单片机集成环境主要应用于无线通信、雷达、电子测量等行业，近年来随着设备的发展，对机器的需求增加，对可靠性的要求也提高了。单片有源微波项目在国内尚处于起步阶段，没有相关的方法。为了防止这种情况，该文通过测量有源损耗、1 dB 压缩点、单组件侧分贝和放大器以及射频开关等关键参数来探索有源单片集成设备和微波测试技术。
单片微波电路(MMIC)已成为武器技术发展的关键支柱，并广泛应用于先进的军用导弹、电子军事设备、相控通信系统、雷达等无线电子设备和电子无线设备。它的性能、质量和可靠性是直接影响电子媒体装备质量的无线信息工具设备系统和系统的基础。因此，测量电路的参数是提供零件质量的重要工具。而设计的正确性可以通过测试来验证，指定的环境可以利用测试性能参数进行优化和修改。射频测试组件具有高度的针对性，需要对参数和特性有透彻的了解，以及它们自己的实验方法才能获得满意的测试。本文以集成射频放大器和集成断路器模型介绍集成模块测试方法的特点，通过搭建微波测试模型。使用矢量网络分析仪对电路的增益、平坦度，插入损耗、回波损耗等特性进行了测量。
1 测试方法
集成放大器主要采用GaAs、SiC 等宽带隙半导体材料，采用精细工艺技术制造，具有低噪声、低动态特性。已知的主要电路特征有增益、冲击稳定性、驻波、1 dB 压缩点等。HMC441LC3B 具有低声音放大器特点，HMC441LC3B 具有6.5 GHz 至13.5 GHz 的频率范围，14 dB的增益，50 Ω 的阻抗特性和22 dBm 的峰值输出功率。使用矢量网络分析仪进行测试，测试模块如图1所示。
图1 测试电路模块示意图
1.1 增益、平坦度测量
本文测量功率放大器输出功率和输入功率之间的关系，我们使用矢量网络分析仪进行实现。矢量网络分析仪中的功率扫描功能帮助我们实现这一功能。我们在测量过程中，直流电源电压设置为5 V，被测设备达到手册中指示的最佳工作电流。设备带宽范围(6.5 GHz~13.5GHz) 内每个频点的S12 参数是被测设备的增益与带宽范围内参数S12的值之间最大的差异是平坦度。对于增益较大的设备，测量时应在输出端接固定衰减器。此时器件的增益等于S12值加上衰减。
1.2 1 dB压缩点的测量
随着输入功率增加到某一点，放大器的增益降低，即放大器经历增益压缩。当输入功率进一步增加时，放大器趋于饱和，输出功率保持不变，1 dB 增益压缩点就是输入功率降低放大器增益1 dB。在测试过程中，VNA的功率扫描范围必须足够大，以确保被测放大器能够从线性区域驱动到压缩区域。需要注意的是，当测试放大器的输出功率超过矢量网络分析仪接收机的输入压缩电平时，放大器的输出必须被充分衰减。这不仅可以防止损坏VNA接收器，而且还可以保持足够高的功率电平，不会在接收器中造成增益压缩。
2 射频开关测试模式
射频导线插入某些参数的主要特征包括损耗、损坏和绝缘。压缩点1 dB。测试周期的一个示例是获取图2中的Hitt的HMC232LP4E SPDT RF开关特性。
2.1 插入损耗、回波损耗
HMC232LP4E 采用负调节模式，-5 V 逻辑" 高"；逻辑0V"0"和-5V用A、B端的电源输入0 V，然后RF1设备上的RFC 和RF 端相连。对RFC 和RF1 之间的网络连接、DC-12GHz 频段中的参数S12 和S21、RFC-to-RF1 和RF1-to-RFC 插入损耗进行矢量分析。参数S11和S22 是正确的RFC 和RF1。收入损失。设备0 V 输入，设备0 V 电平与设备控制端RF 侧接RF2 和RF2，可以从RFC到FR2 测量插件的损耗和损坏。需要注意的是，HMC232LP4E内部的电阻等级为50Ω。无需连接RF2和RF2即可使用适当的负载测量各自的RF1参数。配备其他无内部干扰的设备，无需50 Ω 测量端口进行连接和适配。图2所示为射频开关测试线路。
图2 射频开关测试线路
2.2 隔离度测量
测量高绝缘开关时，必须增大仪器的动态范围，减小仪器的体积，才能获得满意的测量结果。通过减小中频恢复区，可以提高客运网络的动态范围。一般来说，中频宽度可以减少10 倍，链的音量可以减少10 dB。A、B端输入-5 V、0 V 电源分别接入RFC 和RF2 两端的分析矢量网络，得到RFC 和RF1 之间隔离的S12 扫描仪和测量参数。设备A、B接控制端0 V、-5 V，分析矢量系统接RFC 和RF1，类似隔离模块S12，测量在RFC 和RF2之间。
3 微波测试仪器设计与误差校准
集成单片电路属于非同轴器件，不能以同轴测试接口的形式直接与矢量网络分析连接。该测试装置由一体式锁紧结构、腔体保护、测试链和相互连接的模块组成。在链式设计中，要求信号线(微带线)不弯曲，使用对应的50°线；确保有效的集成引擎部署并减少外部信号阻塞。设备的底座通常是为安装而设计的。同时，必须打出尽可能多的孔，以使系统尽可能短；此外，面波抑制和波传输模式和准TEM模式必须满足以下要求：接地保护高度H≥(5·10)h，接地板宽度≥3h(h为微带厚度)。由于在实践中使用材料和应用将信号与来自系统的直接干扰分开，因此在计算微条纹线时必须考虑兼容性障碍。
等效链模型是使用链参数分布的解释方法构建的，如图3所示(传输线长度；y乘法常数；α 结合常数；β 相位常数；J1，J2 截面微带接口)。该软件用于模拟等效的电磁仿真工具，得到每个微带的最佳网络参数。介电模块的联动效果直接关系到测量结果的准确性。在实验引擎和微带链之间获得良好的通信时，应考虑寄生介电参数。对于频率低于5 GHz的射频器件，可以使用1.3mm(Ф=0.5 mm)的微波探头作为介质耦合，因此推荐用于Goldsmiths软线中寄生参数的高频仪器。微波测试工具使用TRL 进行校准，即计算反射和延迟线的三个最高直接状态，例如6-8项误差。非零长度用于确保校准的结束在DUT的每一端，并且其他校准片段的长度和其他参数是基于校准的一部分。该表面位于校准线的中心，即在Diff的每一端。
图3 测试夹具等效电路等效模型
本文转载自高速射频百花潭公众号 作者：黄方祥
