一般情況下，用戶會采用實際裝配試驗來衡量和判定各器部件的指標(biāo)是否滿足系統(tǒng)整體性能的要求，該種方式迭代周期長，容錯率低，無法滿足系統(tǒng)裝備的更新速度；而采用全數(shù)字仿真模擬，則無法真實地反應(yīng)和評估出實際研發(fā)器部件的指標(biāo)對系統(tǒng)性能的影響。有鑒于此，本文以3672矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心測量主機，配以商業(yè)軟件，用以模擬可嵌入實測數(shù)據(jù)的數(shù)字通信系統(tǒng)鏈路，向用戶展示了半實物仿真測試試驗的構(gòu)建過程，為用戶全面檢測和高效驗證各器部件的指標(biāo)是否滿足系統(tǒng)整體性能的要求提供解決方案。

1、系統(tǒng)組成

測試系統(tǒng)組成如圖1所示，此系統(tǒng)的主要組成為：

（1）測試主機：矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，型號3672E，頻段10MHz ~67GHz；

（2）仿真軟件：Visual System  Simulator；

（3）機械校準(zhǔn)件：2.4mm同軸校準(zhǔn)件；

（4）濾波器：腔體濾波器，BP2630-45-8CSD；

（5）低噪聲放大器：頻段2GHz-50GHz，增益28dB；

（6）測試電纜若干。

圖1 半實物仿真測試系統(tǒng)實物圖

2、仿真測試流程

(1) 仿真鏈路搭建

打開VSS系統(tǒng)仿真軟件，創(chuàng)建一個新工程，點擊[System Diagrams] →[New System Diagram]，鍵入“QAM System with Ideal Filter and Ideal AMP”，創(chuàng)建理想的系統(tǒng)圖。點擊[Elements]選項，在系統(tǒng)圖中依次添加如表1所示的元器件，搭建如圖2所示的通信仿真鏈路來模擬和分析理想（實際）低噪聲放大器和帶通濾波器對通信系統(tǒng)輸出功率的影響。

表1 元器件列表

圖2 通信系統(tǒng)仿真鏈路

(2) 校準(zhǔn)

啟動矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀并預(yù)熱30分鐘以上，并對矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行如圖3所示的短路（SHORT）-開路（OPEN）-負(fù)載（LOAD）校準(zhǔn)和未知直通（Unknown thru）校準(zhǔn)，對系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正，提高儀器測量精度。

圖3 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀SOLT全雙端口校準(zhǔn)

(3) 仿真主機與測試主機連接

使用LAN將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀與仿真主機進(jìn)行連接。注意：需保證兩者處于同一網(wǎng)段內(nèi)。

(4)DUT參數(shù)測量

使用預(yù)熱和校準(zhǔn)完成后的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對被測器件（低噪聲放大器/帶通濾波器）的性能指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行測試，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的參數(shù)設(shè)置如表2所示。

表2 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀參數(shù)設(shè)置

(5) 實測數(shù)據(jù)實時嵌入

本文采用VSS的TestWave進(jìn)行實測數(shù)據(jù)的實時傳輸，首先以帶通濾波器的實測數(shù)據(jù)實時傳輸為例：

a.實測數(shù)據(jù)采集。

點擊VSS主界面[Project]→[TestWave]→[Instrument Data Transfer]進(jìn)入如圖4所示的操作界面。此時，[Instrument]顯示連接儀器的型號[Ceyear 3672 Series]，[IP Address]顯示仿真主機設(shè)置的IP地址，[Measurement Data]選擇[Full 2-Port R]，[Destination S-Parameter Store]列表中綠色的S11，S12，S21，S22參數(shù)代表帶通濾波器的實際測試數(shù)據(jù)；

圖4 TestWave實測數(shù)據(jù)傳輸

b.實測數(shù)據(jù)嵌入。

點擊TestWave的[Data Management]選項卡，進(jìn)入如圖5所示的操作界面，在[Name]選項中鍵入文件名“FILTER”，點擊[Embed Updated Data File in Project]，帶通濾波器的實測數(shù)據(jù)便嵌入到仿真工程中的[Data Files]目錄下，文件名為“FILTER”；

圖5 仿真鏈路嵌入實測數(shù)據(jù)

c.同理，依次執(zhí)行步驟a和步驟b，低噪聲放大器的實測數(shù)據(jù)同樣嵌入到了仿真工程中的[Data Files]目錄下，文件名為“LNA”。為與濾波器數(shù)據(jù)區(qū)分，在執(zhí)行步驟b時，將[Name]選項中的文件名命名為“LNA”；

至此，實際濾波器和低噪聲放大器的測試結(jié)果全部嵌入到VSS仿真工程的[Data Files]目錄下，文件名分別為“FILTER”和“LNA”，如圖5所示。

(6) 半實物仿真鏈路搭建

在VSS主界面點擊[project] →[System Diagrams] →[New System Diagram]，鍵入“QAM System with Measured Filter and Measured AMP”，創(chuàng)建半實物仿真測試系統(tǒng)圖。按照步驟（1）進(jìn)行仿真鏈路搭建，需要注意的是，需添加LIN_S元件替換圖2中的AMP_B和BPFB，用以接收實測低噪聲放大器和帶通濾波器的測試數(shù)據(jù)。具體操作為：依次點擊VSS主界面的[Project]→[Elements]→[RF Blocks]→[Linear Filters]→[Simulation based]選擇LIN_S元件，替換圖2中的理想放大器AMP_B和理想帶通濾波器BPFB，并將LIN_S元件的NET參數(shù)分別指向[Data Files]下面的“LNA”和“FILTER”數(shù)據(jù)，搭建如圖6所示的半實物仿真測試鏈路。

圖6 半實物仿真測試鏈路

(7) 結(jié)果對比分析

點擊VSS主界面的[Run/Stop System Simulators]按鈕，便可得到如圖7所示的理想鏈路和半實物仿真鏈路的輸出功率譜曲線。可以看出，對于理想鏈路，經(jīng)過濾波器和放大器后，信號功率放大27.554dBm，半實物仿真測試鏈路，信號功率放大26.996dBm。而且?guī)V波器表現(xiàn)出了較為平坦的通帶特性。理想濾波器帶外抑制更為明顯，低端帶外抑制達(dá)118.056dBm，高端帶外抑制可達(dá)119.256dBm，濾波效果顯著。實際濾波器的低端帶外抑制為69.764dBm，高端帶外抑制為69.774dBm。盡管實際濾波器的帶外抑制較差，但總體上滿足該系統(tǒng)需求。

圖7功率譜仿真測試結(jié)果

3、結(jié)論

本文以3672矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心測量主機，以AWR的VSS系統(tǒng)級仿真模塊模擬器件的運行環(huán)境，并將實際帶通濾波器和低噪聲放大器的實測數(shù)據(jù)嵌入仿真系統(tǒng)中，成功搭建了半實物仿真測試系統(tǒng)，真實地模擬和分析了實際帶通濾波器和低噪聲放大器指標(biāo)對系統(tǒng)性能的影響。