音信號(hào)功率，最后根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器通道的三階互調(diào)特性。這種方法在實(shí)際工程測(cè)試中，具有一定的局限性：

(1)測(cè)試系統(tǒng)由兩臺(tái)信號(hào)源、一臺(tái)功率計(jì)、一臺(tái)頻譜儀、一臺(tái)開關(guān)矩陣及一臺(tái)測(cè)試計(jì)算機(jī)組成，需要22U的測(cè)試機(jī)柜才能集成所有測(cè)試設(shè)備，體積大、功耗大、成本高，并且設(shè)備間的射頻連接較多，兩臺(tái)信號(hào)源和頻譜儀彼此獨(dú)立，需要外部共時(shí)基，因此系統(tǒng)搭建復(fù)雜；

(2)測(cè)試時(shí)，需要依據(jù)單載波飽和基準(zhǔn)和上行監(jiān)視功率計(jì)讀值，手動(dòng)將兩臺(tái)獨(dú)立信號(hào)源的輸出功率調(diào)平且經(jīng)過測(cè)試鏈路使得轉(zhuǎn)發(fā)器工作在要求工作點(diǎn)上，功率調(diào)節(jié)過程復(fù)雜冗長(zhǎng)，且手動(dòng)調(diào)平無法達(dá)到很高的精確度，還存在過激勵(lì)的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)合路器的雙通道一致性不好，或者兩個(gè)載波的頻差較大時(shí)，測(cè)試鏈路損耗差異較大，使得到達(dá)轉(zhuǎn)發(fā)器入口的雙載波之間存在電平差，無法完全等幅，使得測(cè)試結(jié)果存在偏差；

(3)測(cè)試時(shí)，雙載波功率按照規(guī)定步長(zhǎng)，從飽和輸入降至規(guī)定輸入回退值，在每個(gè)工作點(diǎn)都需重新反復(fù)調(diào)節(jié)雙源輸出電平、重新使用頻譜儀搜索信號(hào)并測(cè)算當(dāng)前計(jì)量結(jié)果。且測(cè)試過程中，需要分別且人為同步控制信號(hào)源、頻譜儀等儀器實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)送和接收。為保證每一步操作都能被測(cè)試設(shè)備準(zhǔn)確且無遺漏地執(zhí)行，需在每一條操作指令之間插入時(shí)間延遲(通常為0.5s～2s)，測(cè)試過程不存在任何意義的硬件同步，且冗長(zhǎng)、效率較低，完成一路轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)測(cè)試(一般至少20個(gè)工作點(diǎn))大約15分鐘。在大規(guī)模多通道轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)測(cè)試中，此方法會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)試效率；

(4)測(cè)試系統(tǒng)中，由于測(cè)試設(shè)備較多、射頻連接鏈路復(fù)雜，兩臺(tái)激勵(lì)信號(hào)源通過開關(guān)矩陣內(nèi)部的合路器合成信號(hào)，因此射頻信號(hào)經(jīng)歷多級(jí)無源設(shè)備及多個(gè)連接端面，造成整個(gè)系統(tǒng)失配性誤差較大。此測(cè)試方法僅用功率計(jì)監(jiān)視上行輸入功率，并未對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的失配性誤差做分析處理。此外，該方法利用頻譜儀測(cè)量下行互調(diào)產(chǎn)物的功率，不確定度較大，測(cè)試結(jié)果誤差較大；

(5)若在遠(yuǎn)程測(cè)試中，每一步對(duì)測(cè)試設(shè)備的控制、測(cè)量數(shù)據(jù)的讀取以及測(cè)試結(jié)果的計(jì)算都需要專門編制上位機(jī)軟件來完成，軟件執(zhí)行流程具有復(fù)雜的循環(huán)嵌套、時(shí)序關(guān)系和設(shè)計(jì)及調(diào)試難度，測(cè)試系統(tǒng)魯棒性不強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)特性測(cè)試方法，可以顯著提高通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)雙載波三階互調(diào)的測(cè)試便捷性、測(cè)試效率、測(cè)試精度和測(cè)試自動(dòng)化程度，尤其對(duì)于大規(guī)模多通道轉(zhuǎn)發(fā)器而言，可以大幅縮減測(cè)試成本。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種基于矢網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)高效高精度測(cè)試方法，包括如下步驟：

