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CN107478870A - 一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络 - Google Patents

一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络 Download PDF

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CN107478870A
CN107478870A CN201710727192.XA CN201710727192A CN107478870A CN 107478870 A CN107478870 A CN 107478870A CN 201710727192 A CN201710727192 A CN 201710727192A CN 107478870 A CN107478870 A CN 107478870A
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CN
China
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microwave
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switch
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CN201710727192.XA
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丁志钊
蒋玉峰
郭敏
周辉
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CETC 41 Institute
Original Assignee
CETC 41 Institute
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    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

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Abstract

本发明公开了一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络，具体涉及测试技术领域。该适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络包括环境试验箱、AC/DC电源模块和PCI数字I/O模块，所述环境试验箱内设有机箱，机箱内设有微波开关及模块组合，微波开关及模块组合包含多个微波开关及模块，机箱的面板上设有电源连接器、高密多芯连接器和微波连接器，AC/DC电源模块通过电源连接器与微波开关及模块相连，PCI数字I/O模块通过高密多芯连接器与微波开关及模块相连。

Description

一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络
技术领域
本发明涉及测试技术领域，具体涉及一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络。
背景技术
在航天电子设备中，同样存在着T/R组件等多通道微波组件。在实际工程实践中，每个微波多功能组件都需要逐一进行环境试验测试，而且其环境试验条件还是非常苛刻的，如某型星载T/R组件环境试验温度为-45～85℃，这远远高于当今大多数测试仪器设备的工作温度范围。
如图1所示，宇航级多通道微波组件环境试验测试系统一般由通用测试仪表、状态控制设备、开关网络、主控计算机、测试夹具和环境试验箱等几部分组成。通用测试仪表、状态控制设备和主控计算机通常放置于试验箱侧面，不会进入试验箱中。测试夹具直接与被测组件进行连接，因此，必然放置于环境试验箱中。而开关网络是测试系统的重要组成部分，也是为数不多需要定制的设备，它一端与测试仪器进行连接，另一端与被测组件进行连接，主要用来实现测试通道的自动建立和切换，也完成被测组件的信号调理(如发射信号耦合/衰减、激励信号功分等)，同时以其重要性和复杂性，它对整个系统的性能指标、可靠性、成本、维修性也有着深刻的影响。若被测组件通道较多，往往也是将其放置在环境试验箱中，这样通过试验箱侧壁通孔或者连接器的微波电缆数量较少。如某型2入48出星载T/R组件测试所需的开关网络就是放置在环境试验箱中，这样就不需要通过试验箱甩出50根微波电缆，再加上供电和状态控制电缆，实际上环境试验箱没有空间允许数量如此之多的电缆通过。
如图2所示，作为一台完整的测试设备，开关网络主要由计算机模块、开关控制模块、微波开关及模块组合、程控接口模块和AC/DC电源模块等部分组成。
微波开关及模块一般有三类端口，分别是电源端口、控制端口和微波端口。大多数情况下，供电电源为直流电源，因此，开关网络内部需配备AC/DC电源模块。控制端口需要输入TTL等逻辑电平，实现工作状态的切换，如单刀六掷开关共有7个控制管脚，在不同控制信号的作用下完成开关的动作。微波端口与其它微波开关/模块和测试仪器进行连接，它们之间的连接就构成了测试通道。
开关网络的工作流程如下：通过程控接口模块、计算机模块(一般是嵌入式计算机模块)接收来自外部系统主控计算机的命令，并对外部命令进行翻译和解释，将命令信息发送到内部PCI总线，以此来实现开关控制模块对应位置开关控制信号的产生，从而达到控制微波开关及模块的目的，多个微波开关及模块位置的组合即可实现测试通道的搭建。电源部分则实现计算机模块、开关控制模块和微波开关及模块组合的供电。
如图3所示，以2入48出星载T/R组件测试所需的开关网络的拓扑结构为例进行说明。除供电、开关控制和程控接口部分外，内部共有16个微波开关，通过开关的切换，可以实现TXOUT/RXIN1～48至频谱仪、信号源、矢网1、示波器1、功率计和噪声源等288个通道、RXOUT/TXIN1～2至频谱仪、信号源、矢网2、示波器2和噪声仪等10个通道共计298个通道的搭建。开关网络面板上有48个TXOUT/RXIN端口和2个RXOUT/TXIN端口，分别与被测组件对应端口进行连接；面板还有上述提到的频谱仪、信号源、矢网1、示波器1、功率计、噪声源、矢网2、示波器2和噪声仪等9个端口，也分别与对应测试仪器进行连接。
