鄭鵬斌,李昭春

(1.海南省氣象探測中心，海口 570203；2.海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室，?？?570203)

0 引言

天氣雷達(dá)在短臨預(yù)報、災(zāi)害性天氣預(yù)警等方面發(fā)揮著重要的作用，而天氣雷達(dá)的故障診斷一直是存在的難題。文獻(xiàn)[1-10]基于多年的天氣雷達(dá)故障診斷經(jīng)驗，提出了針對天氣雷達(dá)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、伺服的故障診斷及維修方法。在雷達(dá)故障診斷和定標(biāo)中，儀表有著重要的作用。文獻(xiàn)[11-20]從實際應(yīng)用出發(fā)，對示波器、功率計、頻譜儀、信號源等測試儀表進(jìn)行了研究及設(shè)計，在各行各業(yè)得到了充分的應(yīng)用。由于島礁天氣雷達(dá)保障的需要，海南省氣象局研制了便攜式天氣雷達(dá)故障測試平臺(以下簡稱“測試平臺”)，其是集示波器、功率計、頻譜儀、信號源4種測試儀表于一體的設(shè)備，主要用于天氣雷達(dá)定標(biāo)和故障診斷，其中示波器用以測量發(fā)射射頻脈沖包絡(luò)；功率計用以測量發(fā)射機(jī)輸出功率；頻譜儀用以測量發(fā)射脈沖射頻頻譜、發(fā)射機(jī)極限改善因子、接收機(jī)噪聲系數(shù)；信號源用以動態(tài)范圍測量、回波強(qiáng)度定標(biāo)和速度測量檢驗。

在實際使用的過程中，發(fā)現(xiàn)由于缺少遠(yuǎn)程控制手段，使測試平臺在使用方面存在一定的局限性，所以針對海南省天氣雷達(dá)站網(wǎng)的布局特征、保障特點和需求，結(jié)合海南省已經(jīng)擁有一部測試平臺的實際情況，開發(fā)出可遠(yuǎn)程控制此平臺的軟件，用以提高島礁雷達(dá)保障水平，縮短故障維修時間。

1 總體設(shè)計

本設(shè)計的軟件可遠(yuǎn)程控制測試平臺中的示波器、功率計、頻譜儀、信號源進(jìn)行雷達(dá)指標(biāo)測量，采用了標(biāo)準(zhǔn)C/S架構(gòu)的設(shè)計方法，主要由用戶層、驅(qū)動管理層、儀表驅(qū)動層三部分組成，總體框架如圖1所示。

圖1 總體框架

用戶層負(fù)責(zé)與用戶進(jìn)行交互和向用戶展示數(shù)據(jù)，包括示波器軟面板、信號源軟面板、頻譜儀軟面板和功率計軟面板。用戶層通過TCP/IP協(xié)議與驅(qū)動管理層進(jìn)行通信，將用戶設(shè)置的參數(shù)發(fā)送到驅(qū)動管理層，驅(qū)動管理層將采集到的儀表數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶層中，用戶層將接收到的數(shù)據(jù)按不同的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行展示。

驅(qū)動管理層作為用戶層與儀表驅(qū)動層的中間層，主要負(fù)責(zé)儀表驅(qū)動程序的管理，因此驅(qū)動程序管理模塊是驅(qū)動管理層最重要的功能模塊。儀表硬件發(fā)現(xiàn)模塊負(fù)責(zé)搜索系統(tǒng)中所有的硬件資源和網(wǎng)絡(luò)資源，其中硬件資源主要是系統(tǒng)中存在的儀表板卡，包括示波器、功率計、信號源和頻譜儀。儀表硬件發(fā)現(xiàn)模塊將收集到的所有儀表板卡信息發(fā)送給驅(qū)動管理模塊，驅(qū)動管理模塊根據(jù)儀表板卡類型的不同調(diào)用相關(guān)驅(qū)動程序，并將系統(tǒng)中正在運(yùn)行的驅(qū)動程序統(tǒng)一進(jìn)行管理。網(wǎng)絡(luò)通信模塊負(fù)責(zé)與用戶層的所有通信，將用戶層的設(shè)置參數(shù)發(fā)送給驅(qū)動管理模塊以設(shè)置相關(guān)儀表驅(qū)動程序，同時將儀表驅(qū)動程序采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶層。驅(qū)動管理層還有負(fù)責(zé)完成其他功能的功能模塊，如用來支持信號源網(wǎng)絡(luò)控制指令的模塊，通過此模塊可以用來替代信號源完成接收機(jī)的動態(tài)范圍測試、回波強(qiáng)度測試、最小可測功率測試等測試項。