(1)選取一臺(tái)帶有Swept IMD Converters測(cè)量模式的內(nèi)置雙源矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和一臺(tái)帶有矢網(wǎng)測(cè)試通路的開關(guān)矩陣作為測(cè)試設(shè)備；所述的矢網(wǎng)測(cè)試通路包括上行和下行，上行的輸入端口標(biāo)記為矢網(wǎng)A口，該端口直接連接至開關(guān)矩陣內(nèi)部的上行波束端口的輸入，上行的輸出端口為所述上行波束端口的輸出；下行的輸入端口為開關(guān)矩陣內(nèi)部的下行波束端口的輸入，下行的輸出端口標(biāo)記為矢網(wǎng)B口，該端口為開關(guān)矩陣內(nèi)部的多選一射頻開關(guān)的一路可選輸出；

(2)對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行頻率掃描校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)完成后的測(cè)試通道存儲(chǔ)為矢網(wǎng)內(nèi)部的.csa文件；

(3)將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的PORT1連接至開關(guān)矩陣的矢網(wǎng)A口，將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的PORT2連接至矢網(wǎng)B口，將上行星地測(cè)試電纜兩端分別連至待測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器的輸入測(cè)試耦合器直通口和開關(guān)矩陣的上行波束端口，將下行星地測(cè)試電纜的兩端分別連至待測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器的輸出測(cè)試耦合器耦合口和開關(guān)矩陣的下行波束端口；

(4)在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中調(diào)用已存儲(chǔ)的.csa校準(zhǔn)環(huán)境，并將當(dāng)前測(cè)量通道的掃描方式由頻率掃描改為功率掃描，根據(jù)被測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器的基本參數(shù)對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)試參數(shù)配置，包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部雙源的功率掃描范圍、輸出雙載波主頻之間的中心頻率、本振頻率、輸入雙載波主頻之間的中心頻率、雙波頻差、主頻信號(hào)接收中頻帶寬以及互調(diào)信號(hào)接收中頻帶寬；

(5)打開矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的射頻功率輸出，由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀完成功率掃描下的三階互調(diào)特性測(cè)試。

所述的步驟(2)中對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行頻率掃描校準(zhǔn)的方法為：將測(cè)試短電纜1的一端連接至功率計(jì)探頭，另一端連接至矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀PORT1端口，進(jìn)行雙源功率校準(zhǔn)，使得雙載波信號(hào)在測(cè)試短電纜1的輸出端完全等幅，同時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)參考接收機(jī)A1；接著保持測(cè)試短電纜1和矢網(wǎng)PORT1的連接端不變，將另一端連接至電子校準(zhǔn)件的PORTA，同時(shí)將測(cè)試短電纜2的一端連接至矢網(wǎng)PORT2，另一端連接至電子校準(zhǔn)件的PORTB，完成二端口SC參數(shù)校準(zhǔn)，通過校準(zhǔn)數(shù)據(jù)獲得B2接收機(jī)的響應(yīng)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明的測(cè)試方法在硬件架構(gòu)上，僅需要一臺(tái)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和一臺(tái)開關(guān)矩陣(校準(zhǔn)時(shí)還需要臨時(shí)使用功率計(jì)及電子校準(zhǔn)件)，因此比傳統(tǒng)方案中的兩臺(tái)信號(hào)源、一臺(tái)頻譜儀、一臺(tái)功率計(jì)及一臺(tái)開關(guān)矩陣組成的硬件系統(tǒng)更加小型化、輕量化，且具有更低的成本和更高的系統(tǒng)集成度。此外，由于儀器數(shù)量減少，儀器間的連接數(shù)量減少，其可靠性相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)試方案更高；