发明内容
本发明的目的是针对现有的宇航级多通道微波组件环境试验测试系统中的开关网络为了适用宽的温度范围提高了成本，而且在宽的温度范围内反复冲击，开关网络的可靠性也会受到影响的不足，提出了一种采用离散型配置，极大的简化了开关网络组成，提高了可靠性和工作寿命的适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络。
本发明具体采用如下技术方案：
一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络，包括环境试验箱、AC/DC电源模块和PCI数字I/O模块，所述环境试验箱内设有机箱，机箱内设有微波开关及模块组合，微波开关及模块组合包含多个微波开关及模块，机箱的面板上设有电源连接器、高密多芯连接器和微波连接器，AC/DC电源模块通过电源连接器与微波开关及模块相连，PCI数字I/O模块通过高密多芯连接器与微波开关及模块相连。
优选地，所述PCI数字I/O模块与高密多芯连接器通过高密多芯电缆连接。
优选地，所述环境试验箱的侧壁均匀设置有侧壁通孔。
优选地，所述AC/DC电源模块为微波开关及模块组合供电，PCI数字I/O模块与微波开关及模块组合连接，被测组件和测试仪器通过上述开关网络连接；
主控计算机通过内部PCI总线传输命令，PCI数字I/O模块根据命令产生开关控制信号，并传输至各个微波开关及模块，各个微波开关及模块的组合实现测试通道的搭建。
本发明具有如下有益效果：开关网络被分成了三个离散部分，组成更为简单，除微波开关及模块组合和电缆外，供电、数字I/O模块等部分不再需要满足宇航级环境试验温度的要求，利用普通商业级产品即可满足测试要求；同时，因为供电、数字I/O模块部分工作在实验室环境下，不再随被测组件进行温度冲击，可靠性和工作寿命有进一步提高；另外，一旦发生故障，因为采用了离散型配置实现方案，也比较容易进行故障定位。
采用PCI数字I/O模块替代开关控制模块，且内置于主控计算机中，并充分利用了主控计算机的供电和程控功能，不再需要原有的计算机模块、程控接口模块和和定制化开关控制模块，方便了微波开关及模块控制实现，同时成本也有所降低。
附图说明
图1为宇航级多通道微波组件环境试验系统测试系统组成示意图；
图2为现有的开关网络组成示意图(实线框内)；
图3为2入48出星载T/R组件测试系统开关网络拓扑结构示意图；
图4为本发明的开关网络组成示意图(实线框内)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
如图4所述，一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络，包括环境试验箱、AC/DC电源模块和PCI数字I/O模块，所述环境试验箱内设有机箱，机箱内设有微波开关及模块组合，微波开关及模块组合包含多个微波开关及模块，机箱的面板上设有电源连接器、高密多芯连接器和微波连接器，AC/DC电源模块通过电源连接器与微波开关及模块相连，PCI数字I/O模块通过高密多芯连接器与微波开关及模块相连。PCI数字I/O模块可以方便地安装在系统中主控计算机中的PCI插槽内，相当于其中的一个设备，这样可以直接利用主控计算机提供的供电和程控接口，不再需要计算机模块、程控接口模块和开关控制模块。供电模块只要考虑为微波开关及模块组合进行供电即可，也有一定程度的简化。
PCI数字I/O模块与高密多芯连接器通过高密多芯电缆连接。开关控制电缆两端应尽量采用高密多芯连接器，这样可以有效地减小电缆的直径，方便穿过环境试验箱侧壁通孔。
环境试验箱的侧壁均匀设置有侧壁通孔。
AC/DC电源模块为微波开关及模块组合供电，PCI数字I/O模块与微波开关及模块组合连接，被测组件和测试仪器通过上述开关网络连接；
主控计算机通过内部PCI总线传输命令，PCI数字I/O模块根据命令产生开关控制信号，并传输至各个微波开关及模块，各个微波开关及模块的组合实现测试通道的搭建。
开关网络被分成了三个离散部分，组成更为简单，除微波开关及模块组合和电缆外，供电、数字I/O模块等部分不再需要满足宇航级环境试验温度的要求，利用普通商业级产品即可满足测试要求。同时，因为供电、数字I/O模块部分工作在实验室环境下，不再随被测组件进行温度冲击，可靠性和工作寿命有进一步提高。另外，一旦发生故障，因为采用了离散型配置实现方案，也比较容易进行故障定位。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络，其特征在于，包括环境试验箱、AC/DC电源模块和PCI数字I/O模块，所述环境试验箱内设有机箱，机箱内设有微波开关及模块组合，微波开关及模块组合包含多个微波开关及模块，机箱的面板上设有电源连接器、高密多芯连接器和微波连接器，AC/DC电源模块通过电源连接器与微波开关及模块相连，PCI数字I/O模块通过高密多芯连接器与微波开关及模块相连。
2.如权利要求1所述的一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络，其特征在于，所述PCI数字I/O模块与高密多芯连接器通过高密多芯电缆连接。
3.如权利要求1所述的一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络，其特征在于，所述环境试验箱的侧壁均匀设置有侧壁通孔。
4.如权利要求2或3所述的一种适用宇航级多通道微波组件环境试验的开关网络，其特征在于，所述AC/DC电源模块为微波开关及模块组合供电，PCI数字I/O模块与微波开关及模块组合连接，被测组件和测试仪器通过上述开关网络连接；
主控计算机通过内部PCI总线传输命令，PCI数字I/O模块根据命令产生开关控制信号，并传输至各个微波开关及模块，各个微波开关及模块的组合实现测试通道的搭建。
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