信息通信器件的研发与测试
(1)移动通信链路开发测试(5G\毫米波\太赫兹)
移动通信与便携式终端给人类生活带来很大的方便,但也面临很大的通信带宽瓶颈。在微波的低频段频率资源已经差不多用完,当前5G通信已利用毫米波频段,未来第六代移动通信频段将极有可能是应用太赫兹频段。然而,目前毫米波的测试平台国内非常缺乏。平台毫米波暗室系统目前可测试频率达到60Hz,任意信号发生器可通过软件编程可以实现任意格式、任意速率、任意编码的信号产生,配套高带宽实时示波器、矢量信号源、可开展移动通信复杂宽带信号的产生与测量。
主要配套设备及指标如下:
序号 | 设备名称 | 设备型号 | 测试参数 |
1 | 多通道任意信号发生器 | Keysight M8195A | 采样率高达 65 GSa/s,20 GHz 模拟带宽,内置频率和相位响应校准 |
2 | 高带宽实时示波器 | Keysight DSOZ594A | 63GHz模拟带宽,3 GHz 实时带宽, 4 通道 80 GSa/s 采样率 |
3 | 矢量信号源 | Keysight E8267D | 测试频率高达40GHz;相位噪声低于-100 dBc/Hz; 频率设置分辨率 :0.001Hz;支持AM,FM,PM调制 |
4 | 频谱分析仪 | Keysight N5041B | 频率范围3Hz – 110GHz,内置分析带宽≥1GHz |
5 | 相位噪声分析仪 | R&S FSWP50 | 频谱与信号分析仪,VCO测试仪和相噪测试仪三合一;相位噪声测试的频率范围:1MHz~50GHz;相位噪声测试项目包括:SSB phase noise, spurious signals, integrated RMS phase deviation, residual FM, time jitter;相位噪声测试的频偏范围:10mHz to 1GHz (f=50GHz);相位噪声测试灵敏度(频偏10kHz):输入频率10GHz, -152dBc\输入频率26GHz, -144dBc\输入频率50GHz,-138dBc |
6 | 捷变频信号源 | Keysight N5191A | 频率范围 10MHz-40GHz ;频率分辨率0.001Hz(option FR1) ;初始校准精度 ±5 × 10-8 ; 功率捷变范围 90dB(10MHz-20GHz) ;反向功率保护 0.5W, 0Vdc ;频率切换速度 180ns(10MHz-6.89GHz) 100us(6.89GHz-31.6GHz) |
(2)高速微波光子器件开发测试
高速微波光子器件是光通信、相控阵雷达等领域的核心关键器件,在构建微波光子系统时必须对光电子器件的频域特性参数的宽带性能进行评估并给出优化途径,这是微波光子系统构建中的基础性共性技术之一。随着高速微波光子器件向宽带、多维、高精细的信号处理方向发展,要全面实现高速光电子器件动态行为的表征必然要求对高速光电子器件包括电光强度/相位调制器和光电探测器的频域特性进行多维度、高精细的高频测量。作为光通信系统的核心部件,高速光电子器件频域特性是衡量光通信系统工作带宽和速率的关键指标,因此其频域特性的表征对光通信系统的优化和评价有着重要的研究意义。目前,因测试设备昂贵及对测试人员要求高等因素,国内针对高速微波光子器件频域表征的平台较少,仅局限于部分科研院所。结合平台目前已有光波导耦合与测试系统、矢量网络分析仪(67GHz)及复数光谱仪(波长分辨率可达40fm),可搭建高速微波光子器件测试系统,通过光谱分析法或电谱分析法实现对高速光电调制器及光电探测器的表征。
主要配套设备及指标如下:
序号 | 设备名称 | 设备型号 | 测试参数 |