(2)本發(fā)明充分借助矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀收發(fā)共用平臺(tái)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的硬件同步特性，搭建以矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心的硬件測(cè)試系統(tǒng)，校準(zhǔn)效率和測(cè)試效率都比傳統(tǒng)測(cè)試方案有大幅提高。校準(zhǔn)方面，本發(fā)明采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀掃頻校準(zhǔn)，通過一次掃描完成對(duì)所有轉(zhuǎn)發(fā)器通道的功率值和失配度的校準(zhǔn)。并且此三階互調(diào)通道的校準(zhǔn)還可與其他測(cè)量通道校準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行，因此比傳統(tǒng)的單路串行校準(zhǔn)在效率上提高3～5倍。測(cè)試方面，傳統(tǒng)測(cè)試方案不存在任何意義上的硬件同步方式。而本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)的核心測(cè)試設(shè)備矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀能夠?qū)崿F(xiàn)硬件意義上的同步，其收發(fā)同步延遲為微秒級(jí)。并且本發(fā)明采用的是功率掃描測(cè)試方法，其速度相對(duì)于傳統(tǒng)的單點(diǎn)功率步進(jìn)方案提升約一個(gè)量級(jí)，因此在測(cè)試效率方面有了8倍以上的提升；

(3)本發(fā)明中充分利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部提供的兩個(gè)信號(hào)激勵(lì)源，并在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部合成雙音信號(hào)，其內(nèi)置的帶通濾波器、寬帶耦合器等使兩個(gè)信號(hào)自身的交調(diào)分量非常小，在最大功率時(shí)的諧波抑制度可以達(dá)到-90dBc，使得三階互調(diào)雜波的測(cè)試結(jié)果非常精確。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行IMD測(cè)量，所有源和接收機(jī)都采用同一時(shí)基，并被同步控制，因此每次測(cè)量一個(gè)頻點(diǎn)可以使用非常窄的接收機(jī)中頻帶寬以進(jìn)一步提升測(cè)量精度。此外，傳統(tǒng)測(cè)試方案僅對(duì)雙載波幅度進(jìn)行調(diào)平和監(jiān)視，忽略了雙載波的測(cè)試鏈路插損偏差。而本發(fā)明方法中，對(duì)測(cè)試端面進(jìn)行功率校準(zhǔn)，修正了雙載波在測(cè)試鏈路上的偏差，使得雙載波到達(dá)衛(wèi)星接口時(shí)完全等幅，并且通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀雙端口校準(zhǔn)，對(duì)系統(tǒng)失配誤差、方向性誤差、頻率響應(yīng)誤差、泄露誤差、儀器誤差等多項(xiàng)誤差進(jìn)行了校準(zhǔn)，因此其測(cè)試精度相對(duì)傳統(tǒng)測(cè)試方案有大幅提高；

(4)本發(fā)明的校準(zhǔn)過程和三階互調(diào)特性測(cè)試過程(包含不同工作點(diǎn)的上行信號(hào)調(diào)平過程和下行信號(hào)測(cè)量過程)都是借助矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)置的算法完成，測(cè)試人員僅需對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及開關(guān)矩陣進(jìn)行相關(guān)參數(shù)配置，因此本發(fā)明方法的測(cè)試自動(dòng)化程度更高，測(cè)試系統(tǒng)的魯棒性也較傳統(tǒng)系統(tǒng)更強(qiáng)，人為參與度低可以使得測(cè)試可靠性和安全性更高；

