同轴接触式微波旋转关节性能测试方法浅析

表1中的14项参数是单路同轴接触式微波旋转关节涉及到的比较重要的参数指标，多路旋转关节在此基础上需要增加一个重要参数指标—隔离度，其中电压驻波比跳动是指微波旋转关节在旋转过程中电压驻波比最大值与最小值之差，插入损耗跳动、相位跳动均类似。表中标注带"★"的参数是所有参数指标中最为关键的参数，这些参数指标的好坏将直接决定其产品性能的好坏，因此，单路旋转关节在使用之前必须对这些关键参数指标进行检测和测试验证，多路旋转关节在此基础上还需要增加隔离度参数的测试验证，进而确定其能否满足使用要求。以上标注带"★"的参数指标目前主要通过微波矢量网络分析仪来进行测试，测试结果直接以图形曲线显示。目前，矢量网络分析仪国外厂家（品牌）主要有美国是德科技（原安捷伦电子测量事业部）、德国罗德与施瓦茨（R&S）和日本安立，国内仅有中电41所的种类相对齐全、测试频率相对较高。

4、测试方法分析

对于生产制造企业来说，同轴接触式微波旋转关节出厂前的最后一个关键环节就是性能指标测试，对于用户来说，在使用前也必须对旋转关节的性能指标再次进行验证和测试，因此，找到一种合适的测试方法对其十分重要。根据实际工作经验，初步总结出两大类测试方法，分别为精确测试和粗略测试，其中精确测试又包含三种不同的测试方法，而不同的测试方法具有不同的优势和缺点。

4.1、精确测试

根据被测关节连接方式不同分为三种测试方法：（1）被测关节连接测试负载；（2）被测关节连接测试跳线；（3）被测关节连接标准关节。

（1）被测关节连接测试负载；该测试方法比较简单，以两端为SMA接口的单路微波旋转关节为例，假设矢量网络分析仪的输入/输出端接口为3.5mm型，由于SMA与3.5mm接口兼容，所以可以直接将旋转关节的静止端与矢网的其中一个输入/输出端相连，将旋转关节的旋转端与校准件中的负载直接相连，具体如图4示意所示。如果输入/输出端为N型接口，还需要外加N转SMA转接头转换后再进行连接。此种方式可以通过手动连续旋转负载或者程控电机带动负载连续旋转即可测试电压驻波比、电压驻波比跳动、隔离度、寿命参数指标。

（2）被测关节连接测试跳线；此种方式是最常用的测试方法，仍以（1）中的旋转关节和矢量网络分析仪为例，将旋转关节的两端SMA接口分别与两根带3.5mm接口的测试线缆的一端相连，测试线缆的另一端分别连接矢量网络分析仪的两个输入/输出端，具体如图5示意所示。此种方式可以通过手动非连续旋转（先慢速正向旋转360°，再慢速反向旋转360°，以此往复）被测关节旋转端或者程控电机带动被测关节旋转端非连续旋转（先慢速正向旋转360°，再慢速反向旋转360°，以此往复）即可测试电压驻波比、电压驻波比跳动、插入损耗、插入损耗跳动、相位跳动、隔离度参数指标。

（3）被测关节连接标准关节；此种方式需要备置一个与被测关节同类型的标准旋转关节，仍以（1）中的旋转关节和矢量网络分析仪为例，将被测关节和标准关节旋转端的SMA接口通过测试转接头连接在一起，被测关节和标准关节静止端的SMA接口分别与两根带3.5mm接口的测试线缆的一端相连，测试线缆另一端分别连接矢量网络分析仪的两个输入/输出端，具体如图6示意所示。此种方式可以通过手动连续旋转被测关节和标准关节旋转端之间的测试转接头或者程控电机带动两者之间的转接头连续旋转即可测试电压驻波比、电压驻波比跳动、插入损耗、插入损耗跳动、相位跳动、隔离度、寿命参数指标。

以上三种测试方法在正式测试之前均需要按照要求对矢量网络分析仪和测试线缆进行校准，校准完成后方可按照以上方式进行精确测量。以上三种测试方式测试情况对比如表2所示。

图4、被测关节连接测试负载

图5、被测关节连接测试跳线

图6、被测关节连接标准关节

表2、三种测试方式测试情况对比表