卫星测试科普(六):提速之旅:自动化平台赋能部组件单机级测试

卫星自动化产业相关政策

2024年1月,工业和信息化部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》:

16.强化新型基础设施

深入推进5G、算力基础设施、工业互联网、物联网、车联网、千兆光网等建设,前瞻布局6G、卫星互联网、手机直连卫星等关键技术研究,构建高速泛在、集成互联、智能绿色、安全高效的新型数字基础设施。引导重大科技基础设施服务未来产业,深化设施、设备和数据共享,加速前沿技术转化应用。推进新一代信息技术向交通、能源、水利等传统基础设施融合赋能,发展公路数字经济,加快基础设施数字化转型。

2022年12月,中共中央国务院印发《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》:

(十四)系统布局新型基础设施

加快建设信息基础设施。建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施,增强数据感知、传输、存储、运算能力。加快物联网、工业互联网、卫星互联网、千兆光网建设,构建全国一体化大数据中心体系,布局建设大数据中心国家枢纽节点,推动人工智能、云计算等广泛、深度应用,促进“云、网、端”资源要素相互融合、智能配置。以需求为导向,增强国家广域量子保密通信骨干网络服务能力。

2024年8月6日,“千帆星座”(G60星链计划)首批18颗商业组网卫星——千帆极轨01组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。加快建设卫星互联网,一方面是缩减数字鸿沟的重要举措,作为地面通信网络的有力补充,卫星互联网将成为解决‘无互联网’问题的重要方式。另一方面,其在应急通信、公共安全、海洋科考等行业应用场景需求突出。

另外,卫星互联网也成为各国抢抓6G发展先机的重要手段。卫星互联网是6G网络架构重要环节,将开启并引领下一轮通信板块基础设施建设,成为实现6G泛在通信愿景的重要支撑。

所以,卫星测试也不断地朝向自动化、智能化、高效化方向发展,以应对目前的高需求、占资源、抢赛道的现状。那我们的自动化测试就应运而生了。

什么是自动化测试?

是一种测试方法,是指使用特定的软件或系统,通过自动化的方式去控制测试流程,并比较实际结果与预期结果之间的差异。通过将测试自动化,可以把人对软件的测试行为转化为由机器自动执行测试的行为,从而替代大量的手工测试操作,使得测试可以快速,反复的进行。

举个例子:如果你需要反复并计算一个有上百个输入字段的表单,涉及逻辑、数学、财务等多方面的通识知识,手动测试可能需要花费几个小时,而且容易出错。如果设计一个自动测试公式,链接因果关联,例如excel表格、xmind脑图、流程图、Selenium、JMeter、Postman等,就可以导入表单数据,软件自动按照预设好的流程进行计算并测试,最终达到效果。

卫星自动化测试的重要性

多通道TR组件自动化测试

低轨卫星高速移动的特点要求TR组件具备快速响应和精确控制能力。TR组件作为卫星载荷的核心部件,负责信号的发射与接收,其性能直接影响卫星的质量与稳定性。多通道的测试能全方位评估TR组件在工作时的性能表现,这对于实现高精度的波束成形和稳定的信号传输至关重要。同时,多通道测试能模拟实际工作环境中的复杂情况,验证TR组件在动态条件下的稳定性和可靠性,保障卫星在轨运行期间通信系统持续有效工作。此外,通过严苛的测试,能及时发现并修复TR组件存在的问题,避免将故障缺陷带入后续生产流程,提高卫星整体可靠性。

来自玖锦科技的多通道TR组件自动化测试系统。这是一套集成了矢量网络分析仪、频谱仪、功率计、信号源、示波器等核心仪表与测试软件于一体的设备。

它能够完成144路TR通道收发性能参数的测试。基于这套智能化的测试系统,我们可以通过20多种测试项来验证卫星载荷“接收通道”的性能。同时,我们可以通过另外18种测试项来验证卫星载荷“发射通道”的性能。

系统的工作流程首先是自动化测试软件与被测件和测试仪器建立通信;然后,用户选择或配置测试参数;接着,系统下发配置参数,切换测量通道;各仪器完成测量和结果传递;最后汇总分析测量数据,输出测试报表。

系统可实现一键完成多通道TR组件全指标的自动化测试(功率、移相衰减延时参数、S参数、噪声系数等参数),可对T/R组件的状态进行实时控制,在自动测试界面,录入被测产品编号,点击开始测试按钮,即可进行一键式的自动测试,测试完成后,系统可自动生成测试报告,对每项指标是否合格做出自动的判断。

这套系统凭借高度集成的核心仪表与智能测试软件,可应用于各类多通道TR组件的设计、验证,快速获取器件的真实特性,为多通道TR组件的可靠制造降本增效,全方位评估TR组件性能的同时实现测试流程的高度自动化与精准化,有效确保卫星载荷的可靠性。

射频综合单元自动化测试

这也是一套集成了矢量网络分析仪、频谱仪、功率计、信号源等核心仪表、开关矩阵与测试软件于一体的设备。基于这套智能化的测试系统,我们可以通过控制被测件、开关矩阵和相关的仪器仪表,“一键”完成射频单元的接收通道、发射通道及定标通道的全参数测试解决方案,可对射频单元的状态进行实时控制,快速准确的完成所有指标测试,自动生成测试报告。

这套系统的工作流程首先是自动化测试软件与被测件和测试仪器建立通信;然后,用户选择或配置测试参数;接着,系统下发配置参数,切换测量通道;各仪器完成测量和结果传递;最后汇总分析测量数据,输出测试报表。测试完成后,系统可自动输出报表,对每项指标是否合格做出自动的判断。可应用于各类射频单元、模块的设计、验证,快速获取器件的真实特性,保障射频单元的可靠制造,加快生产速度,降低生产成本。

数字综合单机自动化测试

卫星载荷的数字综合单机是卫星上执行特定任务的关键组成部分,它集成了数字信号处理、控制、通信等多种功能于一体,是卫星系统中的重要设备。数字综合单机通过处理卫星传感器收集的数据,实现信息的提取、转换、存储和传输,为卫星完成各项任务提供技术支持。

单板级测试系统主要是测试裸板状态下的电压、电阻、纹波和一些基本的射频特性。单板测试系统与被测板卡上测试点位的连接采用测试针床实现,针床上的探针与电路板上的焊盘接触,测试仪器(包括示波器、数字万用表)通过开关矩阵与各个探针连接,获取探针上的测试信号并给出测试结果。

单机级测试系统主要是定制化开发专用测试监控仪,即地检设备。专用测试监控仪,一方面,可以模拟产生数据或信号,包括产生各类脉冲信号、天线遥测和模拟量遥测信号;另一方面,可以对各种串行控制码、辅助数据进行接收、测量和显示;还可以实时采集遥测信号。

数字综合单机自动化测试系统,提供了“一键”完成数字单元的400多种指令和数据接口的测试,可支持RS422、LVDS、LVTTL、AD、DA、OC等各种卫星载荷的接口类型,还提供了数字单板的电压、电阻、纹波等测试功能,可快速完成卫星载荷数字板控制和指令接口的全方位测试,保障数字板的可靠制造,加快生产速度,降低生产成本。

随着太空的快速商业化,越来越多的供应商正研制小型化、轻量化的卫星参与航天任务。这些批量卫星的研制与发射在缩短开发时间的同时更要考虑到成本效益。总而言之,集成的、高效自动化的、量身定制的测试解决方案就能助力卫星在星空中更可靠。

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