儀表驅(qū)動層為測試平臺儀表驅(qū)動實現(xiàn)層，負(fù)責(zé)儀表具體的參數(shù)設(shè)置與數(shù)據(jù)采集，儀表驅(qū)動層主要包括了示波器驅(qū)動程序、信號源驅(qū)動程序、頻譜儀驅(qū)動程序、信號源驅(qū)動程序，根據(jù)不同的儀表類型，驅(qū)動程序的實現(xiàn)方式也不同。為保證兼容性，驅(qū)動程序全部采用各板卡的官方驅(qū)動程序：使用了NI PXIe-5114板卡作為示波器的硬件模塊，因此示波器的儀表驅(qū)動采用了NIScope驅(qū)動；使用了M9391A板卡作為頻譜儀的硬件板卡，因此M9391A的頻譜驅(qū)動采用了AgM9391驅(qū)動程序，而噪聲系數(shù)測試采用了KtXSAnNoiseFigure驅(qū)動程序；使用了NI PXIe-5652板卡作為信號源的硬件模塊，因此信號源的儀表驅(qū)動采用了niRFSG驅(qū)動；使用了NRP-Z81功率計探頭作為功率計的硬件模塊，因此功率計的儀表驅(qū)動采用了rsnrpz驅(qū)動。

2 儀表功能設(shè)計

故障測試平臺包含示波器、功率計、頻譜儀、信號源4種儀表，遠(yuǎn)程控制軟件需分別對各儀表的軟面板和驅(qū)動管理層進(jìn)行設(shè)計。

2.1 示波器設(shè)計

示波器軟面板的主界面主要可劃分為數(shù)據(jù)顯示和參數(shù)設(shè)置兩個區(qū)域。其中在參數(shù)設(shè)置區(qū)域可通過選項頁切換到不同的頁面：垂直偏移電壓用于設(shè)置示波器通道垂直偏移電壓，可調(diào)整示波器的測量范圍；幅度用于設(shè)置示波器通道的測量范圍；波形垂直位置用于設(shè)置本參數(shù)可在垂直方向上移動波形；耦合方式用于設(shè)置示波器通道耦合方式，支持值為AC、DC和GND；觸發(fā)通道用于設(shè)置示波器觸發(fā)通道，支持值為CH0、CH1；觸發(fā)邊沿用于設(shè)置示波器觸發(fā)邊沿，支持值為上升沿、下降沿；觸發(fā)電平用于設(shè)置示波器的觸發(fā)電平；時基用于設(shè)置示波器的時基，即時間軸；CH0、CH1輸入阻抗設(shè)置示波器CH0、CH1的輸入阻抗，支持值為50 Ω、1 MΩ；波形水平位置用于設(shè)置示波器的水平觸發(fā)位置，輸入值范圍為10%～90%。

示波器驅(qū)動管理層通過調(diào)用官方驅(qū)動NIScope對外接口來控制NI PXIe-5114板卡，如圖2所示。其調(diào)用niScope_ConfigureChanCharacteristics設(shè)置通道阻抗；調(diào)用niScope_ConfigureVertical設(shè)置垂直通道參數(shù)；調(diào)用niScope_ConfigureHorizontalTiming設(shè)置水平參數(shù)；調(diào)用niScope_ConfigureTriggerEdge設(shè)置示波器為模擬邊沿觸發(fā)；調(diào)用niScope_ConfigureTriggerImmediate設(shè)置示波器觸發(fā)方式為立即觸發(fā)，調(diào)用niScope_InitiateAcquisition設(shè)置示波器采集狀態(tài)；調(diào)用niScope_ActualRecordLength獲取每個通道數(shù)據(jù)量；調(diào)用niScope_ActualNumWfms獲取示波器已啟用的通道數(shù)據(jù)；調(diào)用niScope_Fetch采集示波器數(shù)據(jù)。

