前言

在采用网络分析仪测试多端口微波器件时，测试过程中需要更换测试电缆和DUT不同端口之间的连接。如用两端口矢量网络分析仪测量双工器，除了第一次连接以外，在测试过程中还需要变换两次连接，测试者要另外做出四次连接动作（两次接电缆，两次接测试负载），然后再对仪器进行手动操作测试。在大批量生产情况下，这种传统测试方法的测试效率较低，测试成本较高；尤其是高低温试验时，传统的测试方法无法满足需求。

本文讨论了一种自动化测试方法的实践——通过开关矩阵和自动化测试软件来快速、高效地完成双工器的大批量高低温试验。

问题的来源

本文所讨论的问题来自数百只双工器的高低温试验，要求被测双工器在-30°C和+60°C的试验箱里各放置60分钟，用矢量网络分析仪测试其S参数，出厂要求100%全检。

图1为双工器的电原理图，其中TX/RX/ANT分别为发射/接收/天线端。双工器的测试指标包括ANT至TX之间、ANT至RX的插入损耗，TX和RX之间的隔离，以及三个端口的驻波。

图1. 双工器电原理图

首先我们采用了传统方法进行高低温试验，表1显示了测试流程和花费时间。

表1. 传统的高低温试验方法及耗时

按照传统的工艺流程，每只双工器的高低温试验需要耗时约3小时40分钟，无论如何，这样一天只能完成3只双工器的高低温试验，如果是100只，需要花费33个工作日，这显然是不可接受的。

多端口微波器件的高效率测试解决方案

常温测试方法介绍

我们采用2×N的全开关矩阵来扩展矢量网络分析仪的测试端口，以适应多端口微波器件的测试。

图2显示了采用2×6开关矩阵进行双工器测试的系统连接图，其中网络分析仪通过开关矩阵后变成了“6端口”。采用开关矩阵后，测试参考面延伸至六条测试电缆的端口，开机后，首先对整个系统进行校准，自动化测试软件可以记录并保存每个通路的校准值，并在测试过程中调用；连接好被测件后，根据产品标准的要求设置好测试条件，然后点击“开始”键，软件会自动完成整个测试过程并生成测试报告。

通过自动化测试软件的指令，可以自动切换不同的测试通路，依次完成双工器1和双工器2的各项指标的测试，而不需要手动更换电缆和测试端口。

图2. 采用开关矩阵进行双工器的自动化测试

采用图2的自动化测试系统，完成校准、测试条件设置后，测试一只双工器只要花费几秒钟时间，常温条件下，一天可以完成200-300只双工器的测试，相比两端口网络分析仪直接测量法，测试效率至少提高了五倍。同时测试精度也是与采用矢量网络分析仪是一致的[1]。

表2. 自动化测试系统的高低温试验方法及耗时

按照自动化测试的工艺流程，八只双工器的高低温试验需要耗时约2小时51分钟，这样一天至少可以完成24只双工器的高低温试验，如果是100只，只需要花费4.2个工作日，这比传统的工艺流程测试效率提高了8倍。

图3. 采用开关矩阵进行双工器的自动化测试

图4.现场测试场景

按照上述实验方法，我们总共完成了500只双工器的高低温及常温的测试，花了不到20天时间。根据试验箱的容量以及开关矩阵的通路数，测试效率还可以进一步提高。