(5)本發(fā)明的測(cè)試方法具有較寬的可擴(kuò)展性，可利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行多種掃描模式下的轉(zhuǎn)發(fā)器IMD測(cè)量，除了本發(fā)明中保持主頻和雙波頻差不變，掃描功率以外，還可以根據(jù)一些特殊測(cè)試需求，保持功率以及雙波頻差不變，掃描兩個(gè)主頻之間的中心頻率；或是保持兩個(gè)主頻之間的中心頻率和功率不變，掃描雙波頻差。在任何測(cè)量模式下，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀接收機(jī)都會(huì)測(cè)量主頻和各互調(diào)量的值，同時(shí)借助內(nèi)置算法計(jì)算和顯示三階互調(diào)特性。因此本發(fā)明擴(kuò)展之后，可以從多個(gè)角度更加全面地反映出轉(zhuǎn)發(fā)器的非線性失真特性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)測(cè)試方法原理框圖；

圖2為本發(fā)明矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在測(cè)試三階互調(diào)時(shí)的內(nèi)部示意框圖；

圖3為本發(fā)明方法中使用的開關(guān)矩陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本發(fā)明方法中矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)過程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了解決傳統(tǒng)三階互調(diào)測(cè)試方法效率低、測(cè)試系統(tǒng)誤差不可控、以及測(cè)試設(shè)備繁多、系統(tǒng)搭建復(fù)雜等問題，本發(fā)明提出了一種以矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心測(cè)試設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)測(cè)試方案。

本發(fā)明方法涉及的測(cè)試系統(tǒng)由一臺(tái)PNA-X系列帶有Swept IMD Converters測(cè)量模式和087、083測(cè)量選件的內(nèi)置雙源矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和一臺(tái)帶有矢網(wǎng)測(cè)試通路的開關(guān)矩陣組成。其中矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀提供兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)發(fā)器激勵(lì)信號(hào)，并快速測(cè)量主音頻點(diǎn)和互調(diào)頻點(diǎn)處的轉(zhuǎn)發(fā)器輸出信號(hào)功率。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀采用變頻IMD的掃功率測(cè)試方法，固定雙音激勵(lì)信號(hào)的頻點(diǎn)，掃描激勵(lì)信號(hào)的功率；開關(guān)矩陣的作用是通過程控內(nèi)部開關(guān)切換，完成矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀與不同上行、下行星地鏈路的連接，形成完整的測(cè)試回路。

圖1所示為本發(fā)明提出的基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)測(cè)試方案原理框圖。利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀產(chǎn)生兩個(gè)等幅的具有固定頻率間隔的連續(xù)單載波從矢網(wǎng)PORT1輸出，經(jīng)過開關(guān)矩陣上行鏈路和上行星地電纜進(jìn)入衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。轉(zhuǎn)發(fā)器輸出的下行信號(hào)(包含主音信號(hào)和互調(diào)信號(hào))經(jīng)過下行星地電纜和開關(guān)矩陣下行鏈路后進(jìn)入矢網(wǎng)PORT2，由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀接收機(jī)測(cè)得轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)特性。

矢網(wǎng)選用Keysight公司的PNA-X系列，并需具有087、083選件，矢網(wǎng)內(nèi)部示意圖如圖2所示。在測(cè)試三階互調(diào)時(shí)，矢網(wǎng)內(nèi)部?jī)蓚€(gè)獨(dú)立的激勵(lì)源(圖2中信號(hào)源1、信號(hào)源2)通過內(nèi)置機(jī)械開關(guān)(圖2中SW)切至耦合器，經(jīng)耦合器合路后進(jìn)入?yún)⒖夹诺拦Ψ制?，功分出的一路信號(hào)直接經(jīng)過測(cè)試通道耦合器1的直通路從PORT1輸出，功分出的另一路進(jìn)入?yún)⒖冀邮諜C(jī)1(A1)，以對(duì)PORT1輸出信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視和功率定標(biāo)；PORT2的輸入信號(hào)通過測(cè)試通道耦合器2進(jìn)入測(cè)試接收機(jī)2(B2)，B2接收機(jī)會(huì)將頻率自動(dòng)調(diào)諧在雙音信號(hào)的中心頻點(diǎn)，并自動(dòng)設(shè)置測(cè)量頻寬，以同時(shí)測(cè)量主音信號(hào)和互調(diào)信號(hào)。其中參考接收機(jī)2(A2)、參考信道功分器2僅在信號(hào)源1切換至從PORT2輸出時(shí)，才會(huì)使用到。

