基于矢量網(wǎng)絡分析儀的RF射頻仿真系統(tǒng)的應用

一、 引言
射頻仿真系統(tǒng)的子系統(tǒng)-天線陣列及饋電系統(tǒng)，主要用于模擬彈目間的視線角運動，為了保證天線陣列及饋電系統(tǒng)的角位置模擬精度，必須對天線陣列系統(tǒng)進行校 準。所謂校準是指為陣列控制計算機所存貯的表格獲得項目數(shù)據(jù)，這些表格用于對天線陣列系統(tǒng)進行補償和控制，實質上，就是要測量天線陣列系統(tǒng)中程控微波器件 的表格，即插入衰減和插入相移。

二、 矢量網(wǎng)絡分析儀Wiltron360B
矢量網(wǎng)絡分析儀Wiltron360B由矢量網(wǎng)絡分析儀、信號源、測試座、測試座轉換器等各自獨立的儀器，通過GPIB接口和專用接口組成一個完整的測量系統(tǒng)。它可以控制兩個測試座和兩個信號源，是一臺測量精度高、自動化程度高、測量速度快、功能強大的測量儀器。

3630A是一頻率轉換器測試座，它是一四通道接收機，能夠測量混頻器、多端口器件、天線等的幅度和相位，其前面板的結構如圖1所示。信號源的信號由RF IN端提供給3630A測試座，然后一分為二，一路由RF OUT輸出，作為被測器件的測試信號；另一路由SOURCE LOCK OUTPUT輸出，連接到RA或RB，作為鎖相參考信號。

圖1 3630A前面板示意圖

三、 射頻仿真系統(tǒng)對測量的技術要求
在陣列式射頻仿真系統(tǒng)中，天線陣列及其饋電系統(tǒng)的校準是一項非常重要的工作。校準與通常的微波器件的幅度和相位的測量本質上是一致的，但它有自身的特點：
⑴信號源放置在遠離矢量網(wǎng)絡分析儀的地方，甚至不在同一實驗室；
⑵被測信號需經(jīng)過下變頻后送入矢量網(wǎng)絡分析儀；
⑶要求有較高的相對幅度和相對相位測量精度；
⑷要求有較高的幅度和相位穩(wěn)定性；
⑸測量兩路信號間的幅度和相位。

因此，選擇矢量網(wǎng)絡分析儀作為幅相測量設備，并輔以必要的外圍設備組成校準測試系統(tǒng)，是最佳選擇。關鍵是DUT所要求的測量信號的頻率，與矢量網(wǎng)絡分析儀的測試頻率不同。
選擇3630A作為天線陣列及其饋電系統(tǒng)校準時的測試座，整個系統(tǒng)的組成原理如圖2所示。

圖2 測試系統(tǒng)原理框圖

信號源輸出頻率為f1的信號，經(jīng)天線陣列饋電系統(tǒng)后由天線輻射出去，兩個接收天線的接收信號經(jīng)混頻變?yōu)轭l率為f2的信號，再經(jīng)濾波放大后分別饋入3630A的TA、、RA端。

考慮到測量信號的頻率與矢量網(wǎng)絡分析儀的測試頻率不同以及DUT的距離較遠，測試信號由一臺單獨的頻綜提供，位于DUT附近。為了保證整個測試系統(tǒng)的相參性，Wiltron360B、信號源、本振用同一個10MHz信號作為參考信號。

五、 矢量網(wǎng)絡分析儀的設置
將ROURCE LOCK OUTPUT端與RB端直接相連。將Wiltron360B的測試座設置為3630A，測試頻率設置為f2。由于本系統(tǒng)只是測試TA/RA，而S11就是 定義為TA/RA，因此將Wiltron360B設置為單通道顯示(SINGLE CHANNEL)，并將通道1激活(CH1)，至此，主要的設置完成，可以進行測試。

為了測試過程的自動化，由計算機通過GPIB接口實現(xiàn)對矢量網(wǎng)絡分析儀Wiltron360B的遙控，Wiltron360B的所有設置和測試數(shù)據(jù)的讀取都是由計算機自動完成的。

六、 結束語
本測試系統(tǒng)所關注的不是DUT本身的插入損耗和插入相移，而是關注當DUT的狀態(tài)發(fā)生變化時，其插入損耗和插入相移的變化量，是一種相對測量。按照上述方案所組成的校準系統(tǒng)能夠滿足所需要的較高的技術指標要求，并一直應用在射頻仿真試驗中。