测试系统、分类系统以及测试方法与流程

本发明涉及电子技术领域，更具体地，涉及测试系统、分类系统以及测试方法。

背景技术：

毫米波通常指波长在1mm到10mm的电磁波，相应频率为30～300ghz。毫米波的特点是：波长短、波束窄、频带宽、穿透等离子体能力强、具有较好的全天候能力以及较强的探测辐射特性等，因此毫米波器件得到了广泛的应用。毫米波器件和毫米波电路在发展新一代军用雷达、超高速计算机、电子对抗、卫星通信、遥控、遥测及新型武器等方面起着重要的作用。

目前国内缺乏毫米波器件自动测试的方法。一方面，普通毫米波测试设备存在设备跨波段通用性差、价格高、采购周期长等缺点，导致使用普通毫米波测试设备搭建自动化测试方案的可行性低；另一方面，使用现有的集成电路自动测试机(automatictestequipment,ate)仅能测量少数的几项参数，无法实现对毫米波器件的各项重要参数的全面测量，因此存在着背侧毫米波器件失效但无法被检出的风险。

现有技术一般采用手动测试的方式对毫米波器件进行测量，但是手动测试的测试效率低、可靠性低，而且无法降低测试成本。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种测试系统、分类系统以及测试方法，其能够自动化地实现毫米波器件的测试，与传统的手工测试的方法相比，提高了测试效率以及测试结果的精确度和可靠性，并且降低了成本。

根据本发明的第一方面，提供了一种测试系统，用于测试待测件，所述待测件具有至少一个用于接收第一毫米波信号的输入端和/或至少一个用于提供第二毫米波信号的输出端，其中，所述测试系统包括：输入测试模块，用于根据控制信号产生所述第一毫米波信号；输出测试模块，用于根据所述控制信号对所述第二毫米波信号进行检测；连接模块，用于根据所述控制信号选定所述待测件的所述至少一个输入端之一作为第一输入端、根据所述控制信号选定所述待测件的所述至少一个输出端之一作为第一输出端，所述待测件的所述第一输入端与所述第一输出端具有对应关系，所述连接模块将所述第一输入端与所述输入测试模块相连以使所述第一输入端接收所述第一毫米波信号，所述连接模块将所述输出测试模块与所述第一输出端相连以使所述输出测试模块接收所述待测件的所述第一输出端提供的所述第二毫米波信号；控制模块，用于提供所述控制信号，并根据所述测试系统的采样数据获得所述待测件的测试结果。

优选地，所述输入测试模块包括：第一信号发生装置，其用于根据所述控制信号产生第一信号；以及第一衰减装置，其用于根据所述控制信号调节所述第一信号以得到所述第一毫米波信号。

优选地，所述测试系统还包括第一检测装置，所述连接模块在所述控制信号的控制下将所述第一毫米波信号输入至所述第一检测装置，所述控制模块根据所述第一检测装置的检测结果对所述测试结果进行补偿。

优选地，所述输出测试模块包括：接收单元，其根据所述控制信号对所述第二毫米波信号进行处理以得到第二信号；第一采样装置，其根据所述第二信号产生至少部分所述采样数据。

优选地，所述接收单元包括：第一放大装置，其根据所述控制信号对所述第二毫米波信号放大以得到第三信号；第二衰减装置，其根据所述控制信号调节所述第三信号以得到第四信号；第二信号发生装置，其根据所述控制信号产生第五信号；第三衰减装置，其根据所述控制信号调节所述第五信号以得到第六信号；以及混频装置，其将所述第六信号与所述第四信号进行混频以得到所述第二信号。

优选地，所述输出测试模块还包括还包括第二放大装置，用于根据所述控制信号对所述第二信号进行放大以得到第七信号，所述第一采样装置对所述第七信号进行检测以得到至少部分所述采样数据。

优选地，所述待测件提供中频输出信号，所述输出测试模块还包括中频连接端口和第二采样装置，所述第二采样装置通过所述中频连接端口接收所述中频输出信号以获得至少部分所述采样数据。

优选地，所述测试系统还包括功率测试模块，所述连接模块根据所述控制信号将所述功率测试模块与所述待测件的所述至少一个输出端之一相连以使所述功率测试模块接收所述第二毫米波信号，所述功率测试模块包括：第二检测装置，其根据所述第二毫米波信号的功率产生第八信号；测量装置，其用于检测所述第八信号以获得至少部分所述采样数据。