開關(guān)矩陣通過其內(nèi)部的開關(guān)切換，建立從矢網(wǎng)測(cè)試端口到整星不同測(cè)試端口的連接，分別形成多個(gè)完整的測(cè)試回路，避免了測(cè)試人員通過頻繁更換電纜連接來切換星地測(cè)試鏈路的種種弊端。本發(fā)明中開關(guān)矩陣內(nèi)部原理及各端口標(biāo)識(shí)如圖3所示，其在傳統(tǒng)測(cè)試用開關(guān)矩陣的基礎(chǔ)上，單獨(dú)設(shè)計(jì)并增加了上下行矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試通路(圖3中加粗部分)。上行矢網(wǎng)測(cè)試通路增加一根半鋼電纜和一個(gè)二選一的射頻開關(guān)(圖3中SW1)，連入后端已有的波束分路開關(guān)(圖3中的SW2)，新增的矢網(wǎng)上行測(cè)試通路規(guī)避了傳統(tǒng)方案開關(guān)矩陣中的合路器、耦合器等諸多射頻無源器件，使得測(cè)試鏈路更簡(jiǎn)單、插損更小，并且也避免了未安裝標(biāo)準(zhǔn)匹配負(fù)載而導(dǎo)致微波輻射和鏈路失配的風(fēng)險(xiǎn)。上行矢網(wǎng)測(cè)試通路的輸入端口為新增，端口標(biāo)識(shí)為“矢網(wǎng)A口”，輸出端口為原有，端口標(biāo)識(shí)為“衛(wèi)星上行1、衛(wèi)星上行2、衛(wèi)星上行3、…、衛(wèi)星上行6”。下行矢網(wǎng)測(cè)試通路僅在后級(jí)的多選一射頻開關(guān)(圖3中的SW4)中新增了一個(gè)可選支路，其余不變。下行矢網(wǎng)測(cè)試通路的輸入端口為原有，端口標(biāo)識(shí)為“衛(wèi)星下行1、衛(wèi)星下行2、衛(wèi)星下行3、…、衛(wèi)星下行6”，輸出端口為新增，端口標(biāo)識(shí)為“矢網(wǎng)B口”。

本發(fā)明中改造后的開關(guān)矩陣可完全兼容傳統(tǒng)測(cè)試方案使用。

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

1、測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)

首先將系統(tǒng)連接為校準(zhǔn)狀態(tài)，即將功率計(jì)(僅校準(zhǔn)用)后面板的GPIB口和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀后面板的GPIB(0)Controller口相連接，以利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀控制功率計(jì)完成功率采集和校準(zhǔn)。接著將電子校準(zhǔn)件的USB接口連接矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板的USB接口，為自動(dòng)校準(zhǔn)做預(yù)熱。然后在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中建立測(cè)量通道，Measurement Class選擇為Swept IMD Converters。設(shè)置通道掃描模式為掃頻模式Swept fc(利用一次掃頻校準(zhǔn)完成對(duì)多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器通道的校準(zhǔn))和固定本振模式，并根據(jù)衛(wèi)星基本參數(shù)對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀掃描的上下行起始頻率、上下行終止頻率、校準(zhǔn)功率(一般設(shè)置為-5dBm)、雙波頻差(Fixed DeltaF，一般設(shè)置為1～2MHz)、掃面點(diǎn)數(shù)等分別進(jìn)行設(shè)置，其中掃描頻率的起始范圍需要包括轉(zhuǎn)發(fā)器所有通道頻段。掃描點(diǎn)數(shù)盡量多，以使矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)插得出的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)更加接近所有通道的中心頻點(diǎn)，真實(shí)有效。對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)用參數(shù)設(shè)置完成之后，即可打開矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀射頻輸出，開始頻率掃描校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)過程如圖4所示，首先將測(cè)試短電纜1的一端連接至功率計(jì)探頭，另一端連接至矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀PORT1端口，進(jìn)行雙源功率校準(zhǔn)，使得雙載波信號(hào)在測(cè)試短電纜1的輸出端完全等幅，同時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)參考接收機(jī)A1。接著保持測(cè)試短電纜1和矢網(wǎng)PORT1的連接端不變，將另一端連接至電子校準(zhǔn)件的PORTA，同時(shí)將測(cè)試短電纜2的一端連接至矢網(wǎng)PORT2，另一端連接至電子校準(zhǔn)件的PORTB，自動(dòng)完成二端口SC參數(shù)校準(zhǔn)，通過校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以獲得B2接收機(jī)的響應(yīng)。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀有內(nèi)置的掃描IMD校準(zhǔn)算法，測(cè)試人員只需按上述步驟連接功率計(jì)和電子校準(zhǔn)件，整個(gè)校準(zhǔn)過程完全由矢網(wǎng)內(nèi)部自控完成。最后將校準(zhǔn)完成后的測(cè)試通道存儲(chǔ)為矢網(wǎng)內(nèi)部的.csa文件，以備后續(xù)測(cè)試時(shí)調(diào)用。

