HMC349MS8G微波开关测试技术的研究

贵州航天计量测试技术研究所 袁 文 杜 勇

HMC349MS8G微波开关测试技术的研究

贵州航天计量测试技术研究所 袁 文 杜 勇

本文根据HMC349MS8G微波开关封装形式、工作频率及控制逻辑等特点，研究了该型号器件的测试方法，并设计和制作了相应的测试适配器。利用频谱分析仪等设备搭建了测试装置，并对该测试装置的测试结果进行了测量不确定度的分析。

微波开关；测试；适配器

1.概述

微波开关是在直流正、反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性，实现了控制微波信号通道转换功能。由于微波开关工作在射频或微波段，对测试设备和测试适配器的要求都比较高，同时器件电参数比较多，采用传统手动测试的方法不但测试效率低而且由于人为操作失误造成器件损坏的事件时有发生。我中心针对此类器件的特点，利用自身设备和技术优势，对微波开关测试方法进行了研究，同时设计制作了测试适配器，组建了测试装置。测试结果表明该测试装置满足该器件的测试要求。

2.测试方案

2.1 测试对象分析

HMC349MS8G是工作频率在DC到4GHz之间的单刀双掷微波开关。其主要电参数中插入损耗最小到0.8dB,1dB压缩点大于27dBm，最大隔离度大于70dB[1]。HMC349MS8G微波开关是SOP封装八管脚器件，最高工作频率在微波段（4GHz以上），其管脚分别为信号输出、通道1输出、通道2输出、工作电源、逻辑控制、输出使能和两个接地管脚且器件底部中间有一大块接地面，以保证器件正常工作[1]。目前SOP封装微波开关测试多为利用夹具把器件直接压在测试电路板对应的位置上，然后利用测试设备进行测试，这种测试方式由于器件管脚与电路板是硬接触的方式，很容易对器件管脚镀层造成损伤影响器件的可焊性，同时由于器件本身的管脚高度的差异，造成管脚与电路板之间接触不是很良好，影响测试效果甚至烧毁器件，不适用于大批量的测试。[2]

2.2 实施方法

2．2．1 测试适配器的设计

设计适配器原理主要依据是器件的典型应用电路，这样可以模拟器件在实际工作中的环境，真正达到测试的目的。

由于输入输出信号的频率比较高，对信号传输路径的材料和规格都有特殊的要求。电路板采用RF高频材质，大小满足器件测试电路的要求，信号走线均采用纯金材料。测试探针模块固定在适配电路板中被测芯片焊盘上方，探针一端与电路板对应的器件焊盘良好接触，利用测试夹具将测试器件压在测试探针模块中间，利用测试探针的可伸缩性，使被测器件管脚与焊盘良好电接触，测试夹具通过螺丝固定在金属底板上[2]。三个标准的SMA接头固定在腔体的两侧，接头内芯与在探针模块中探针良好接触，该三个探针分别与1个信号输入和2个通道输出管脚对应。图2-1是测试适配器模型图：

图2-1 测试适配器模型

图2-1中：1是测试夹具；2是被测试器件；3是探针模块；4是适配电路板；5是金属底板；6是输出1通道；7是输出2通道；8是输入通道；9是逻辑控制端。

测试时被测器件放入测试探针模块中，盖下测试夹具盖板，施加相应的电源电压和逻辑控制电平就可以使器件处于正常工作状态，输入信号通过输入接头输入到被测器件，输出信号通过SMA接头传输至测试设备中进行测量。

2.3 测试装置的搭建

根据HMC349MS8G的主要技术指标大致可分为：插入损耗、隔离度和1dB压缩点。可以利用现有设备微波信号源和频谱分析仪即可搭建一套测试装置[3]，测试原理图如图2—2所示。

图2-2 测试原理框图

（1）频率及插入损耗测量：按图2-2连接设备和被测器件，按器件手册用稳压电源为被测开关提供相应的电压，信号源输入频率fin在被测开关工作频率范围内，功率Pin等于0dBm，设置控制信号使器件RFC端分别与输出端导通，用频谱分析仪分别测出各输出端口导通时的功率值Pon，和频率值fout。利用公式1计算出该器件的插入损耗。

式中，IL为被测器件的插入损耗；Pon为被测器件导通时的输出功率。

（2）隔离度测试：按图2-2连接设备和被测器件，按器件手册用稳压电源为被测开关器提供相应的电压，信号源输入频率fin在被测开关工作频率范围内，功率Pin等于0dBm，设置控制信号使器件RFC端分别与输出端开路，用频谱分析仪分别测出各输出端口开路时的功率值Poff。利用公式2计算出该器件的隔离度。

式中，Is为被测器件的隔离度；Poff为被测器件开路时的输出功率。

（3）测试注意事项：在测试过程中必须佩戴防静电护腕和手套，做好对器件的保护。由于管脚很容易弯曲，测试时要注意不要太用力，以免损坏管脚。

3.结束语

运用该测试装置及方法对多批器件进行测试，测试结果与直接焊接在验证板上的器件测试结果高度一致，证明上述测试装置和方法是可行的，适配器也完全能够满足HMC349MS8G的测试，其稳定性和可靠性良好。

[1]HITTITE公司．HMC349MS8G产品手册[M]．2006．

[2]汤世贤．微波测量[M]．北京：国防工业出版社,1991．

[3]陈尚松,雷加,郭庆．电子测量与仪器[M]．北京：电子工业出版社,2005．