摘 "要： 立足實際裝備，對電波監(jiān)測類裝備的監(jiān)測原理進行了深入研究。提出了通過局域網(wǎng)連接頻譜儀并設置參數(shù)、錄取頻譜儀實時顯示數(shù)據(jù)參數(shù)的方法。通過設計軟件實現(xiàn)頻譜儀數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)。達到豐富電波監(jiān)測的測量手段、提高測量儀器的自動化水平的目的。對今后監(jiān)測系統(tǒng)的功能實現(xiàn)、擴展、虛擬儀器設計都具有一定的指導作用。同時，對電波監(jiān)測類裝備的研制及改進也有一定的借鑒意義，可提高測量儀器的自動化水平。

關鍵詞： 頻譜儀; 數(shù)據(jù)錄取; 方法研究; 電波監(jiān)測

中圖分類號： TN964?34 " " " " " " " " " 文獻標識碼： A " " " " " " " " " " " " " "文章編號： 1004?373X（2015）02?0043?03

Method for LAN?based signal parameter extraction of spectrum analyzer

WANG Si?bei， LIU Hong?liang， LIU Peng， HE Tian?zhang

（Luoyang Electronic Equipment Test Center， Luoyang 471003， China）

Abstract： The principle of radio monitoring equipments is analyzed for improving the performance of actual equipments. The method to connect the spectrum analyzer through local area network， set the parameters and extract real?time display para?

meters is proposed. The data extracting system of spectrum analyzers was designed and realized by means of a software， which enriched the measurement means of radio monitoring and improved the automation level of measuring instruments. It has a guiding role for future implementation and expansion of radio monitoring equipment， as well as virtual instrument design. Meanwhile， it has a certain reference significance for development and improvement of radio monitoring equipments， which can improve the automation level of measuring instruments for sure.

Keywords： spectrum analyzer; data extraction; method study; radio wave monitoring

在電波監(jiān)測類設備中，一般都是采用寬帶加測量儀器監(jiān)測的監(jiān)測體制，儀器監(jiān)測只是供觀察之用，并沒有將儀器數(shù)據(jù)錄取下來供事后分析使用，也沒有對此加以開發(fā)和更深層次的利用。而頻譜儀等儀器在對外界參數(shù)進行測量時存在著精度高、結果可信度高、穩(wěn)定性強、可保存等優(yōu)點。在此不能忽視儀器的優(yōu)點，所以如果能將頻譜儀的數(shù)據(jù)開發(fā)利用，和接收機的數(shù)據(jù)融合使用，對外界的信號監(jiān)測將更加可靠、完善[1?2]。本文旨在研究通過局域網(wǎng)控制頻譜儀，錄取頻譜儀的數(shù)據(jù)參數(shù)并進行顯示、保存和回放的方法。通過本文的研究，能夠直接應用于電波監(jiān)測類裝備的研制開發(fā)，可提高測量儀器的自動化水平，指導窄帶測量接收機的研制。

1 "軟件設計實施

計算機與頻譜儀通過以太網(wǎng)絡連接，可設計軟件訪問頻譜儀，實時錄取各項數(shù)據(jù)，對頻譜信息進行監(jiān)測和記錄，完成頻譜和脈沖的監(jiān)測和記錄任務，同時將選定頻率的信號參數(shù)保存。數(shù)據(jù)是通過局域網(wǎng)直接從頻譜儀上錄取的，對頻譜儀進行幅度修正可提高幅度測量精度，頻譜儀帶有內置的幅度修正程序，可將逐點的頻率響應特征數(shù)據(jù)存儲在表單中，并自動將其應用到測量數(shù)據(jù)中，對顯示數(shù)據(jù)進行修正[3?5]。系統(tǒng)的實現(xiàn)原理見圖1。

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圖1 系統(tǒng)工作原理圖

根據(jù)監(jiān)測設置參數(shù)，程序工作分為頻譜模式和脈沖模式，頻譜模式下頻譜儀工作于常規(guī)的頻譜掃描模式，用于頻譜監(jiān)測和測量信號頻率幅度信息。脈沖模式下頻譜儀工作于“0 SPAN”模式，用于脈沖參數(shù)測量。由于頻譜模式與脈沖模式所獲取數(shù)據(jù)的意義及后期處理不同，因此在監(jiān)測設置中有一個模式標志，當程序接收到數(shù)據(jù)后判斷此標志決定后期處理。若是頻譜模式則搜索峰值功率，若是脈沖數(shù)據(jù)則搜索脈沖。

根據(jù)數(shù)據(jù)來源，程序工作分為實時模式和回放模式，實時模式下數(shù)據(jù)來自接收機，回放模式下數(shù)據(jù)來自保存的數(shù)據(jù)文件。實時模式下監(jiān)測數(shù)據(jù)由接收機讀取的數(shù)據(jù)組成，并根據(jù)監(jiān)測設置處理出監(jiān)測脈沖或者峰值功率。若選擇記錄數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)將被寫入文件?；胤拍Ｊ较禄胤艛?shù)據(jù)由文件讀取的數(shù)據(jù)組成，并根據(jù)監(jiān)測設置處理出回放脈沖或者回放功率。視圖顯示會分別根據(jù)實時/回放模式和脈沖/頻譜模式判斷顯示什么數(shù)據(jù)[6]。

