CN114050878A - 一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法及装置，所述装置包括信号源、内置杂散测量选件的频谱仪、射频矩阵开关、LAN交换机、以及运行有自动测试软件的操作终端；操作终端、信号源、频谱仪、射频矩阵开关和被测多通道射频***均通过网线连接LAN交换机；信号源、频谱仪和和被测多通道射频***均通过射频线连接射频矩阵开关；信号源和频谱仪通过同步触发线和参考时钟线相连。本发明能够自动完成杂散抑制测试，简化了复杂的测试环境搭建手续，将专业的测试方法通过软件封装降低了操作人员的技能要求，自动测试提高了测试效率得同时减少了人工干预，提高了测试数据的准确性、可靠性，节约了研发生产人力和物力成本。
Description
技术领域
本发明涉及射频通道自动测试技术领域，具体而言，涉及一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法及装置。
背景技术
近年来，各种新技术的应用及数字技术的发展，促进了雷达侦察技术的迅猛发展，相应的对雷达侦察设备在研制过程中的测试方法和技术提出了更高的要求。射频通道杂散抑制是雷达侦察设备中极其重要的一个指标，一般常见测试手段为人工操作仪器来手动测试，操作流程比较繁琐，可能产生人为误差。
在被测***输入端产生激励信号，在输出端接收并分析经过射频通道的信号，需要针对不同的被测件进行复杂的仪器参数配置，特别是目前雷达侦察设备一般都使用几个甚至几十个宽频带天线组成天线阵，相应的被测射频通道也会急剧增加，手动测试需要测试人员对每一路射频通道进行测试，导致测试效率极其低下。此外，测试结果也需要人工书写或者手动录入到电子表格，造成人为误差的可能性也会变大。
目前仪器仪表越来越智能化、高端化，其中不少型号出现了很多专为杂散抑制测试的选件，但是这些软件为了最大限度的满足不同的被测设备，往往软件设置项目繁多，流程复杂，而且不同品牌的仪器设置也有一定的差异，这些特点对测试人员的仪器使用能力提出了更高的要求，人工测试可能会造成高端仪表的效能大打折扣。
当前已有的针对多通道宽频带雷达侦察设备射频通道杂散抑制人工手动测试和仪表选件测试主要存在以下缺点：
a)人工手动测试需要反复接线，重复配置测试仪表参数，大量测试结果需要人工书写或手动录入电子表格，测试操作枯燥乏味，测试效率低下；
b)高端仪表测试选件设置复杂，不同品牌仪器设置还存在差异，对测试人员仪表操作能力要求高，手动测试不能最大程度发挥高端仪表的效能。
发明内容
本发明旨在提供一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法及装置，以解决人工测试效率低、测试过程复杂、容易引入人为误差、无法发挥高端仪表测量选件最大效能的问题。
本发明提供的一种多通道射频***杂散抑制自动测试的装置，包括信号源、内置杂散测量选件的频谱仪、射频矩阵开关、LAN交换机、以及运行有自动测试软件的操作终端；所述操作终端、信号源、频谱仪、射频矩阵开关和被测多通道射频***均通过网线连接LAN交换机；所述信号源、频谱仪和和被测多通道射频***均通过射频线连接射频矩阵开关；所述信号源和频谱仪通过同步触发线和参考时钟线相连。
在一些实施例中，所述信号源的触发输出端TRIGGER OUT通过同步触发线与频谱仪的触发输入端TRIGGER IN相连。
在一些实施例中，所述信号源的参考时钟输出端通过参考时钟线与频谱仪的参考时钟输入端相连。
在一些实施例中，所述参考时钟线为10MHz参考时钟线。
在一些实施例中，所述射频矩阵开关包括第一射频开关和第二射频开关；所述第一射频开关具有至少1路射频输入开关和至少与被测多通道射频***的通道数对应路数的射频输出开关；所述第二射频开关具有至少1路射频输出开关和至少与被测多通道射频***的通道数对应路数的射频输入开关；
所述第一射频开关的射频输入开关通过射频线与信号源的射频输出端连接；所述第一射频开关的射频输出开关通过射频线与被测多通道射频***的射频输入端连接；所述被测多通道射频***的射频输出端通过射频线与第二射频开关的射频输入开关连接；所述第二射频开关的射频输出开关通过射频线与频谱仪的射频输入端连接。
本发明还提供一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法，所述方法采用上述的多通道射频***杂散抑制自动测试的装置实现，包括如下步骤：
(a)将多通道射频***杂散抑制自动测试的装置与被测多通道射频***正确连接形成测试***；
(b)测试***通电预热并运行自动测试软件；
(c)通过自动测试软件设置测试***的配置参数；
(d)自动测试软件根据配置参数进行装置和被测多通道射频***配置；
