双通道毫米波高线性上变频集成装置和毫米波高线性功率放大器的测试系统 |
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| 申请号 | CN202311832323.2 | 申请日 | 2023-12-27 | 公开(公告)号 | CN117811505A | 公开(公告)日 | 2024-04-02 |
| 申请人 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)); | 发明人 | 蔡宗棋; 吕安如; 陈义强; 黄健城; 张小龙; 唐莎; 方栓柱; 方来旺; 刘昌; 李幸; | ||||
| 摘要 | 本 申请 提供一种双通道毫米波高线性上变频集成装置和毫米波高线性功率 放大器 的测试系统，其中，双通道毫米波高线性上变频集成装置包括第一 滤波器 、第二滤波器、第三滤波器、功分器、第一倍频放大链路、第二倍频放大链路、第一 混频器 、第二混频器、第一滤波放大链路和第二滤波放大链路。本申请的双通道毫米波高线性上变频集成装置用于为待测毫米波高线性 功率放大器 提供可用于测试IM3、ACPR及EVM指标的输入 信号 。进一步地，本申请的双通道毫米波高线性上变频集成装置至少具有可降低测试成本、提高测试准确性的优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种双通道毫米波高线性上变频集成装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 双通道毫米波高线性上变频集成装置和毫米波高线性功率放大器的测试系统 技术领域背景技术[0002] 目前，传统的方法往往采用三阶交调IM3来表征毫米波高线性功率放大器的线性度，但在通信领域，更能够全面地表征功率放大器的系统级通信指标，还需要采用邻道功率抑制比ACPR指标和误差矢量幅度EVM指标，其中。邻道功率抑制比ACPR及误差矢量幅度EVM被用于表征其对通信系统邻道功率的抑制及误码率的恶化程度。 [0003] 进一步地，针对IM3指标、ACPR指标、EVM测试需求，现有技术需要设置多套测试系统，进而需要多次拆接器件，因此容易引入人为操作导致的测试误差。另一方面，设置多套测试系统需要更高的测试成本。发明内容 [0004] 本申请实施例的目的在于提供一种双通道毫米波高线性上变频集成装置和毫米波高线性功率放大器的测试系统，其中，双通道毫米波高线性上变频集成装置用于为待测毫米波高线性功率放大器提供可用于测试IM3、ACPR及EVM指标的输入信号。本申请的双通道毫米波高线性上变频集成装置至少具有可降低测试成本、提高测试准确性的优点。 [0005] 第一方面，本发明提供一种双通道毫米波高线性上变频集成装置，包括： [0006] 第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器，其中，所述第一滤波器用于滤波处理接入的第一信号、所述第二滤波器用于滤波处理接入的第二信号，所述第三滤波器用于滤波处理接入的第三信号； [0007] 第一倍频放大链路、第二倍频放大链路、第一混频器和第二混频器，其中，所述第一倍频放大链路的输入端与所述第二滤波器连接，所述第一倍频放大链路的输出端与所述第一混频器的输入端连接，所述第一混频器的输入端还与所述第一滤波器连接，所述第二倍频放大链路的输入端与所述第二滤波器连接，所述第二倍频放大链路的输出端与所述第二混频器的输入端连接，所述第二混频器的输入端还与所述第三滤波器连接； [0008] 第一滤波放大链路和第二滤波放大链路，其中，所述第一滤波放大链路与所述第一混频器的输出端连接，所述第二滤波放大链路与所述第二混频器的输出端连接，所述第二信号经所述第一倍频放大链路倍频放大后，经所述第一混频器与所述第一信号混频，再经所述第一滤波放大链路滤波放大；所述第二信号经所述第二倍频放大链路倍频放大后，经所述第二混频器与所述第三信号混频，再经所述第二滤波放大链路滤波放大。 [0009] 本申请通过第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第一倍频放大链路、第二倍频放大链路、第一混频器、第二混频器、第一滤波放大链路和第二滤波放大链路，能够向为待测毫米波高线性功率放大器提供可用于测试IM3、ACPR及EVM指标的输入信号。与此同时，面对待测毫米波高线性功率放大器的IM3、ACPR及EVM指标测试需求，由于本申请的集成装置可用于为测试IM3、ACPR及EVM指标提供输入信号，进而在测试过程中，可免于多次拆接相关器件，以形成多套测试系统，进而一方面能够避免多次拆接、多套系统引入过程中的人为引入的测试误差，以提高测试准确性，另一方面，可降低测试成本。 [0010] 在可选的实施方式中，所述第一倍频放大链路和所述第二倍频放大链路均包括：倍频器、放大器，其中，所述倍频器的输出端与所述放大器的输入端连接。 [0011] 本可选的实施方式通过倍频器、放大器，能够对第二信号进行倍频和功率放大。 [0012] 在可选的实施方式中，所述第一倍频放大链路和所述第二倍频放大链路均还包括第一波导滤波器，其中，所述第一波导滤波器的输入端与所述倍频器的输出端连接，所述第一波导滤波器的输出端与所述放大器的输入端连接。 [0013] 本可选的实施方式通过第一波导滤波器，能够在对第二信号进行倍频和功率放大之前，先滤除第二信号中的无效谐波分量，以避免谐波失真，从而能够对第二信号有效倍频。 [0014] 在可选的实施方式中，所述第一混频器和第二混频器均为氮化镓变频器。 [0015] 本可选的实施方式将氮化镓变频器作为第一混频器和第二混频器，可利用氮化镓变频器高线性、高功率性能特点，确保测试过程中的高线性要求，以及提高混频输出功率阈值。 [0016] 在可选的实施方式中，第一滤波放大链路和第二滤波放大链路均包括第二波导滤波器、第一放大器、固定衰减器、第二放大器、第三放大器和隔离器，其中，所述第二波导滤波器的输出端与所述第一放大器的输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述固定衰减器的输入端连接，所述固定衰减器的输出端与所述第二放大器的输入端连接，所述第二放大器的输出端与所述第三放大器的输入端连接，所述第三放大器的输出于端与所述隔离器的输入端连接。 [0017] 本可选的实施方式通过第一放大器、固定衰减器、第二放大器、第三放大器和隔离器，能够对混频后的信号进行滤波等处理，从而提供满足测试要求的输入信号。 [0018] 在可选的实施方式中，所述第一放大器为低噪声放大器LNA。 [0019] 本可选的实施方式将低噪声放大器LNA作为第一放大器，可降低噪声引入的测试误差。 [0020] 在可选的实施方式中，所述第二放大器为GaAs驱动放大器。 [0021] 本可选的实施方式将GaAs驱动放大器作为第二放大器，可确保向待测器件输入功率足够大的信号。 [0022] 在可选的实施方式中，所述第二放大器为GaN功率放大器。 [0023] 本可选的实施方式通过GaN功率放大器可对输入到待测器件的信号进一步放大，并且GaN功率放大器具有高线性度的优点，从而利用这一优点降低失真引起的测试误差。 [0024] 在可选的实施方式中，还包括功分器，其中，所述功分器的输入端与所述第二滤波器连接，所述功分器的输出端与所述第一倍频放大链路和所述第二倍频放大链路连接。 [0025] 本可选的实施方式通过功分器，能够基于测试要求向第一倍频放大链路和所述第二倍频放大链路输入不同功率的第二信号。 [0026] 第二方面，本发明提供一种毫米波高线性功率放大器的测试系统，所述测试系统包括如前述实施方式任一项所述的双通道毫米波高线性上变频集成装置。 [0028] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 具体实施方式[0030] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。 [0031] 请参阅图1，图1是本申请实施例公开的一种双通道毫米波高线性上变频集成装置的框架示意图，如图1所示，该双通道毫米波高线性上变频集成装置包括： [0032] 第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器，其中，第一滤波器用于滤波处理接入的第一信号、第二滤波器用于滤波处理接入的第二信号，第三滤波器用于滤波处理接入的第三信号； [0033] 第一倍频放大链路、第二倍频放大链路、第一混频器和第二混频器，其中，第一倍频放大链路的输入端与第二滤波器连接，第一倍频放大链路的输出端与第一混频器的输入端连接，第一混频器的输入端还与第一滤波器连接，第二倍频放大链路的输入端与第二滤波器连接，第二倍频放大链路的输出端与第二混频器的输入端连接，第二混频器的输入端还与第三滤波器连接； [0034] 第一滤波放大链路和第二滤波放大链路，其中，第一滤波放大链路与第一混频器的输出端连接，第二滤波放大链路与第二混频器的输出端连接，第二信号经第一倍频放大链路倍频放大后，经第一混频器与第一信号混频，再经第一滤波放大链路滤波放大；第二信号经第二倍频放大链路倍频放大后，经第二混频器与第三信号混频，再经第二滤波放大链路滤波放大。 [0035] 本申请实施例通过第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第一倍频放大链路、第二倍频放大链路、第一混频器、第二混频器、第一滤波放大链路和第二滤波放大链路，能够向为待测毫米波高线性功率放大器提供可用于测试IM3、ACPR及EVM指标的输入信号。与此同时，面对待测毫米波高线性功率放大器的IM3、ACPR及EVM指标测试需求，由于本申请的集成装置可用于为测试IM3、ACPR及EVM指标提供输入信号，进而在测试过程中，可免于多次拆接相关器件，以形成多套测试系统，进而一方面能够避免多次拆接、多套系统引入过程中的人为引入的测试误差，以提高测试准确性，另一方面，可降低测试成本。 [0036] 针对本申请实施例，作为一个示例，假设需要测试待测毫米波高线性功率放大器的IM3、ACPR及EVM指标，则现有技术需要准备多套测试系统，其中，第一套测试系统用于提供满足IM3指标测试要求的输入信号，第二套测试系统用于提供满足ACPR及EVM指标测试要求的输入信号，这样一来，现有技术就需要拆接多套系统，从而容易引入人为操作导致的误差，同时，多套系统的成本更高。相比本申请实施例中，由于双通道毫米波高线性上变频集成装置能够为测试IM3、ACPR及EVM指标提供输入信号，因此测试IM3、ACPR及EVM指标，只需要拆接一套系统，因此能够避免多次拆接、多套系统引入过程中的人为引入的测试误差，且成本更低。