根据本发明的第二方面，又提供了一种分类系统，用于对多个待测件进行分类，其中，所述分类系统包括：如上所述的任一测试系统，其用于提供所述多个待测件的所述测试结果；分类信息生成装置，用于根据所述测试结果生成分类信息；机械装置，用于根据所述分类信息对所述多个待测件进行分类处理。

根据本发明的第三方面，还提供了一种测试方法，其中，所述测试方法包括：提供控制信号；根据所述控制信号选择待测件的至少一个用于接收第一毫米波信号的输入端之一作为第一输入端，根据所述控制信号选择待测件的至少一个用于提供第二毫米波信号的输出端之一作为第一输出端，所述第一输入端与所述第一输出端具有对应关系；根据所述控制信号生成所述第一毫米波信号，并将所述第一毫米波信号输入至所述待测件的所述第一输入端；根据所述控制信号检测所述待测件的所述第一输出端所提供的第二毫米波信号，以得到采样数据；以及根据所述采样数据产生测试结果。

优选地，所述根据所述控制信号生成所述第一毫米波信号的步骤包括：根据所述控制信号产生具有设定频率的第一信号；以及根据所述控制信号对所述第一信号进行放大以得到具有设定功率和所述设定频率的所述第一毫米波信号。

优选地，根据所述控制信号检测所述待测件的所述第一输出端所提供的第二毫米波信号，以得到采样数据的步骤包括：接收所述待测件的所述第一输出端所提供的第二毫米波信号；对所述第二毫米波信号进行放大或衰减以得到第四信号；根据所述控制信号产生第六信号；将所述第四信号和所述第六信号进行混频以得第二信号；以及对所述第二信号或所述第二信号的放大信号进行检测以得到至少部分所述采样数据。

优选地，根据所述采样数据产生测试结果的步骤包括：根据所述控制信号得出所述第二信号的参数与所述第二毫米波信号的参数之间的关系式；以及根据所述关系式和所述采样数据产生所述测试结果。

根据本发明实施例的测试系统能够对待测件进行自动化的输入测试和输出测试，尤其是能够通过连接模块实现待测件的端口的预先配置，从而不需要在自动测试过程中对待测件的各个端口进行手动连接和调整，因此能够高效而精确地获得待测件的功耗以及各信号的电压、电流、功率、频率等参数，并且可以根据这些参数实现进一步的自动化控制。与传统的测试系统相比，本发明实施例的测试系统通过自动化控制避免了手动操作引起的不可靠因素，从而提高了测试精度、兼容能力、可靠性、灵活性以及测试效率，同时也降低了成本。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出传统的测试系统的示意性框图。

图2示出本发明第一实施例的测试系统的示意性框图。

图3示出本发明第一实施例的测试系统的输入测试模块的一种实现方式的示意性框图。

图4示出本发明第一实施例的测试系统的输出测试模块的一种实现方式的示意性框图。

图5示出本发明第一实施例的测试系统的输出测试模块的另一实现方式的示意性框图。

图6示出本发明第二实施例的部分测试系统的示意性框图。

图7示出本发明第三实施例的测试系统的示意性框图。

图8示出本发明第三实施例的测试系统的功率测试模块的示意性框图。

图9示出本发明第三实施例的测试方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

下面，参照附图对本发明进行详细说明。

图1示出传统的测试系统的示意性框图。

如图1所示，传统的测试系统100包括输入测试模块110以及输出测试模块120。测试系统100用于测试待测件1，待测件1为毫米波器件。

输入测试模块110包括信号发生装置111以及可插拔的输入连接端口112。信号发生装置111通过输入连接端口112与待测件1的输入端相连，以对待测件1的输入端提供第一毫米波信号sin。通过手动调节可以设定信号发生装置111所输出的第一毫米波信号sin的功率p1以及频率f1，待测件1通过输入连接端口112接收第一毫米波信号sin，记录此时的测试结果，从而在输入功率为功率p1、输入频率为频率f1的条件下完成对待测件1的输入测试。

输出测试模块120至少包括毫米波检测装置121以及可插拔的输出连接端口122。毫米波检测装置121通过输出连接端口122与待测件1的输出端相连，以对待测件1的输出端所提供的第二毫米波信号sout进行检测。通过手动调节可以对毫米波检测装置121的参数进行设定，使得毫米波检测装置121能够检测待测件1所输出的第二毫米波信号sout的功率和频率等特征，记录此时的检测结果，从而完成对待测件1的输出测试。毫米波检测装置121例如为频谱分析仪。在输出测试中，当测试系统100对有中频信号if输出的待测件1进行输出测试时，输出测试模块120还包括中频检测装置123以及中频连接端口124，中频检测装置123通过中频连接端口124接收待测件1所输出的中频信号if，以对中频信号if进行检测。中频检测装置123例如为示波器。