(e)开始测试；
(f)通过射频矩阵开关配置选择测试射频通道；
(g)根据当前测试频点选择被测多通道射频***频段码；
(h)如果被测多通道射频***的变频模式没有使能，则频谱仪中心频点需要与信号源同步调整；
(i)自动测试软件调用频谱仪杂散测量选件SCPI命令，获取当前状态下基波和最大杂散信号的频率和功率；
(j)根据基波和最大杂散信号的功率计算杂散抑制：
杂散抑制ΔP＝P0-P1；
其中，P0为基波的功率，P1为最大杂散信号的功率；
(k)将当前测试数据和计算数据记录到测试报告；
(l)信号源和频谱仪中心频点增加一个测量步进，重复步骤(h)～(l)直到当前被测多通道射频***频段码频率遍历完毕；
(m)被测多通道射频***频段码加一，重复(h)～(m)直到被测多通道射频***频段码遍历完毕；
(n)控制射频矩阵开关切换到被测多通道射频***的下一个测试射频通道，重复(g)～(n)直到被测多通道射频***的射频通道遍历完毕。
在一些实施例中，步骤(c)中通过自动测试软件设置测试***的配置参数通过配置保存功能存入数据库。
在一些实施例中，步骤(d)中自动测试软件根据配置参数进行装置和被测多通道射频***配置时，如果装置中的各仪器或者被测多通道射频***握手失败，自动测试软件将会通过弹窗提醒，直到握手成功表示测试***初始化完成。
在一些实施例中，在步骤(e)开始测试前，自动测试软件向频谱仪下发SCPI命令“:DISPlay:ENABle OFF”，以关闭频谱仪显示界面。
在一些实施例中，在测试时，自动测试软件向频谱仪下发SCPI命令“:INITiate:CONTinuous OFF”，以将频谱仪设置为单次测试。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明能够自动完成所有通道工作频率范围内全部设置频段的杂散抑制测试，自动测试简化了复杂的测试环境搭建手续，将专业的测试方法通过软件封装降低了操作人员的技能要求，自动测试提高了测试效率得同时减少了人工干预，提高了测试数据的准确性、可靠性，节约了研发生产人力和物力成本。具体地：
a)基于射频矩阵开关切换通道，软件自动执行测试，对比同样测试任务人工测试，整个测量耗时减少80％，大大节约了人力成本；
b)通过信号源与频谱仪的硬件同步触发配置，结合频谱仪远程控制关闭显示、单次扫描的优化方式，对比同样测试任务人工测试，将测量仪器的控制测试时间减少了30％；
c)利用测试任务配置功能，将专业的测试方法通过软件配置文件进行封装，高级测试人员进行测试流程及参数配置，优化后的测试配置可以直接交于一般测试人员进行复用，较大的提高了测试数据的准确性、可靠性，降低了测试人员的技能要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中多通道射频***杂散抑制自动测试的装置的架构框图；
图2为本发明实施例中多通道射频***杂散抑制自动测试的方法的流程图；
图3为本发明实施例中自动测试软件被测多通道射频***配置参数设置界面；
图4为本发明实施例中自动测试软件射频矩阵开关(手动)配置参数设置界面；
图5为本发明实施例中自动测试软件射频矩阵开关(自动)配置参数设置界面；
图6为本发明实施例中自动测试软件信号源配置参数设置界面；
图7为本发明实施例中自动测试软件频谱仪配置参数设置界面。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的基本思路是：
a)针对被测多通道射频***多个射频通道测试需要反复接线，重复设置仪表参数的问题提供了一种利用射频矩阵开关进行通道切换的方法，在测量数据处理时通过补偿消除矩阵开关引入的***损耗；
b)针对宽频带、小步进频率间隔造成的测试数据量大，测试效率低的问题提供了一种利用测试仪表触发功能，通过信号源步进扫描触发频谱仪读数的方法，显著的提高测试的速度和精度；
c)针对人工手动测试重复性差，容易引入人为误差，无法全部发挥高端仪表测量选件优势的问题提供了一种通过软件保存测试任务配置并能重新载入反复使用的方法，提高了测试的自动化程度。
实施例
基于上述的基本思路，如图1所示，本实施例提出一种多通道射频***杂散抑制自动测试的装置，包括信号源、内置杂散测量选件的频谱仪、射频矩阵开关、LAN交换机、以及运行有自动测试软件的操作终端；所述操作终端、信号源、频谱仪、射频矩阵开关和被测多通道射频***均通过网线(六类千兆网线)连接LAN交换机；所述信号源、频谱仪和和被测多通道射频***均通过射频线(2-18G)连接射频矩阵开关；所述信号源和频谱仪通过同步触发线(DC-4G)和参考时钟线(DC-4G)相连。
在本实施例中：
