懂點(diǎn)技術(shù)、有點(diǎn)溫度

隨著有源相控陣?yán)走_(dá)、低軌衛(wèi)星技術(shù)等射頻方向相關(guān)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，T/R組件測(cè)試在保障產(chǎn)品質(zhì)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?yán)走_(dá)和衛(wèi)星通信的核心部件，T/R的性能對(duì)于系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。隨著相關(guān)射頻領(lǐng)域市場(chǎng)的發(fā)展、T/R組件量產(chǎn)，T/R通道數(shù)的提升，對(duì)測(cè)試效率和測(cè)試結(jié)果一致性等有了更嚴(yán)苛的要求，傳統(tǒng)的T/R組件測(cè)試方法多為手動(dòng)測(cè)試，存在測(cè)試效率低、自動(dòng)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(yīng)射頻苛刻指標(biāo)的專用自動(dòng)化工裝構(gòu)筑先進(jìn)的自動(dòng)化T/R組件測(cè)試系統(tǒng)——讓T/R組件測(cè)試逐步“關(guān)燈“，以實(shí)現(xiàn)高效自動(dòng)化的T/R組件性能指標(biāo)測(cè)試。

T/R組件測(cè)試[1]

一、傳統(tǒng)T/R組件測(cè)試的挑戰(zhàn)

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

1、臺(tái)式儀器廠家眾多，數(shù)量更多，導(dǎo)致處于集成核心的控制系統(tǒng)對(duì)各類儀器驅(qū)動(dòng)以及型號(hào)管理在目前已有的測(cè)試系統(tǒng)中難以維護(hù)；

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

3、由于測(cè)試過程中傳統(tǒng)臺(tái)式儀表設(shè)備與控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互方式難以升級(jí)拓展，導(dǎo)致測(cè)試效率難以突破提升；

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

5、非一站式測(cè)試系統(tǒng)會(huì)在不同工位進(jìn)行不同的測(cè)試項(xiàng)，這導(dǎo)致測(cè)試效率不會(huì)很高；

傳統(tǒng)T/R組件測(cè)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(cè)試和測(cè)量解決方案，可滿足不同射頻測(cè)試需求。VST代表"Vector Signal Transceiver"，集成了信號(hào)發(fā)生和信號(hào)分析功能，為工程師們提供了全面的射頻測(cè)試能力。NI VST系列產(chǎn)品可提供高速的優(yōu)質(zhì)測(cè)量，并且其架構(gòu)還可以滿足待測(cè)設(shè)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(xì)視圖[2]

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

在硬件方面，VST可同步遠(yuǎn)程測(cè)量模塊和基于IF的子系統(tǒng)的每個(gè)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(cè)試應(yīng)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(cè)量單元(SMU)、基于模式的用于DUT控制的數(shù)字設(shè)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(gè)PXI系統(tǒng)中去。

單個(gè)PXI機(jī)箱中同步多個(gè)NI VST設(shè)備實(shí)物圖[3] 在軟件方面，作為PXI平臺(tái)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(chǔ)資源，在軟件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)上具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，NI VST可以在測(cè)試的開發(fā)、觸發(fā)和同步過程中更大限度提高測(cè)量速度，同時(shí)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(shù)，通過NI-TClk API輕松實(shí)現(xiàn)多臺(tái)儀器的同步，打造統(tǒng)一的自動(dòng)化測(cè)試和自動(dòng)化測(cè)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(cè)試——先進(jìn)的自動(dòng)化手段

黑燈測(cè)試是一種先進(jìn)的自動(dòng)化測(cè)試手段，通過定制的測(cè)試工裝與夾具配合智能控制，實(shí)現(xiàn)了無人化生產(chǎn)和高效射頻性能指標(biāo)測(cè)試。黑燈測(cè)試帶來的無人化和高度自動(dòng)化的狀態(tài)，使得測(cè)試過程更加智能高效。 在T/R組件測(cè)試中使用黑燈測(cè)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(shí)現(xiàn)降本增效。