圖2 示波器設(shè)計流程及調(diào)用接口

示波器在天氣雷達(dá)定標(biāo)中最重要的作用是測量發(fā)射機(jī)輸出的脈寬，其脈寬的定義為0.1～0.9 Um(Um為幅度)所占用的時間。本設(shè)計在使用示波器驅(qū)動自帶的autoset算法快速找到信號的頻率、最大值、最小值信息后，首先根據(jù)采集到的波形數(shù)據(jù)計算信號大概脈沖寬度，再根據(jù)所測量到的大概脈沖寬度值對測量處的信號進(jìn)行放大后再進(jìn)行精確測量，由此自動得出脈寬值。示波器在測量某些信號時，由于計算結(jié)果跳動過大導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確，例如通過調(diào)制組件的XS1測量人工線電壓，故在測量此類信號時引入了多點平均算法，具體代碼如下：

void MultipointAverage(ref double[] wavedata,int radius)//示波器多點平均算法函數(shù)；

{

if (radius == 0 || radius == 1 || wavedata.Length<= radius) return;//判斷數(shù)據(jù)是否為空，空則結(jié)束；

double[]tempwavedata=wavedata.ToArray();

//讀取需要計算的數(shù)據(jù)；

for (inti = 0; i

{

int start = i - radius / 2;//開始位置記錄；

int end = i + radius - radius / 2;//結(jié)束位置記錄；

if (start < 0) start = 0;//起始位置判斷防止數(shù)組越界；

if (end >tempwavedata.Length) end = tempwavedata.Length;//結(jié)束位置判斷防止數(shù)組越界；

double[] selectdata = new double[end - start];//記錄數(shù)據(jù)大小；

Array.Copy(tempwavedata, start, selectdata, 0, selectdata.Length);//拷貝指定大小指定位置；

wavedata[i] = selectdata.Average();//求已知數(shù)據(jù)平均數(shù)并賦值；

}

}

2.2 功率計設(shè)計

遠(yuǎn)程控制軟件的功率計模塊能測量輸入信號的平均功率與峰值功率。在遠(yuǎn)程控制軟件的功率計用戶界面功能項包含信號中心頻率、總損耗、脈寬、重復(fù)頻率、占空比、單位轉(zhuǎn)換、波形鎖定、校零等。用戶界面將功率計參數(shù)發(fā)送給驅(qū)動程序后，由驅(qū)動程序根據(jù)注入信號采集功率數(shù)據(jù)，采集完成后將采集到的功率數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶界面顯示。當(dāng)輸入信號小于閾值時，為了提高小信號的測量精度，功率測量模塊能自動切換運(yùn)行模式。

功率計驅(qū)動管理層通過調(diào)用rsnrpz對外接口來控制NRP-Z81功率計，如圖3所示。調(diào)用rsnrpz_chan_mode設(shè)置功率計工作模式；調(diào)用rsnrpz_chan_setCorrectionFrequency設(shè)置功率計頻率；調(diào)用rsnrpz_scope_configureScope設(shè)置功率計采集參數(shù)；調(diào)用rsnrpz_trigger_setSource和rsnrpz_trigger_configureInternal設(shè)置功率計觸發(fā)方式；調(diào)用rsnrpz_meass_fetchBufferMeasurement采集功率計數(shù)據(jù)。

圖3 功率計設(shè)計流程及調(diào)用接口

為保證功率計能準(zhǔn)確測量實際功率，此模塊還做了濾波后比對功能：當(dāng)濾波后功率值在±0.2 dBm范圍內(nèi)變化時直接輸出；當(dāng)濾波后功率值在0.2～0.5 dBm范圍內(nèi)變化時，保持值不變，但需在第二位小數(shù)上加一個隨機(jī)數(shù)；當(dāng)濾波后功率值變化超過0.5 dBm且連續(xù)出現(xiàn)5次時認(rèn)為測量功率已發(fā)生變化。

功率計模塊可顯示輸入脈沖調(diào)制信號的脈沖波形，可根據(jù)輸入信號的不同自動調(diào)整波形大小，并能測量出脈沖調(diào)制信號的重復(fù)頻率、脈寬和占空比，用以輔助檢測功率測量是否準(zhǔn)確，其具體代碼如下：

set.Scope_time = d.Pulse_Duration* 4;//示波器時間設(shè)置；

set.Getwavedata = true;//設(shè)置狀態(tài)；

set.Offset = -0.2;//設(shè)置偏置電壓；

set.Scope_point = 1000;//設(shè)置采樣點數(shù)；

set.Trigger_level = d.peak - 2;//設(shè)置觸發(fā)電平；

Dynamometer_data d1 = Set_Config(set, out isError, true);//功率計參數(shù)讀??；

d1.data = d1.data ??new Dynamometer_wavedata();//判斷是否有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有則新建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

d1.data.wave = d1.data.wave ??new List();//判斷是否有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，沒有則新建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