(1)被测多通道射频***的变频方式可选，最大支持8入8出，可以通过LAN进行程控。
(2)信号源支持外部触发输入功能，用于产生激励信号；频谱仪支持扫描触发信号输出功能，用于接收并分析经过被测多通道射频***后的测试信号。为了实现信号源与频谱仪的同步触发，所述信号源的触发输出端TRIGGER OUT通过同步触发线与频谱仪的触发输入端TRIGGER IN相连。
(3)所述信号源的参考时钟输出端通过参考时钟线与频谱仪的参考时钟输入端相连，可以提高信号源的输出信号与频谱仪分析信号的频偏，进而可以减小频谱仪SPAN，达到提高信号测量速度。可选的，所述参考时钟线为10MHz参考时钟线。
(4)所述射频矩阵开关支持LAN进行程控以及手动控制，包括第一射频开关和第二射频开关；所述第一射频开关具有至少1路射频输入开关和至少与被测多通道射频***的通道数对应路数(8路)的射频输出开关；所述第二射频开关具有至少1路射频输出开关和至少与被测多通道射频***的通道数对应路数(8路)的射频输入开关；
所述第一射频开关的射频输入开关通过射频线与信号源的射频输出端连接；所述第一射频开关的射频输出开关通过射频线与被测多通道射频***的射频输入端连接；所述被测多通道射频***的射频输出端通过射频线与第二射频开关的射频输入开关连接；所述第二射频开关的射频输出开关通过射频线与频谱仪的射频输入端连接。
(5)操作终端可以采用笔记本电脑或台式电脑等，其上运行的自动测试软件用于完成配置参数设置，下发控制命令，以及仪器测试数据捕获、分析、显示、存储以及打印等。
(6)LAN交换机具有相应数量的网口，以实现与操作终端、信号源、频谱仪、射频矩阵开关和被测多通道射频***的连接。由此，操作终端能够通过LAN交换机对信号源、频谱仪、射频矩阵开关和被测多通道射频***进行控制和数据交换，通过统一通信方式，实现通信布置的简单化，编程控制方式的统一化。
基于上述的多通道射频***杂散抑制自动测试的装置，能够实现一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法，如图2所示，所述方法包括如下步骤：
(a)将多通道射频***杂散抑制自动测试的装置与被测多通道射频***正确连接形成测试***；
(b)测试***通电预热(预热时间自设，如30分钟)并运行自动测试软件；
(c)通过自动测试软件设置测试***的配置参数；所述配置参数包括：
如图3所示，被测多通道射频***控制ip地址、频率范围、频率步进、天线选通以及变频模式；
如图4、图5所示，射频矩阵开关控制ip地址、自动/手动模式选择以及被测通道选择；
如图6所示，信号源控制IP地址、输出功率、使能开关、以及是否调制；
如图7所示，频谱仪控制ip地址、参考电平、频率范围、RBW(分辨率带宽)以及杂散门限；
所述通过自动测试软件设置测试***的配置参数通过配置保存功能存入数据库，以便于调用，例如由高级测试人员设置配置参数并存入数据库，由一般测试人员直接根据被测多通道射频***载入正确的配置参数，省去复杂参数配置流程直接开始测试。
(d)自动测试软件根据配置参数进行装置和被测多通道射频***配置；此时，如果装置中的各仪器或者被测多通道射频***握手失败，自动测试软件将会通过弹窗提醒，直到握手成功表示测试***初始化完成。
(e)开始测试；其中可选：
在步骤(e)开始测试前，自动测试软件向频谱仪下发SCPI命令“:DISPlay:ENABleOFF”，以关闭频谱仪显示界面，相对于不关闭频谱仪显示界面的情况下将会提高频谱仪20％的测量速度。
在测试时，自动测试软件向频谱仪下发SCPI命令“:INITiate:CONTinuous OFF”，以将频谱仪设置为单次测试，相比连续扫描测试可以提高测试速度，降低因为连续扫描测试可能产生的同步问题而得到无效测试数据的概率。
(f)通过射频矩阵开关配置选择测试射频通道；
(g)根据当前测试频点选择被测多通道射频***频段码；
(h)如果被测多通道射频***的变频模式没有使能，则频谱仪中心频点需要与信号源同步调整；
(i)自动测试软件调用频谱仪杂散测量选件SCPI命令(可编程仪器标准命令)，获取当前状态下基波和最大杂散信号的频率和功率；
(j)根据基波和最大杂散信号的功率计算杂散抑制：
杂散抑制ΔP＝P0-P1；
其中，P0为基波的功率，P1为最大杂散信号的功率；
(k)将当前测试数据(P0、P1)和计算数据(ΔP)记录到测试报告；
(l)信号源和频谱仪中心频点增加一个测量步进，重复步骤(h)～(l)直到当前被测多通道射频***频段码频率遍历完毕；
(m)被测多通道射频***频段码加一，重复(h)～(m)直到被测多通道射频***频段码遍历完毕；
