مقدمة

رقائق الترددات اللاسلكية هي المكونات الأساسية التي تستقبل الإشارات في محطات الملاحة عبر الأقمار الصناعية، مما يؤثر بشكل مباشر على دقة تحديد المواقع وجودة الاتصال. مع تزايد اعتماد النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (GNSS) في جميع أنحاء العالم، أصبحت كفاءة ودقة اختبار رقاقة التردد اللاسلكي عاملين رئيسيين في ضمان موثوقية المنتجات الطرفية وقدرات الإنتاج الضخم لها. في السنوات الأخيرة، برزت حلول اختبار رقاقة الترددات اللاسلكية القائمة على أنظمة معدات الاختبار الأوتوماتيكية (ATE) كمسار تكنولوجي مهم لتعزيز تغطية الاختبار وكفاءته.

تحديات اختبار رقاقة التردد اللاسلكي: البنى المعقدة والبارامترات المتنوعة

تتكون رقائق الترددات اللاسلكية للملاحة عبر الأقمار الصناعية عادةً من وحدات مثل الواجهة الأمامية للترددات اللاسلكية والخلاطات والمذبذبات التي يتم التحكم فيها بالجهد وحلقات قفل الطور ومرشحات الترددات الوسيطة وأجهزة التحكم في الكسب والمحولات التناظرية إلى الرقمية. هذه الرقائق مسؤولة عن الوظائف الحرجة مثل استقبال الإشارات وتحويل التردد والتضخيم والإرسال. على الرغم من أن نطاقات التردد وتنسيقات الرسائل قد تختلف عبر أنظمة الملاحة في البلدان، إلا أن البنية الأساسية لشرائح التردد اللاسلكي تظل ثابتة. تشمل مقاييس الأداء الرئيسية رقم الضجيج، ونقطة ضغط المدخلات 1 ديسيبل، وضوضاء الطور، ورفض الصورة، والتسطيح داخل النطاق.

مع تزايد تكامل وتعقيد رقائق الترددات اللاسلكية وتعقيدها، لم تعد طرق الاختبار اليدوية التقليدية التي تعتمد على أدوات منفصلة مثل أجهزة تحليل الطيف ومولدات الإشارات كافية لتلبية متطلبات الإنتاج الضخم والتحقق من صحة عالية الدقة. تعيق مشاكل مثل عمليات الاختبار المرهقة وموثوقية النظام المنخفضة والتغطية المحدودة بشكل كبير عمليات البحث والتطوير والتصنيع لرقائق الترددات اللاسلكية.

منصة اختبار متكاملة لرقاقات الترددات اللاسلكية: التقييم الفعال والدقيق مع أنظمة ATE

ولمواجهة هذه التحديات، اقترح فريق البحث منصة متكاملة وآلية لاختبار رقاقة التردد اللاسلكي مبنية حول نظام ATE. تجمع هذه المنصة بين مصادر إشارات الترددات اللاسلكية عالية الدقة وأجهزة تحليل الطيف واتصال ناقل GPIB/VXI للاستفادة الكاملة من قدرات ATE في التحكم الرقمي وإدارة الطاقة والحصول على الإشارات وتحليلها. وهي تتيح اختبار وقفة واحدة لمعلمات متعددة لرقائق الترددات اللاسلكية.

أثناء عملية الاختبار، يقوم النظام بتهيئة سجلات رقاقة التردد اللاسلكي عبر واجهة SPI، ويضبط أوضاع التشغيل المختلفة، ويتحكم في مصدر إشارة التردد اللاسلكي لإدخال إشارات الإثارة. بعد ذلك، تقوم معدات مثل أجهزة تحليل الطيف بجمع وتحليل إشارات الخرج. على سبيل المثال، عند اختبار ضوضاء الطور ونقطة ضغط المدخلات 1 ديسيبل، يقوم النظام تلقائيًا بإجراء عمليات مسح التردد وقياسات الطاقة وتركيب البيانات لتوليد نتائج التقييم بسرعة، مما يحسن بشكل كبير من الاتساق والتكرار.

البيانات التجريبية تؤكد موثوقية أنظمة ATE لاختبار رقاقة الترددات اللاسلكية

وللتحقق من صحة أداء نظام الاختبار القائم على اختبار ATE، أجرى فريق البحث اختبارًا شاملاً للمعايير على العديد من رقاقات التردد اللاسلكي للملاحة بنظام تحديد المواقع العالمي لتحديد المواقع. وأظهرت النتائج أن المؤشرات الرئيسية، بما في ذلك عرض النطاق الترددي للمرشح، ونقطة ضغط المدخلات 1 ديسيبل، وضوضاء الطور، وشكل الضوضاء، ورفض الصورة، كلها تلبي توقعات التصميم. أظهر النظام ثباتًا واتساقًا ممتازًا عبر عينات مختلفة.

يوضح هذا الإنجاز أن حلول اختبار رقاقة الترددات اللاسلكية القائمة على أجهزة اختبار الترددات اللاسلكية لا تلبي متطلبات القياس عالية الدقة فحسب، بل تدعم أيضًا التكامل مع الأجهزة الطرفية مثل وحدات التحكم في درجات الحرارة العالية/المنخفضة والمغذيات الميكانيكية. ويسمح ذلك بإجراء الاختبار الآلي في نطاقات درجات الحرارة الكاملة وإنتاج دفعات كبيرة الحجم، مما يوفر دعمًا تقنيًا موثوقًا للإنتاج بكميات كبيرة ومراقبة جودة رقائق الترددات اللاسلكية.

الخلاصة: اختبار الأتمتة يغذي ترقية رقائق الترددات اللاسلكية ويضع الأساس لمستقبل محطات الملاحة

وباعتبارها “بوابة الإشارة” لأنظمة الملاحة، فإن كفاءة اختبار رقائق الترددات اللاسلكية وجودتها تؤثر بشكل مباشر على القدرة التنافسية لصناعة المحطات الطرفية بأكملها. يمثل إدخال أنظمة ATE تحولًا من “التشغيل اليدوي” إلى “تكامل النظام” في اختبار رقائق الترددات اللاسلكية، ومن “القياس أحادي النقطة” إلى “تغطية شاملة للمعلمات”. يرسي هذا التحول أساسًا متينًا للاستقلالية والتوحيد القياسي والتطوير عالي الجودة لرقاقات الترددات اللاسلكية للملاحة عبر الأقمار الصناعية في الصين.

مع النشر الشامل لنظام بيدو من الجيل الثالث من نظام بيدو والتطور السريع للإنترنت عبر الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض، ستلعب رقائق الترددات اللاسلكية دوراً رئيسياً في سيناريوهات أكثر دقة وديناميكية عالية. ستصبح حلول الاختبار المؤتمتة القائمة على المنصة محركًا حاسمًا يقود الابتكار التكنولوجي والتطبيق الصناعي في تطوير رقائق الترددات اللاسلكية.