d1.data.wave = d1.data.wave.Select(x => x + tempconfig.offset).ToList();//計算波形數(shù)據(jù)；

d1.peak += tempconfig.offset;//峰值計算；

d1.Duty_Cycle = (d1.Pulse_Duration / d.Pulse_Period) * 10000;//占空比計算賦值；

d1.Pulse_Period = d.Pulse_Period;//脈寬賦值；

d.average += tempconfig.offset;//加上補(bǔ)償(線損)；

d1.controlbyte = tempconfig.controlbyte;//測試標(biāo)志位置賦值；

d1.meas_Type = tempconfig.Meas_type;//測試類型賦值；

d1.UI = tempconfig.UI;//是否是界面數(shù)據(jù)標(biāo)志位型賦值；

d1.unit = tempconfig.unit;//單位數(shù)據(jù)賦值型賦值；

d1.hardware_name = this.hardlocalinfo.hardname;//所用儀表名稱；

Data = d1;//功率計參數(shù)整體賦值；

2.3 頻譜儀設(shè)計

故障測試平臺的頻譜儀模塊具有頻譜測量功能和噪聲系數(shù)測試功能，所以遠(yuǎn)程控制軟件也需要對這兩種功能分別進(jìn)行設(shè)計。頻譜測量功能設(shè)有多級菜單，其功能項包括雷達(dá)中心頻率、峰值搜尋、單位轉(zhuǎn)換、頻譜鎖定、span、rbw、amp、trace、trigger、reset、marker等；噪聲系數(shù)功能包含了測量模式(放大器、上變頻器、下變頻器)、邊帶模式、本振頻率、中頻頻率、校準(zhǔn)功能等，另外還在固定頻率的基礎(chǔ)上增加了掃頻功能。

在設(shè)計頻譜儀驅(qū)動程序時，為了提高驅(qū)動程序的兼容性，所有頻譜儀模塊的控制功能均采用安捷倫官方驅(qū)動程序。其官方驅(qū)動程序可分為3個部分，分別為AgM90XA驅(qū)動、AgM9391驅(qū)動和KtXSAnNoiseFigure驅(qū)動。AgM90XA驅(qū)動為頻譜儀模塊的中間驅(qū)動層，無法直接調(diào)用此驅(qū)動完成頻譜儀驅(qū)動程序的編寫，但需要此驅(qū)動完成所有控制指令的轉(zhuǎn)發(fā)，因此在驅(qū)動程序初始化時必須啟動此驅(qū)動程序；AgM9391驅(qū)動程序為頻譜儀模塊實際控制程序，所有的頻譜儀模塊的操作最終均需由此完成，但此驅(qū)動未實現(xiàn)噪聲系數(shù)測試功能，噪聲系數(shù)測試功能由AgM90XA驅(qū)動實現(xiàn)；KtXSAnNoiseFigure驅(qū)動通過連接到AgM90XA驅(qū)動實現(xiàn)了噪聲系數(shù)功能。3個驅(qū)動程序關(guān)系如圖4所示。

圖4 頻譜儀驅(qū)動程序間關(guān)系

在頻譜模式下，驅(qū)動管理程序需先進(jìn)行設(shè)置頻譜中心頻率、參考電平、采集參數(shù)(Span、RBW)、觸發(fā)方式等才能得到頻譜數(shù)據(jù)。下面給出了驅(qū)動管理層在頻譜模式下調(diào)用驅(qū)動程序的部分代碼：

agM9391.AcquisitionMode=AgM9391AcquisitionModeEnum.AgM9391AcquisitionModeSpectrum;//設(shè)置頻譜儀采集模式為頻譜模式

agM9391.SpectrumAcquisition.Averaging.Mode=AgM9391SpectrumAveragingEnum.AgM9391SpectrumAveragingOff;//關(guān)閉頻譜儀內(nèi)部平均功能，平均功能由自設(shè)計的算法來實現(xiàn)

agM9391.RF.Frequency = config.Center_Ferquery;//設(shè)置頻譜儀中心頻率

agM9391.RF.Power = reflevel;//設(shè)置頻譜儀參考電平agM9391.SpectrumAcquisition.Configure(config.Span,config.RBW,AgM9391FFTWindowShapeEnum.AgM9391FFTWindowShapeFlatTop);//設(shè)置頻譜儀Span和RBW，并設(shè)置FFT窗函數(shù)為FlatTop窗