1 | 光波导耦合测试系统 | Santac\骏和 | 平移运动台(X-Y-Z轴) 最大行程:X:30mm Y:20mm Z:70mm 精度:0.05μm 单向重复性:±0.3μm 旋转(PitchθX-YawθY-RollθZ轴) 最大行程(mm):θX:±8o, θY:±8o, θZ:±8o 分辨率(μm):0.003°/full step 材质:不锈钢/铝合金 最高速度(mm/s):0.4 夹具 通用光纤阵列(FA)夹具〈配有接触传感器〉×2 接触传感器精度〈2μm 通用1×N Splitter夹具(1×2到1×64适用)×1 机械视觉 摄像头:CCD×3 照明:LED Bar Light(软件调控) 机械视觉:视频采集卡等 分辨率:200万像素 运动平台:100mm(可根据需要修改)马达行程6或13mm手动XY平台(微调) |
2 | 光波测量系统 | Keysight 8164B\86122C\N7788B | 可调谐激光源:1)波长调谐范围:1450-1650nm; 2)最小波长分辨率:0.1pm 3 )3dB 线宽:小于10KHz 4)峰值光功率输出:+12dBm 5)扫描速度:200nm/s; 多 波长计:波长范围:1270~1650nm 绝对波长精度:±0.2 ppm ,(1550nm) ±0.3 pm; 最 小波长/频率解析间隔: 5 GHz, 0.04 nm (1550 nm) 显示分辨率:0.0001 nm 功率线 性度:±0.3 dB (1270~1600 nm) 光偏振分析仪:波长范围:1270nm~1620 nm; DGD测试范围: 0~1000 ps PMD测试范围: 0~300 ps PDL测试范围: 0~41dB 功率 范围: -50dBm~+7dBm |
3 | 矢量网络分析仪 | Keysight N5247A | 最大频率67 GHz;动态范围129 dB;输出功率13 dBm;轨迹噪声0.002 dBrms;内置端口数量2 或 4 端口;谐波-60 dBc;本底噪声-118 dBm;扫描速度最高可达 201 个点9.7 ms |
4 | 光波元件分析仪 | Keysight N4373D | 频率响应精度:50 GHz 时 < 0.9 dBe(典型值)67 GHz < 1.3 dBe(典型值)相对频率响应精度:50 GHz 时 < 0.5 dBe(典型值),67 GHz 时 < 1.3 dBe(典型值)本底噪声:67 GHz 时 < - 59 dB(W/A)(电光测量),67 GHz 时 < - 55 dB(A/W)(光电测量) |
5 | 复数光谱仪 | APEX AP2683B | 波长范围:1520-1630nm;波长最小分辨率:5MHz ;波长精度:2pm;波长分辨率可选:5MHz/0.04pm;20MHz/0.16pm; 100MHz/0.8pm;140MHz/1.12pm; 2GHz/16pm; 10GHz/80pm; 50GHz/0.4nm;100GHz/0.8nm; 200GHz/1.6nm; 400GHz/3.2nm;测试复谱,包括相位、啁啾、调制信号、星座图、群延时、色散双偏振测试 |
(3)智能汽车无人无线传感器开发测试
针对智能汽车开发和应用的快速推进,很多新的技术得到应用,包含各种先进传感器,例如毫米波雷达,激光雷达,高清摄像,无线通信的LTE-V,5G通信在车联网中的应用进入实际技术应用的阶段。当前智能汽车无人驾驶处于L3~L4级的应用阶段,一些技术前沿的厂家能进行L5级无人驾驶的示范演示。针对智能汽车新技术的开发,零部件厂家,车厂,检验机构,规范制定单位都需要匹配的技术能力来进行技术和产品的开发和验证。其中,智能汽车中使用的核心无线传感器技术,需要使用先进仪表进行核心技术开发,并对传感器性能参数进行完整测试。结合平台现有的微波信号分析仪,无线信道模拟器,信号源,示波器,功率计,无线信号记录仪、毫米波暗室、测试转台,测试扫描架,测试天线,测试电缆等外围设备,可开展智能车毫米波雷达,V2X,卫星导航等无线设备的测试和开发。以汽车毫米波雷达的测试为例,需要对汽车雷达对目标探测性能进行测试,包含目标距离,速度,方位等参数,还要对雷达针对多目标,汽车道路环境场景,环境干扰,电磁干扰等复杂性能进行验证测试。测试中会首先使用微波信号分析仪地雷达发射信号的完整参数进行测试,包含频谱参数,调制参数,时域参数等。然后利用雷达目标模拟器来模拟目标的速度,距离等参数,通过转台来模拟目标方位,进行雷达基础参数的测试。