黑盒測(cè)試自動(dòng)化測(cè)試臺(tái)架示意圖

黑燈測(cè)試可以實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程全自動(dòng)，且一套設(shè)備可同時(shí)兼顧多個(gè)(4個(gè)及以上)測(cè)試機(jī)柜對(duì)多個(gè)產(chǎn)品(4個(gè)及以上)進(jìn)行測(cè)試，極大地提高效率。操作人員只需完成將待測(cè)產(chǎn)品放入指定周轉(zhuǎn)料盒的放料工作和取走測(cè)試完成的產(chǎn)品的取料工作。

黑燈測(cè)試功能與特點(diǎn)總結(jié)：

1、實(shí)現(xiàn)測(cè)試產(chǎn)品的自動(dòng)取放：組件自動(dòng)上下料、自動(dòng)插拔、裝配工藝檢測(cè)與指標(biāo)測(cè)試；

2、具備無人化測(cè)試能力，7*24小時(shí)全天候工作；

3、同時(shí)兼容多種型號(hào)組件，通過更換工裝，實(shí)現(xiàn)快速換型；

4、生產(chǎn)過程全流程實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)備狀態(tài)圖形化顯示（孿生系統(tǒng)）；

5、設(shè)備互聯(lián)與遠(yuǎn)程調(diào)控，具備上電順序自檢，自動(dòng)故障診斷與恢復(fù)；

6、測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)處理，測(cè)試結(jié)果保存于本地庫并可上傳；

7、具備一鍵自動(dòng)化測(cè)試功能，可以實(shí)現(xiàn)儀器儀表的自動(dòng)控制、測(cè)試軟件可以自動(dòng)生成測(cè)試結(jié)果報(bào)表等；

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

四、NI VST助力T/R組件黑燈測(cè)試系統(tǒng)

傳統(tǒng)測(cè)試方法向黑燈測(cè)試方法轉(zhuǎn)變示意圖

NI VST系列產(chǎn)品在構(gòu)建T/R組件黑燈測(cè)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(shí)現(xiàn)一站式全自動(dòng)化的測(cè)試，減少了人工干預(yù)，降低了因?yàn)槿斯ぱb插導(dǎo)致的不良率，同時(shí)也大幅提高了測(cè)試效率，滿足高通道的生產(chǎn)需求。其高精度信號(hào)發(fā)生和內(nèi)嵌的實(shí)時(shí)分析功能，使得測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。此外，NI VST可靈活配置以滿足高效自動(dòng)測(cè)試條件，支持復(fù)雜的自動(dòng)化測(cè)試環(huán)境，為T/R組件測(cè)試提供了更真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景。

NI模塊化測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)示意圖

五、T/R組件自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建的實(shí)例

華穗科技聯(lián)合終端客戶以及先進(jìn)制造商，基于實(shí)際T/R組件完成了自動(dòng)化測(cè)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(cè)試系統(tǒng)并取得了哪些優(yōu)異成績(jī)。

T/R組件自動(dòng)化工裝示意圖

T/R組件自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)物圖

華穗科技作為優(yōu)秀的測(cè)試系統(tǒng)一站式解決方案供應(yīng)商，在應(yīng)用NI VST系列產(chǎn)品構(gòu)建的T/R組件黑燈測(cè)試系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了無人化生產(chǎn)，大幅提高了測(cè)試效率，并將誤差率盡可能降低。這種高度自動(dòng)化的測(cè)試系統(tǒng)使得終端客戶將在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)和蓬勃發(fā)展的需求市場(chǎng)中脫穎而出，產(chǎn)品質(zhì)量和性能也得到了進(jìn)一步提升。華穗科技已完成T/R組件自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的研制，部分測(cè)試項(xiàng)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(diào)

......

結(jié)語：在這篇文章中，我們深入了解了T/R組件黑燈測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建和應(yīng)用。NI VST系列產(chǎn)品作為射頻測(cè)試和測(cè)量的利器，為T/R組件黑燈測(cè)試系統(tǒng)的高效自動(dòng)化射頻測(cè)試提供了可靠的支持。希望通過這篇介紹，您能對(duì)華穗科技如何使用NI VST系列產(chǎn)品助力T/R組件黑燈測(cè)試系統(tǒng)有了更清晰的了解。如果您對(duì)這個(gè)系統(tǒng)感興趣，歡迎了解更多關(guān)于華穗科技的T/R組件測(cè)試系統(tǒng)的信息和技術(shù)細(xì)節(jié)，我們會(huì)持續(xù)更新。

責(zé)任編輯：彭菁