2、連接系統(tǒng)測(cè)試鏈路

在完成測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)之后，就可以搭建系統(tǒng)測(cè)試鏈路了。

首先將矢網(wǎng)PORT1通過步驟1中已進(jìn)行過校準(zhǔn)的測(cè)試短電纜1連接至開關(guān)矩陣前面板上的“矢網(wǎng)A口”輸入端口，將矢網(wǎng)PORT2通過步驟1中已進(jìn)行過校準(zhǔn)的測(cè)試短電纜2連接至開關(guān)矩陣前面板上的“矢網(wǎng)B口”輸出端口。然后將上行星地測(cè)試長(zhǎng)電纜(通常為8～12米)的兩端分別連至待測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器的輸入測(cè)試耦合器直通口和開關(guān)矩陣后面板上的相對(duì)應(yīng)的上行波束端口(“衛(wèi)星上行1”或“衛(wèi)星上行2”或…或“衛(wèi)星上行6”)；將下行星地測(cè)試長(zhǎng)電纜(通常為8～12米)的兩端分別連至待測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器的輸出測(cè)試耦合器耦合口(直通口連接大功率吸收負(fù)載)和開關(guān)矩陣后面板上相對(duì)應(yīng)的下行波束端口(“衛(wèi)星下行1”或“衛(wèi)星下行2”或…或“衛(wèi)星下行6”)。此外，開關(guān)矩陣前面板上的“頻譜儀”端口(即下行通路耦合支路端口)需要端接匹配負(fù)載。系統(tǒng)中所有電纜連接需用標(biāo)準(zhǔn)力矩扳手緊固。測(cè)試鏈路連接框圖如圖1所示。

3、三階互調(diào)測(cè)試

在完成了測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)和測(cè)試鏈路連接之后，即可正式測(cè)試轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)特性。首先，在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中調(diào)用步驟1中已存儲(chǔ)好的.csa校準(zhǔn)環(huán)境。接著將當(dāng)前測(cè)量通道的掃描方式由頻率掃描改為功率掃描(Power Swept)，以利用掃功率完成單路轉(zhuǎn)發(fā)器在不同工作點(diǎn)的三階互調(diào)特性測(cè)試。然后根據(jù)被測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器的基本參數(shù)對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)試參數(shù)配置：

