华穗科技使用NI VST系列产品实现高效自动化的T/R组件性能指标测试

 

懂点技术、有点温度

随着有源相控阵雷达、低轨卫星技术等射频方向相关行业的蓬勃发展，T/R组件测试在保障产品质量和性能方面的重要性日益凸显。

T/R组件作为有源相控阵雷达和卫星通信的核心部件，T/R的性能对于系统的性能至关重要。随着相关射频领域市场的发展、T/R组件量产，T/R通道数的提升，对测试效率和测试结果一致性等有了更严苛的要求，传统的T/R组件测试方法多为手动测试，存在测试效率低、自动化程度较低等问题。为了克服这些挑战，华穗科技携手NI使用NI VST系列产品配合适应射频苛刻指标的专用自动化工装构筑先进的自动化T/R组件测试系统——让T/R组件测试逐步“关灯“，以实现高效自动化的T/R组件性能指标测试。

 

T/R组件测试[1]

一、传统T/R组件测试的挑战

 

传统T/R测试的系统可以抽象描述为类似“台式仪表+工装+控制系统的形式”。当前传统的T/R组件测试方法存在一些明显痛点：      

1、台式仪器厂家众多，数量更多，导致处于集成核心的控制系统对各类仪器驱动以及型号管理在目前已有的测试系统中难以维护；

2、不同厂商、不同仪器对于控制系统数据交互的方式有差异，导致控制系统进行数据交换的效率较低；

3、由于测试过程中传统台式仪表设备与控制系统的数据交互方式难以升级拓展，导致测试效率难以突破提升；

4、目前很多T/R组件测试系统都采用非一站式测试（类似于流水线测试），这样不仅测试验证需要的场地面积较大，而且每个站点都需要安排人工资源；

5、非一站式测试系统会在不同工位进行不同的测试项，这导致测试效率不会很高；

传统T/R组件测试示意图

二、NI VST系列产品的概述

 

NI VST系列产品是一套高性能的射频测试和测量解决方案，可满足不同射频测试需求。VST代表"Vector Signal Transceiver"，集成了信号发生和信号分析功能，为工程师们提供了全面的射频测试能力。NI VST系列产品可提供高速的优质测量，并且其架构还可以满足待测设备(DUT)的需求，即使需求不断发生变化也不足为惧。

NI VST详细视图[2]

如上图所示，VST的核心在于将宽带矢量信号发生器、矢量信号分析仪、高速数字接口和功能强大的FPGA整合到一台PXI仪器上，这样可以完全利用PXI的优势，使测试数据底层传输机制更便捷。

在硬件方面，VST可同步远程测量模块和基于IF的子系统的每个LO，也可将LO共享至其他VST，从而同步所有RF系统组件（如下图所示）。并且不少RF测试应用在RF或基带波形生成和分析之外，还需要额外的I/O，这可能需要使用电源或源测量单元(SMU)、基于模式的用于DUT控制的数字设备，或各种其他模拟、数字和直流仪器。而这些都可以使用PXI仪器替代，一起集成到整个PXI系统中去。

单个PXI机箱中同步多个NI VST设备实物图[3] 在软件方面，作为PXI平台的一部分，VST系列产品与NI其他所有PXIe仪器共享相同的基础资源，在软件驱动架构上具有绝对优势，NI VST可以在测试的开发、触发和同步过程中更大限度提高测量速度，同时也保证很好的软件一致性。用户可使用NI的专利T-Clock (TClk)技术，通过NI-TClk API轻松实现多台仪器的同步，打造统一的自动化测试和自动化测量解决方案。

通过NI-TCIK API集成多种仪器软件界面[4]

三、黑灯测试——先进的自动化手段

 

黑灯测试是一种先进的自动化测试手段，通过定制的测试工装与夹具配合智能控制，实现了无人化生产和高效射频性能指标测试。黑灯测试带来的无人化和高度自动化的状态，使得测试过程更加智能高效。 在T/R组件测试中使用黑灯测试方法可以提高效率、降低总体成本、减少人为装插故障，真正实现降本增效。  

黑盒测试自动化测试台架示意图

黑灯测试可以实现测试过程全自动，且一套设备可同时兼顾多个(4个及以上)测试机柜对多个产品(4个及以上)进行测试，极大地提高效率。操作人员只需完成将待测产品放入指定周转料盒的放料工作和取走测试完成的产品的取料工作。

黑灯测试功能与特点总结：

1、实现测试产品的自动取放：组件自动上下料、自动插拔、装配工艺检测与指标测试；

2、具备无人化测试能力，7*24小时全天候工作；

3、同时兼容多种型号组件，通过更换工装，实现快速换型；

4、生产过程全流程实时监控，设备状态图形化显示（孪生系统）；

5、设备互联与远程调控，具备上电顺序自检，自动故障诊断与恢复；

6、测试数据自动处理，测试结果保存于本地库并可上传；

7、具备一键自动化测试功能，可以实现仪器仪表的自动控制、测试软件可以自动生成测试结果报表等；

8、过程记录与质量追溯功能，为了保障产品和设备安全，配置视觉检测模块，用于对产品接插件的状态进行拍照检测和留存。及时发现产品和设备的异常，避免损失。同时可保存照片便于追溯，辅助提升产品质量；

四、NI VST助力T/R组件黑灯测试系统

 

传统测试方法向黑灯测试方法转变示意图

NI VST系列产品在构建T/R组件黑灯测试系统方面发挥了重要作用。通过灵活的配置和编程接口，VST系列产品可实现一站式全自动化的测试，减少了人工干预，降低了因为人工装插导致的不良率，同时也大幅提高了测试效率，满足高通道的生产需求。其高精度信号发生和内嵌的实时分析功能，使得测试结果更加准确可靠。此外，NI VST可灵活配置以满足高效自动测试条件，支持复杂的自动化测试环境，为T/R组件测试提供了更真实的应用场景。

NI模块化测试系统平台示意图

五、T/R组件自动化测试系统构建的实例

 

华穗科技联合终端客户以及先进制造商，基于实际T/R组件完成了自动化测试系统的研制，接下来带大家来了解华穗科技如何使用NI VST系列产品，如何助力T/R组件黑灯测试系统并取得了哪些优异成绩。

T/R组件自动化工装示意图

T/R组件自动测试系统运行实物图

华穗科技作为优秀的测试系统一站式解决方案供应商，在应用NI VST系列产品构建的T/R组件黑灯测试系统中，实现了无人化生产，大幅提高了测试效率，并将误差率尽可能降低。这种高度自动化的测试系统使得终端客户将在竞争激烈的市场和蓬勃发展的需求市场中脱颖而出，产品质量和性能也得到了进一步提升。华穗科技已完成T/R组件自动化测试系统的研制，部分测试项如下：

S参数

噪声系数

相位噪声

杂散

隔离度

功率

多通道一致性

交调

......

结语：在这篇文章中，我们深入了解了T/R组件黑灯测试系统的构建和应用。NI VST系列产品作为射频测试和测量的利器，为T/R组件黑灯测试系统的高效自动化射频测试提供了可靠的支持。希望通过这篇介绍，您能对华穗科技如何使用NI VST系列产品助力T/R组件黑灯测试系统有了更清晰的了解。如果您对这个系统感兴趣，欢迎了解更多关于华穗科技的T/R组件测试系统的信息和技术细节，我们会持续更新。

 

        责任编辑：彭菁