由于上述传统的测试系统100的输入测试模块110在每次输入测试中仅能对待测件1的一个输入端提供具有单一功率和单一频率的第一毫米波信号sin，而上述传统的测试系统100的输出测试模块120在每次输出测试中也仅能对待测件1所提供的一个第二毫米波信号sout(和中频信号if)进行检测，因此，当待测件1具有多个毫米波输入端和多个毫米波输出端时，在现有技术中，可以通过两种方式实现待测件1的各输入端的输入测试以及各输出端的输出测试：一、逐一对待测件1的毫米波输入端进行输入测试，并逐一对待测件1的毫米波输出端进行输出测试，该方法的缺点是需要对输入测试模块110中的输入连接端口112以及输出测试模块120中的输出连接端口122、中频连接端口124进行多次插拔，导致测试时间长、设备磨损率高，影响了测试效率和测试成本；二、在测试系统100中设置多个输入测试模块110和多个输出测试模块120，分别与待测件1的多个毫米波输入端和多个毫米波输出端对应相连，该方法的缺点是需要置备多台昂贵的测试设备(信号发生装置、毫米波检测装置以及中频检测装置)，从而产生用于购进测试设备的大额开支。同时，传统的测试系统100依赖于手动操作，不仅导致了低效率和高成本，还影响了测试结果的可靠性。

图2示出本发明第一实施例的测试系统的示意性框图。

如图2所示，本发明第一实施例的测试系统200包括控制模块210、输入测试模块220、输出测试模块230、电源模块250以及连接模块260。测试系统200用于测试待测件1，待测件1为毫米波器件。

电源模块250，用于对待测件1以及测试系统200中的各装置进行供电。

控制模块210用于提供控制信号s_ctl至输入测试模块220、输出测试模块230以及连接模块260，以通过调节测试系统中各装置的相关参数实现自动化控制，并根据测试系统200中的各信号分析得到测试结果s_data。

连接模块260根据控制信号s_ctl将待测件1的至少一个毫米波输入端之一作为第一输入端in1与输入测试模块220相连，使得待测件1的第一输入端in1通过连接模块260接收第一毫米波信号sin。同时，连接模块260根据控制信号s_ctl将待测件1的至少一个毫米波输出端之一作为第一输出端out1与输出测试模块230相连，以将待测件1的第一输出端out1所输出的第二毫米波信号sout输入至输出测试模块230。其中，待测件1的第一输出端out1与第一输入端in1具有对应关系。当待测件1由中频信号if输出时，输出测试模块230在控制信号s_ctl的控制下对中频信号if进行检测。

图3示出本发明第一实施例的测试系统的输入测试模块的一种实现方式的示意性框图。

作为输入测试模块220的一种实施例，如图3所示，输入测试模块220包括第一信号发生装置221以及第一衰减装置222。第一信号发生装置221以及第一衰减装置222均受控于控制模块210输出的控制信号s_ctl。第一信号发生装置221在控制信号s_ctl的控制下输出频率为f1的信号s1；第一衰减装置222在控制信号s_ctl的控制下将信号s1的功率调节至功率p1以得到第一毫米波信号sin。在控制信号s_ctl的控制下，待测件1的第一输入端in1通过连接模块260接收第一毫米波信号sin，从而在输入功率为功率p1、输入频率为频率f1的条件下完成对待测件1的第一输入端in1的输入测试。控制信号s_ctl能够分别对第一信号发生装置221与第一衰减装置222的参数进行调节以得到具有设定功率p1和频率f1的第一毫米波信号sin，由于第一信号发生装置221与第一衰减装置222串联，功率p1具有极大的可调范围，频率f1能够被调节至毫米波的各个波段内。当待测件1具有多个毫米波输入端时，控制信号s_ctl能够控制连接模块260依次选择待测件1的不同毫米波输入端及各毫米波输入端对应的毫米波输出端，从而针对各毫米波输入端分别进行输入测试。