此外，由于测试IM3、ACPR及EVM指标使用了同一套系统，因此，IM3、ACPR及EVM指标的测试结构具有更高的一致性，且使测试简单化。再一方面，本申请能够减小采购国外变频模块而面临的技术封锁风险。 [0037] 在可选的实施方式中，第一倍频放大链路和第二倍频放大链路均包括：倍频器、放大器，其中，倍频器的输出端与放大器的输入端连接。 [0038] 本可选的实施方式通过倍频器、放大器，能够对第二信号进行倍频和功率放大。 [0039] 在可选的实施方式中，第一倍频放大链路和第二倍频放大链路均还包括第一波导滤波器，其中，第一波导滤波器的输入端与倍频器的输出端连接，第一波导滤波器的输出端与放大器的输入端连接。 [0040] 本可选的实施方式通过第一波导滤波器，能够在第二信号进行倍频之后和功率放大之前，先滤除第二信号倍频后的多余谐波分量，以避免谐波干扰，从而能够对第二信号有效倍频及放大。 [0041] 在可选的实施方式中，第一混频器和第二混频器均为氮化镓变频器。 [0042] 本可选的实施方式将氮化镓变频器作为第一混频器和第二混频器，可利用氮化镓变频器高线性、高功率性能特点，确保测试过程中的高线性要求，以及提高混频输出功率阈值。 [0043] 在可选的实施方式中，第一滤波放大链路和第二滤波放大链路均包括第二波导滤波器、第一放大器、固定衰减器、第二放大器、第三放大器和隔离器，其中，第二波导滤波器的输出端与第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端与固定衰减器的输入端连接，固定衰减器的输出端与第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与第三放大器的输入端连接，第三放大器的输出于端与隔离器的输入端连接。 [0044] 本可选的实施方式通过第一放大器、固定衰减器、第二放大器、第三放大器和隔离器，能够对混频后的信号进行滤波、放大等处理，从而提供满足测试要求的输入信号。 [0045] 在可选的实施方式中，第一放大器为低噪声放大器LNA。 [0046] 本可选的实施方式将低噪声放大器LNA作为第一放大器，可降低噪声引入的测试误差。 [0047] 在可选的实施方式中，第二放大器为GaAs驱动放大器。 [0048] 本可选的实施方式将GaAs驱动放大器作为第二放大器，可确保向待测器件输入功率足够大的信号。 [0049] 在可选的实施方式中，第二放大器为GaN功率放大器。 [0050] 本可选的实施方式通过GaN功率放大器可对输入到待测器件的信号进一步放大，并且GaN功率放大器具有高线性度的优点，从而利用这一优点降低失真引起的测试误差。 [0051] 在可选的实施方式中，还包括功分器，其中，功分器的输入端与第二滤波器连接，功分器的输出端与第一倍频放大链路和第二倍频放大链路连接。 [0052] 本可选的实施方式通过功分器，能够基于测试要求向第一倍频放大链路和第二倍频放大链路输入不同功率的第二信号。 [0053] 此外，本申请提供一种毫米波高线性功率放大器的测试系统，测试系统包括如前述实施方式任一项的双通道毫米波高线性上变频集成装置。由于毫米波高线性功率放大器的测试系统包括双通道毫米波高线性上变频集成装置，因此其具有测试成本低、测试准确度高等优点。 [0054] 进一步地，毫米波高线性功率放大器的测试系统还包括合成器、双通道下变频结构、第一模拟信号发生器、第二模拟信号发生器、矢量信号发生器、信号分析仪等设备，其中，矢量信号发生器与双通道毫米波高线性上变频集成装置中的第一滤波器连接，用于输入第一信号，第一模拟信号发生器与双通道毫米波高线性上变频集成装置中的第二滤波器连接，用于输入第二信号，第二模拟信号发生器与双通道毫米波高线性上变频集成装置中的第三滤波器连接，用于输入第三信号，进一步地，合成器的输入端与双通道毫米波高线性上变频集成装置中的第一滤波放大链路的输出端和第二滤波放大链路的输出端连接，从而将两路信号进行合成，其中，关于合成的信号需要达到何种要求，请参阅现有技术中的ACPR、EVM指标测试要求。此外，关于双通道下变频结构也请参阅现有技术，本申请实施例对此不作限定。 [0055] 在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。 [0056] 另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。 [0057] 再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。 [0058] 需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read‑Only Memory，ROM)随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 [0059] 在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。 [0060] 以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。 |
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