傳送/接收 (T/R) 模組與主動電子掃描陣列 (AESA) 雷達測試
- Sonya Chan
- 10月19日
- 讀畢需時 4 分鐘
概覽
主動電子掃描陣列 (AESA) 雷達系統是現代航太、國防與衛星通訊技術的核心，其效能高度依賴於數百甚至數千個傳送/接收 (T/R) 模組的精確運作，這些模組整合了複雜的傳送與接收子系統，包含功率放大器、低雜訊放大器、濾波器、混波器及移相器，因此，對 T/R 模組進行全面且精確的特性分析，是確保 AESA 系統整體效能、指向性與可靠性的關鍵；然而，這類測試極為複雜，工程師面臨的痛点包含：需要量測多種參數，如放大器效能、頻率轉換特性以及多個元件間的相位關係，且經常需要多台儀器和繁瑣的重新接線，R&S®ZNA 向量網路分析儀提供了一個高整合度的解決方案，透過單次連接即可應對 T/R 模組的嚴苛測試需求，大幅簡化測試流程並確保量測準確性。
測試挑戰
T/R 模組整合了傳送與接收子模組，其完整的特性分析需要先進的量測能力，這包括多項關鍵的放大器測試，例如：壓縮點 (Compression Point, CP)、交互調變 (Intermodulation, IM) 與雜訊指数 (Noise Figure, NF)，同時還必須能夠處理高功率與低功率的訊號、支援多重頻率轉換，以及使用多個相位控制訊號源，唯有滿足這些複雜條件，才能確保對 T/R 模組進行全面的特性描述。
Rohde & Schwarz 解決方案
R&S®ZNA 向量網路分析儀的設計宗旨在於滿足 T/R 模組測試的嚴苛量測需求，該機種為放大器測試和頻率轉換提供了一套靈活且全方位的解決方案，R&S®ZNA 憑藉其內部合路器 (internal combiner) 以及多達四個內部訊號源 (1)，使工程師能夠執行廣泛的量測，包括接收器互調測試（使用兩個 IM 音調加上兩個外部 LO (本地振盪) 訊號）、壓縮測試，以及針對內嵌式 LO (embedded LO) 裝置的群組延遲 (group delay) 測試，這使其成為工程師處理複雜射頻與微波系統時不可或缺的工具。
(1) 透過選配的第二組內部 LO（可從後方面板存取），可提供第五個訊號源，頻率高達 26.5 GHz 且功率達 +25 dBm，作為高功率 LO 訊號源使用。
主要特點與優勢
具備靈活掃描模式配置與內部合路器的多達四個內部訊號源，支援接收器互調與壓縮測試、具備 LO 存取權限的頻率轉換模組特性分析（透過支援雙 LO 設計），以及內嵌式 LO 裝置的群組延遲測試。
相位同調訊號源 (Phase-coherent sources) 支援轉換器的相位量測，以及波束成形 (beamforming) 子模組的輻射場型 (radiation pattern) 測試。
多通道頻譜分析 (Multichannel spectrum analysis) 選項能利用所有 R&S®ZNA 接收器進行雜散輻射 (spurious emission) 搜尋，最多可平行使用四個接收器，有效提升測試效率。
增強的觸發與脈衝 I/O (pulsed I/O) 提供 DUT (待測物) 同步與控制，可用於在同步量測下設定 DUT 的相位與功率。
具備雙訊號源及高/低功率與雜訊指數 (NF) 選項的雙埠 (Two-port) R&S®ZNA，能對雙埠 T/R 模組進行完整的特性分析，並量測其在各種條件下的效能，包含互調、壓縮點與內嵌式 LO 轉換器群組延遲。
總結
為了解決 T/R 模組的複雜量測需求，R&S®ZNA 向量網路分析儀提供了一個全方位的解決方案，該機種整合了先進的放大器測試能力，包含壓縮點、互調與雜訊指數量測，並結合了靈活的頻率轉換功能與相位控制訊號源。
相關產品
R&S®ZNA 向量網路分析儀
R&S®ZNA 是一款高階向量網路分析儀，其獨特的硬體架構和操作理念使其成為 T/R 模組與 AESA 元件測試的理想選擇，該機種具備以下關鍵特色：
以 DUT 為中心的獨特操作介面： R&S®ZNA 採用創新的 DUT (待測物) 導向操作模式，使用者僅需選擇待測物類型（如放大器或混波器），儀器便會逐步引導完成所有必要的量測設定，這能大幅縮短配置時間，並簡化 T/R 模組這類複雜元件的測試流程。
高整合度的硬體架構： 該機種可配置多達四個內部相位同調訊號源與八個真正的平行量測接收器，搭配內部合路器與脈衝調變器，使其能在單次連接下完成 T/R 模組的所有關鍵測試，包含 S 參數、壓縮點、互調失真、雜訊指數以及頻率轉換的群組延遲。
卓越的射頻效能： R&S®ZNA 提供極低的軌跡雜訊 (trace noise)、出色的高動態範圍與長期穩定性，能確保在 A&D（航太與國防）及衛星應用所需的高精確度與可重複性。
整合式頻譜分析： 選配的頻譜分析 (Spectrum analysis) 功能可利用 VNA 的所有接收器埠進行高效的雜散輻射 (spurious emission) 搜尋，無需額外的頻譜分析儀。