图4示出本发明第一实施例的测试系统的输出测试模块的一种实现方式的示意性框图。

作为输出测试模块230的一种实施例，如图4所示，输出测试模块230包括第一放大装置231、第二衰减装置232、混频装置233、第二放大装置234、第一采样装置235、第二信号发生装置236以及第三衰减装置237。控制信号s_ctl能够分别对第一放大装置231、第二衰减装置232、第二放大装置234、第二信号发生装置236以及第三衰减装置237的参数进行调节以与待测件1的第一输出端out1所输出的第二毫米波信号sout的功率和频率相匹配。在控制信号s_ctl的控制下,连接模块260将第一放大装置231与待测件1的第一输出端out1相连，使得第一放大装置231的输入端接收第二毫米波信号sout。第一放大装置231在控制信号s_ctl的控制下将功率为p2、频率为f2的第二毫米波信号sout放大为功率较大的信号s3；第二衰减装置232进一步控制信号s3的功率以输出信号s4；第二信号发生装置236在控制信号s_ctl的控制下产生频率为f3的信号s5；第三衰减装置237在控制信号s_ctl的作用下将信号s5的功率调节至功率p3，以得到频率为f3、功率为p3的信号s6；混频装置233对信号s4和信号s6进行混频以得到信号s2，因此信号s2的频率f5等于信号s4的频率f2与信号s6的频率f3的差值；第二放大装置234对信号s2的功率进行增强以得到信号s7；第一采样装置235对信号s7的电流值、电压值以及频率等参数进行采样。由于信号s7的频率f5与第一采样装置235的输入带宽匹配，因此第一采样装置235能够对信号s7的各项参数实现精确测量。根据第一采样装置235测量得到的关于信号s7的各项参数能够得出信号s7较为准确的功率p7；通过对输出测试模块中各装置的精确校准，能够根据输出测试模块中各个装置的参数计算得出第二毫米波信号sout的功率与信号s7的关系式a，从而可以根据第一采样装置235测量得到的信号s7的功率以及关系式a计算得出待测件1的第一输出端out1所输出的第二毫米波信号sout的准确功率，以完成对待测件1的第一输出out1的输出测试。当待测件1具有多个毫米波输出端时，控制信号s_ctl能够控制连接模块260依次选择待测件1的不同毫米波输出端及各毫米波输出端对应的毫米波输入端，从而依次针对各毫米波输出端分别进行输出测试。第一放大装置231例如为低噪声放大器，第二放大装置234例如为模拟放大器。

需要说明的是，在上述实施例中，第一放大装置231、第二衰减装置232、混频装置233、第二放大装置234、第二信号发生装置236以及第三衰减装置237的作用是让第一采样装置235能够得到第二毫米波信号sout的各项参数的精确测量结果，也就是将第二毫米波信号sout的频率或功率等特征遵循一定的关系式进行变换以满足第一采样装置235的输入要求。因此，只要能够将第二毫米波信号sout与第一采样装置235进行精确匹配，输出测试模块230的结构不限于此，即第一放大装置231、第二衰减装置232、混频装置233、第二放大装置234、第二信号发生装置236以及第三衰减装置237可以替换为其他形式的结构，例如省略第一放大装置231、省略第二放大装置234等。

图5示出本发明第一实施例的测试系统的输出测试模块的另一实现方式的示意性框图。

在上文所描述的输出测试模块230的基础上，如图5所示，在输出测试中，当测试系统200对有中频信号if输出的待测件1进行输出测试时，输出测试模块230还包括第二采样装置238以及中频连接端口204，第二采样装置238通过中频连接端口204接收待测件1所输出的中频信号if，以对中频信号if进行采样和测量。第二采样装置238例如为示波器。

图6示出本发明第二实施例的部分测试系统的示意性框图。本发明第二实施例的测试系统在图6中未示出的部分与上述本发明第一实施例的测试系统一致。

在上述第一实施例的测试系统中，如图3所示，由于输入测试模块220并非理想电路，因此输入测试模块220存在损耗，例如测试系统200中的各种连接线上的损耗。为了使提供给待测件1的第一毫米波信号sin的功率和频率更加精确，可以对上述输入测试模块进行改进以实现参数校准功能。

如图6所示，本发明第二实施例的测试系统200的输入测试模块220不仅包括第一信号发生装置221和第一衰减装置222，还包括第一检测装置270。连接模块260在控制信号s_ctl的控制下将第一检测装置270的输入端与第一衰减装置222的输出端相连，使得第一检测装置270能够通过对第一衰减装置222输出的第二毫米波信号的检测得到输入测试模块220的损耗参数。因此，相关技术人员能够根据该损耗参数对控制模块210所输出的控制信号s_ctl进行补偿(或者控制模块自动第根据损耗参数对控制信号s_ctl进行补偿)，从而使输入测试模块220对待测件1输出的第一毫米波信号sin的频率和功率得到校准。