程序由設置庫，監(jiān)測設置，監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測脈沖，回放數(shù)據(jù)和回放脈沖組成。設置庫保存了所有的監(jiān)測設置，程序啟動時由文件載入，程序運行時可以再庫中添加、修改和刪除設置。程序退出時保存設置。監(jiān)測設置有設置庫中的設置選擇組成，實時模式下運行監(jiān)測任務，如圖2所示。

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圖2 程序組成結構圖

軟件與頻譜儀通過網(wǎng)絡進行通信，提取頻譜儀數(shù)據(jù)，同時設置各種參數(shù)控制頻譜儀，獲取跡線數(shù)據(jù)，實時顯示頻譜變化，同時將設置的頻率信息保存到選定的記錄文件中。頻譜模式下軟件在主界面上實時顯示頻譜變化，在該軟件中可以根據(jù)實際需要設置頻率、觸發(fā)電平、參考、觸發(fā)延遲和掃描時間等參數(shù)，軟件控制頻譜儀進行相應的設置。程序的工作原理流程圖如圖3所示。

脈沖模式下頻譜儀顯示的是信號的幅度包絡，若輸入信號脈沖調制信號，顯示的是脈沖串。頻譜儀所顯示的數(shù)據(jù)可以通過控制接口傳輸至PC上進行處理，可以得到脈沖的脈寬、峰值功率、重復周期、到達時間等信息。

任務中可能要對不止一個頻率的信號進行觀察和測量，而脈沖模式僅能工作于一個固定的點頻，為解決這個矛盾，設計了任務管理功能。每一個頻點的測量參數(shù)被存為一個獨立的設置，每次任務由預先存儲的設置中選擇若干個組成當前任務。啟動脈沖監(jiān)測任務后，軟件依次使用設置列表中的參數(shù)設置頻譜儀并讀取和測量脈沖參數(shù)。

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圖3 軟件工作原理圖

軟件在設計時主要使用了以下技術：

（1） 使用內存兼容DC繪制方法和跳過擦除背景的方法加速頻譜和脈沖數(shù)據(jù)繪制;

（2） 使用可動態(tài)分配內存的類管理跡線數(shù)據(jù)，使用鏈表管理脈沖串數(shù)據(jù)。

2 "軟件功能測試

軟件可以根據(jù)實際需要設置偵收頻率中心點及帶寬，以確保偵收所需的信號范圍?？梢栽O置偵收信號的觸發(fā)電平，以濾除過小的信號及雜散，減小信號分選的壓力?？梢栽O置參考、衰減、觸發(fā)延遲以及掃描時間等參數(shù)，這些參數(shù)的設置給了操作人員及信號分析人員更大的靈活度和主動性，使裝備信號分選更加人性化，提高了工作效率。還可以選擇保存數(shù)據(jù)記錄、可以圖形化顯示信號，可以以表格的形式顯示偵收的信號參數(shù)，具體設置如圖4所示。

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圖4 設置界面圖

界面的上面區(qū)域為圖形顯示，下面區(qū)域為數(shù)據(jù)顯示。在實際工作過程中，均實時更新，當工作在頻譜測量模式時，只顯示頻域圖形和頻點、功率。當工作于脈沖測量模式時，則圖形界面顯示的是脈沖波形，可讀取脈沖幅度、脈寬、重周等參數(shù)。

通過測試可以得出：監(jiān)測功能實現(xiàn)系統(tǒng)的測幅、測頻、測脈寬和測重周的精度可以達到應用要求。系統(tǒng)能在頻譜儀的量程范圍內錄取頻譜儀數(shù)據(jù)，對頻率、脈寬、重周、幅度等參數(shù)的測量精度較高，豐富了監(jiān)測手段，增強了監(jiān)測系統(tǒng)的功能及實用性，具備信號錄取及監(jiān)測功能。實際的監(jiān)測如圖5、圖6所示。

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圖5 數(shù)據(jù)錄取控制軟件實時頻譜圖

3 "結 "語

本文立足實體裝備，分析了基于局域網(wǎng)的頻譜儀數(shù)據(jù)錄取方法，通過軟件開發(fā)、實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和圖形的錄取、顯示和保存，錄取的數(shù)據(jù)及圖形能夠實時、準確地反映頻譜儀上的信號。研究成果通用性、可移植性較強，自動化水平高，提高了裝備工作效率，豐富了電波監(jiān)測的測量手段，可提高測量儀器的自動化水平，有較大的推廣應用價值。對今后測量儀器的數(shù)據(jù)錄取功能實現(xiàn)、擴展，測量軟件設計、虛擬儀器設計等都具有一定的指導作用。

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圖6 SPAN=0 Hz的時域圖形

參考文獻

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[6] 文娟.頻譜儀監(jiān)控軟件的設計與實現(xiàn)[D].成都：電子科技大學，2013.