(n)控制射频矩阵开关切换到被测多通道射频***的下一个测试射频通道，重复(g)～(n)直到被测多通道射频***的射频通道遍历完毕。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多通道射频***杂散抑制自动测试的装置，其特征在于，包括信号源、内置杂散测量选件的频谱仪、射频矩阵开关、LAN交换机、以及运行有自动测试软件的操作终端；所述操作终端、信号源、频谱仪、射频矩阵开关和被测多通道射频***均通过网线连接LAN交换机；所述信号源、频谱仪和和被测多通道射频***均通过射频线连接射频矩阵开关；所述信号源和频谱仪通过同步触发线和参考时钟线相连。
2.根据权利要求1所述的一种多通道射频***杂散抑制自动测试的装置，其特征在于，所述信号源的触发输出端TRIGGER OUT通过同步触发线与频谱仪的触发输入端TRIGGER IN相连。
3.根据权利要求1所述的一种多通道射频***杂散抑制自动测试的装置，其特征在于，所述信号源的参考时钟输出端通过参考时钟线与频谱仪的参考时钟输入端相连。
4.根据权利要求3所述的一种多通道射频***杂散抑制自动测试的装置，其特征在于，所述参考时钟线为10MHz参考时钟线。
5.根据权利要求1所述的一种多通道射频***杂散抑制自动测试的装置，其特征在于，所述射频矩阵开关包括第一射频开关和第二射频开关；所述第一射频开关具有至少1路射频输入开关和至少与被测多通道射频***的通道数对应路数的射频输出开关；所述第二射频开关具有至少1路射频输出开关和至少与被测多通道射频***的通道数对应路数的射频输入开关；
所述第一射频开关的射频输入开关通过射频线与信号源的射频输出端连接；所述第一射频开关的射频输出开关通过射频线与被测多通道射频***的射频输入端连接；所述被测多通道射频***的射频输出端通过射频线与第二射频开关的射频输入开关连接；所述第二射频开关的射频输出开关通过射频线与频谱仪的射频输入端连接。
6.一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1-5任一项所述的多通道射频***杂散抑制自动测试的装置实现，包括如下步骤：
(a)将多通道射频***杂散抑制自动测试的装置与被测多通道射频***正确连接形成测试***；
(b)测试***通电预热并运行自动测试软件；
(c)通过自动测试软件设置测试***的配置参数；
(d)自动测试软件根据配置参数进行装置和被测多通道射频***配置；
(e)开始测试；
(f)通过射频矩阵开关配置选择测试射频通道；
(g)根据当前测试频点选择被测多通道射频***频段码；
(h)如果被测多通道射频***的变频模式没有使能，则频谱仪中心频点需要与信号源同步调整；
(i)自动测试软件调用频谱仪杂散测量选件SCPI命令，获取当前状态下基波和最大杂散信号的频率和功率；
(j)根据基波和最大杂散信号的功率计算杂散抑制：
杂散抑制ΔP＝P0-P1；
其中，P0为基波的功率，P1为最大杂散信号的功率；
(k)将当前测试数据和计算数据记录到测试报告；
(l)信号源和频谱仪中心频点增加一个测量步进，重复步骤(h)～(l)直到当前被测多通道射频***频段码频率遍历完毕；
(m)被测多通道射频***频段码加一，重复(h)～(m)直到被测多通道射频***频段码遍历完毕；
(n)控制射频矩阵开关切换到被测多通道射频***的下一个测试射频通道，重复(g)～(n)直到被测多通道射频***的射频通道遍历完毕。
7.根据权利要求6所述的一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法，其特征在于，步骤(c)中通过自动测试软件设置测试***的配置参数通过配置保存功能存入数据库。
8.根据权利要求6所述的一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法，其特征在于，步骤(d)中自动测试软件根据配置参数进行装置和被测多通道射频***配置时，如果装置中的各仪器或者被测多通道射频***握手失败，自动测试软件将会通过弹窗提醒，直到握手成功表示测试***初始化完成。
9.根据权利要求6所述的一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法，其特征在于，在步骤(e)开始测试前，自动测试软件向频谱仪下发SCPI命令“:DISPlay:ENABle OFF”，以关闭频谱仪显示界面。
10.根据权利要求6所述的一种多通道射频***杂散抑制自动测试的方法，其特征在于，在测试时，自动测试软件向频谱仪下发SCPI命令“:INITiate:CONTinuous OFF”，以将频谱仪设置为单次测试。
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