agM9391.Triggers.AcquisitionTrigger.Period = 0;//關(guān)閉采集觸發(fā)延遲

agM9391.RF.IFBandwidth = 160000000;//設(shè)置頻譜儀IF帶寬，M9391A的IF最大帶寬為160M

agM9391.Triggers.AcquisitionTrigger.TimeoutMode=AgM9391TriggerTimeoutModeEnum.AgM9391TriggerTimeoutModeAutoTriggerOnTimeout;//設(shè)置頻譜儀觸發(fā)的超時模式

agM9391.Triggers.AcquisitionTrigger.Mode=AgM9391Acqu-

isitionTriggerModeEnum.AgM9391AcquisitionTriggerModeImmed-

iate;//設(shè)置頻譜儀觸發(fā)模式為立即觸發(fā)

在噪聲系數(shù)模式下，本頻譜儀模塊除可提供冷熱噪功能測量整個雷達(dá)接收通道的噪聲系數(shù)外，還可通過DUT模式測量模擬接收通道的噪聲系數(shù)，其設(shè)計流程如圖5所示。目前雷達(dá)系統(tǒng)一般采用超外差式接收機(jī)，所以在測量模式中設(shè)計了上變頻和下變頻模式，另外為了測量在接收系統(tǒng)中極為重要的低噪聲放大器的性能，還設(shè)計了放大器模式。

圖5 噪聲系數(shù)測量功能設(shè)計流程

2.4 信號源設(shè)計

本軟件的信號源模塊可控制信號源輸出標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)波信號和調(diào)制信號。故障測試平臺擁有兩個網(wǎng)口，網(wǎng)口1用于普通接入網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)口2專門用于信號源模塊接收雷達(dá)控制主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)控制，所以在設(shè)計信號源軟面板時，除了設(shè)計信號頻率、幅度、調(diào)制方式外，還需要設(shè)計信號源模塊的IP地址設(shè)置、遠(yuǎn)程控制是否打開。

本模塊將用戶設(shè)置的參數(shù)發(fā)送到信號產(chǎn)生模塊驅(qū)動程序中，同時信號產(chǎn)生模塊驅(qū)動程序?qū)崟r監(jiān)聽網(wǎng)口2的網(wǎng)絡(luò)控制指令，當(dāng)監(jiān)聽到網(wǎng)絡(luò)控制指令后，信號產(chǎn)生模塊驅(qū)動程序按照控制指令設(shè)置信號產(chǎn)生模塊，同時將接收到的控制指令反饋到用戶界面中，此時用戶界面禁止用戶控制信號產(chǎn)生模塊，并將信號產(chǎn)生模塊的控制權(quán)移交給網(wǎng)絡(luò)控制，控制流程如圖6所示。

圖6 信號源控制流程

其網(wǎng)絡(luò)外部設(shè)備控制信號源監(jiān)聽主程序如下：

voidSingallistener(TcpListener listener)

{while

(!MainTokenSource.IsCancellationRequested)

{try

{TcpClienttcpclient = listener.AcceptTcpClient();//監(jiān)聽TCP指針獲取

tcpclient.ReceiveTimeout = 500;//監(jiān)聽時間設(shè)置

System.IO.StreamReaderreader=newSystem.IO.StreamReader(tcpclient.GetStream());//新建TCP

stringtcpipdata = reader.ReadToEnd();//讀取外部儀表控制

WriteDebugInfo(“外部信號源控制指令:” + tcpipdata, “”, true);//日志現(xiàn)實設(shè)置

stringip=tcpclient.Client.LocalEndPoint.ToString().Split(':')[0];//讀取外部儀表信息

tcpclient.Close();//關(guān)閉TCP

reader.Dispose();//讀取數(shù)據(jù)

if (tcpipdata.Trim().Length == 0) continue;//判斷時間是否結(jié)束

tcpipdata = tcpipdata.Trim();//獲取連接時間

int index = running_hard_list.FindIndex(x =>x.Hard.type == Hardware_type.信號源);//獲取信號源數(shù)據(jù)

if (index == -1) continue;//判斷是否獲取到數(shù)據(jù)

RFSG.IRFSGrfsg = (RFSG.IRFSG)running_hard_list[index].Hard;//獲取驅(qū)動

rfsg.Config.IP = ip;//設(shè)置信號源IP

Matchmatch=Regex.Match(tcpipdata,“(:OUTP){1}(ut){0,1}(:STAT){0,1}(e){0,1}(ON|OFF|1|0)”,RegexOptions.

IgnoreCase).