(1)根據(jù)測(cè)試基準(zhǔn)(即把轉(zhuǎn)發(fā)器推飽和時(shí)對(duì)應(yīng)的矢網(wǎng)PORT1的輸出功率，此數(shù)值由轉(zhuǎn)發(fā)器其他測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)量結(jié)果得出)及技術(shù)文件規(guī)定的轉(zhuǎn)發(fā)器測(cè)試輸入信號(hào)的功率范圍，計(jì)算矢網(wǎng)內(nèi)部雙源的功率掃描范圍。例如，若某待測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器的測(cè)試基準(zhǔn)為-10dBm(即矢網(wǎng)PORT1輸出功率為-10dBm時(shí)，信號(hào)經(jīng)過上行測(cè)試鏈路，進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)器，剛好能將轉(zhuǎn)發(fā)器推至飽和工作點(diǎn))，技術(shù)文件規(guī)定該路轉(zhuǎn)發(fā)器三階互調(diào)測(cè)試的輸入功率范圍為飽和輸入回退10dB至過飽和3dB，那么矢網(wǎng)PORT1輸出功率范圍就應(yīng)為-20dBm至-7dBm，又因?yàn)镻ORT1輸出的是等幅雙載波，因此每個(gè)載波功率均需再回退3dB，即兩個(gè)源的功率掃描范圍均為-23dBm至-10dBm；最后將計(jì)算得出的兩個(gè)源功率掃描范圍在Swept IMDX Setup→Tone Power中進(jìn)行設(shè)置。

(2)根據(jù)被測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器相關(guān)參數(shù)，在Swept IMDX Setup→Mixer Frequency中設(shè)置矢網(wǎng)輸出雙載波主頻之間的中心頻率，即為被測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器通道的上行中心頻點(diǎn)；設(shè)置本振頻率，即被測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器通道的轉(zhuǎn)換頻率；設(shè)置矢網(wǎng)輸入雙載波主頻之間的中心頻率，即為被測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器通道的下行中心頻點(diǎn)。

(3)在Swept IMDX Setup→Tone Frequency中設(shè)置雙波頻差(Fixed DeltaF)，即輸出雙載波的頻率間隔。頻率間隔若太窄，激勵(lì)源的相位噪聲則有可能將互調(diào)分量淹沒。頻率間隔若太寬，互調(diào)分量則有可能落入轉(zhuǎn)發(fā)器通道帶外，被抑制無法準(zhǔn)確測(cè)量。因此主頻雙波頻率間隔需折中考慮，一般設(shè)置為1～2MHz，并且需要同步驟1中校準(zhǔn)時(shí)的設(shè)置值一樣；

(4)在Swept IMDX Setup→Tone Frequency中設(shè)置主頻信號(hào)接收中頻帶寬(Main Tone IFBW)以及互調(diào)信號(hào)接收中頻帶寬(IM Tone IFBW)。本發(fā)明中，主頻的中頻帶寬和互調(diào)信號(hào)的中頻帶寬可以分別設(shè)置，因此可以在測(cè)試精度和測(cè)試速度上做折中(中頻帶寬越窄，測(cè)量結(jié)果越精確，但測(cè)試速度越慢)。一般情況下Main Tone IFBW設(shè)置為100KHz(主頻信號(hào)較大，容易測(cè)準(zhǔn))，IM Tone IFBW設(shè)置為1KHz(交調(diào)信號(hào)較小，若中頻較寬則無法測(cè)準(zhǔn))；

(5)在Measure中，設(shè)置測(cè)量結(jié)果顯示形式為IM3；

(6)開啟嵌入式本振跟蹤功能(Embedded LO)，以降低星地頻偏帶來的測(cè)量不確定度。

對(duì)測(cè)量參數(shù)設(shè)置完畢后，最后打開射頻功率輸出，開始由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部自主完成功率掃描下的三階互調(diào)特性測(cè)試。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀通過內(nèi)置的應(yīng)用功能來做完備的功率掃描三階互調(diào)測(cè)量，因此可以在一個(gè)測(cè)量通道內(nèi)測(cè)量和顯示所有的主頻和互調(diào)分量的功率，同時(shí)自動(dòng)計(jì)算出所有所需工作點(diǎn)的三階互調(diào)特性，并最終繪制出功率掃描模式下的三階互調(diào)特性跡線。

本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。