本发明第二实施例的测试系统的其他部分与上述本发明第一实施例的测试系统的对应部分一致，在此不再赘述。

图7示出本发明第三实施例的测试系统的示意性框图。图8示出本发明第三实施例的测试系统的功率测试模块的示意性框图。

如图7所示，本发明第三实施例的测试系统200不仅包括上文所述的待测件1、控制模块210、输入测试模块220、输出测试模块230、电源模块250以及连接模块260，还包括功率测试模块240。功率测试模块240具有简易的功率测试功能。

如图8所示，功率测试模块240包括第二检测装置241以及测量装置242。连接模块260在控制信号s_ctl的控制下将待测件1的第一输出端out1连接至第二检测装置241的输入端，使得第二检测装置241根据第二毫米波信号sout产生信号s8。第二检测装置241的输入端所接收的信号的功率与第二检测装置241的输出特性(包括信号s8的电压幅值、电流强度等特性)存在对应的关系式b，因此第二检测装置241的输出特性能够随着第二毫米波信号sout的功率的变化而变化。测量装置242对第二检测装置241的输出特性进行测量，从而能够根据测量装置242测量得出的结果以及第二检测装置241的关系式b计算得出待测件1的第一输出端out1所输出的第二毫米波信号sout的功率。

相对于输出测试模块230而言，功率测试模块240能够更方便快捷地完成对待测件1的第一输出out1的功率测试。当待测件1具有多个毫米波输出端时，控制信号s_ctl能够控制连接模块260依次选择待测件1的不同毫米波输出端及各毫米波输出端对应的毫米波输入端，从而依次针对各毫米波输出端分别进行功率测试。

作为一种扩展的实施例，测试系统200可以应用于对多个待测件进行分拣的分类系统。该分类系统包括分类信息生成装置、测试系统200以及能够对待测件进行分拣的机械装置。其中，分类信息生成装置用于将测试系统200产生的测试结果s_data(包括各装置和各器件的功耗以及各信号的电压幅值、电流强度、频率、功率等参数)与对应的预设值进行比较，并根据比较结果生成各待测件的分类信息(例如包括合格信息等)，分类信息生成装置对测试结果等信息进行自动存储后，将与机械手等机械装置进行通信以传送该分类信息，从而使机械装置能够根据分类信息分别对批量的待测件中的每个待测件进行分类处理。

需要说明的是，上述本发明的各个实施例可以以各种方式实现，例如将测试系统200中的至少部分装置装载于测试负载板上以实现对待测件1的测试和/或分类。

图9示出本发明第三实施例的测试方法的流程示意图。包括步骤s301～s305。

在步骤s301中，提供控制信号。

在步骤s302中，根据所述控制信号选择待测件的至少一个用于接收第一毫米波信号的输入端之一作为第一输入端，根据所述控制信号选择待测件的至少一个用于提供第二毫米波信号的输出端之一作为第一输出端，所述第一输入端与所述第一输出端具有对应关系。

在步骤s303中，根据所述控制信号生成第一毫米波信号，并将所述第一毫米波信号输入至所述第一输入端。优选地，根据所述控制信号产生具有设定频率的第一信号；以及根据所述控制信号对所述第一信号进行放大以得到具有设定功率和所述设定频率的所述第一毫米波信号。

在步骤s304中，根据所述控制信号检测所述待测件的所述第一输出端所提供的第二毫米波信号，以得到采样数据。优选地，接收所述第一输出端所提供的第二毫米波信号；对所述第二毫米波信号进行放大或衰减以得到第四信号；根据所述控制信号产生第六信号；将所述第四信号和所述第六信号进行混频以得到第二信号；以及对所述第二信号或所述第二信号的放大信号进行检测以得到至少部分所述采样数据。

在步骤s305中，根据所述采样数据产生测试结果。优选地，根据所述控制信号得出所述第二信号的参数与所述第二毫米波信号的参数之间的关系式；以及根据所述关系式和所述采样数据产生所述测试结果。

综上所述，本发明实施例的测试系统能够对待测件进行自动化的输入测试和输出测试，尤其是能够通过连接模块实现待测件的端口的预先配置，从而不需要在自动测试过程中对待测件的各个端口进行手动连接和调整，因此能够高效而精确地获得待测件的功耗以及各信号的电压、电流、功率、频率等参数，并且可以根据这些参数实现进一步的自动化控制。与传统的测试系统相比，本发明实施例的测试系统通过自动化控制避免了手动操作引起的不可靠因素，从而提高了测试精度、兼容能力、可靠性、灵活性以及测试效率，同时也降低了成本。

应当说明的是，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。