3 實際應(yīng)用

遠(yuǎn)程控制軟件可控制測試平臺完成天氣雷達(dá)故障診斷和所有的天氣雷達(dá)機(jī)外儀表標(biāo)定項測量。在保證測試平臺和裝有遠(yuǎn)程控制軟件的電腦網(wǎng)絡(luò)可連接的情況下，以東方天氣雷達(dá)故障以及脈沖測試和頻譜測試為例，來說明本軟件的功能和性能。

3.1 故障診斷

天氣雷達(dá)故障測試平臺在東方新一代天氣雷達(dá)站進(jìn)行長時間機(jī)外參數(shù)測量的測試。機(jī)務(wù)人員在巡查東方雷達(dá)時發(fā)現(xiàn)雷達(dá)無回波顯示，正在空轉(zhuǎn)。位于?？诘氖〖壉Ｕ先藛T在接到故障報警后，利用本軟件遠(yuǎn)程控制天氣雷達(dá)故障測試平臺進(jìn)行了故障診斷。利用測試平臺的功率計模塊測量發(fā)射機(jī)輸出，讀數(shù)為0 kW,意味著發(fā)射機(jī)未發(fā)射電磁波，根據(jù)發(fā)射機(jī)的工作原理，首先檢查高頻放大鏈路中速調(diào)管的輸入是否滿足要求，經(jīng)測試平臺的功率計模塊測量得速調(diào)管的輸入為33.47 dBm,滿足使用要求，則意味著整個高頻方法鏈路沒有故障。再用測試平臺的示波器模塊測量3A12調(diào)制組件的XS1口，測得電壓為0 V,由于此口是根據(jù)人工線電壓1:1 000的采樣值，則意味著人工線電壓為0。再用測試平臺的示波器模塊測量3A10開關(guān)組件的充電觸發(fā)信號ZP1，無波形，則意味著開關(guān)組件出現(xiàn)故障，更換開關(guān)組件后故障得以排除。

3.2 示波器測量發(fā)射機(jī)輸出脈沖

采用遠(yuǎn)程控制軟件的示波器功能對發(fā)射機(jī)輸出脈沖進(jìn)行測量。發(fā)射機(jī)輸出端經(jīng)定向耦合器、固定衰減器以及測試線纜連接至測試平臺的示波器輸入端CH0，雷達(dá)控制終端發(fā)射重復(fù)頻率為322 Hz的窄脈沖信號并打開高壓，即可在示波器軟面板上顯示窄脈沖的波形，并可通過添加測量項，直接測試脈沖的正脈寬，上升時間、下降時間、頂降等。表1給出了遠(yuǎn)程測量值與現(xiàn)場測量值的比較，其可以看出測量值之間的差異很小。

表1 遠(yuǎn)程測量值與現(xiàn)場測量值的比較

3.3 頻譜儀測量發(fā)射機(jī)輸出頻譜

采用遠(yuǎn)程控制軟件的頻譜儀功能對發(fā)射機(jī)輸出頻譜進(jìn)行測量。發(fā)射機(jī)輸出測試端連接至測試平臺的頻譜儀的RF_IN端。雷達(dá)開機(jī)的情況下，輸入雷達(dá)的中心頻率為2.96 GHz，Span為50 MHz，分辨率帶寬RBW為30 kHz，即可讀取頻譜。為防止頻譜儀內(nèi)部的放大器飽和，一般設(shè)置參考電平為15 dBm。本設(shè)計的頻譜儀功能帶有自動測量譜寬的功能，即可自動測量功率偏移-10～-60 dB的左、右譜寬，進(jìn)而計算出整個譜寬值，如圖7所示。

圖7 頻譜儀自動測量發(fā)射機(jī)輸出頻譜

4 結(jié)束語

本設(shè)計的測試平臺遠(yuǎn)程控制軟件可成功控制天氣雷達(dá)故障測試平臺內(nèi)的示波器、功率計、頻譜儀、信號源進(jìn)行雷達(dá)指標(biāo)的測量，且遠(yuǎn)程測量的值與現(xiàn)場測量的值誤差極小，具有相當(dāng)?shù)目煽啃裕稍谔鞖饫走_(dá)故障診斷和定標(biāo)中發(fā)揮一定的作用。在設(shè)計中，由于程序架構(gòu)和數(shù)據(jù)處理算法不完善，導(dǎo)致頻譜儀模塊的底噪會比較大，可能會導(dǎo)致有用信號的丟失，后續(xù)還待改進(jìn)。