O 引言

　　LabvlEw" title="LabvlEw">LabvlEw是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器" title="虛擬儀器">虛擬儀器集成環(huán)境(laboratory virtual instrument engineering workbench)的簡(jiǎn)稱，是美國(guó)NI公司的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品,，也是目前應(yīng)用最廣,、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件集成開發(fā)環(huán)境,。LabVIEW作為軟件化儀表在數(shù)據(jù)采集及控制,、數(shù)據(jù)分析和顯示等方面具有強(qiáng)大的功能,，其支持的信號(hào)接口卡豐富，用戶能夠快捷方便地對(duì)各個(gè)輸入數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行即時(shí)設(shè)置和調(diào)試,，程序運(yùn)行結(jié)果也十分直觀,。數(shù)字天線陣列是天線和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它具有工作方式靈活,、抗干擾性能卓越和超角分辨等眾多優(yōu)點(diǎn),，因此其在軍事和民用領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。一般陣列天線校正和波瓣測(cè)量需要采集大量的數(shù)據(jù),，進(jìn)行多次循環(huán)計(jì)算,，工作效率低且動(dòng)用的儀器設(shè)備眾多。

　　因此在數(shù)字陣列天線" title="數(shù)字陣列天線">數(shù)字陣列天線測(cè)試" title="測(cè)試">測(cè)試中,，LabVIEW的優(yōu)勢(shì)十分明顯,，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量通道信號(hào)同時(shí)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析等工作,，這樣既節(jié)省了資源,，也簡(jiǎn)化了測(cè)試過程提高了工作效率。

　　1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　在系統(tǒng)接收端,，接收天線各單元通道將接收到的信號(hào)通過接收前端放大后,，直接送到數(shù)字接收機(jī)和采集計(jì)算機(jī)。由數(shù)據(jù)采集卡對(duì)接收機(jī)輸出的I／Q信號(hào)和天線方位等機(jī)械參數(shù),、觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行采集和控制,，并最終在終端控制處理計(jì)算機(jī)上計(jì)算出天線波瓣圖，系統(tǒng)工作過程如圖1所示,。

系統(tǒng)圖

在測(cè)試過程中,，我們采用LabVIEIW設(shè)計(jì)用戶圖形界面，負(fù)責(zé)通道監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集,。LabVIEW中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由采集硬件,、硬件驅(qū)動(dòng)程序和數(shù)據(jù)采集函數(shù)等組成。安裝的硬件驅(qū)動(dòng)程序包含了硬件可以接受的操作命令,，在使用這些硬件之前,，根據(jù)需要進(jìn)行硬件和軟件設(shè)置，以滿足采樣頻率等方面的要求,。在本系統(tǒng)中我們采用NI公司的PCI-6534采集卡,，LabVIEW通過控制數(shù)據(jù)采集卡對(duì)接收機(jī)輸出的IQ信號(hào)以及其它機(jī)械參數(shù)等進(jìn)行采集。在完成采集卡的設(shè)置后,，我們就可以進(jìn)行采集和通道監(jiān)控等工作了,。

                        圖二：通道監(jiān)視VI的前面板

2 通道監(jiān)視

　　由于整個(gè)系統(tǒng)由多個(gè)通道構(gòu)成，為了保證在校正過程中各個(gè)通道處于正常工作狀態(tài),，在校正開始前我們需要對(duì)通道進(jìn)行檢查,。同時(shí)，由于本系統(tǒng)工作頻帶位于民用通信頻帶內(nèi),，為了避免民用通信信號(hào)對(duì)校正過程的影響我們也需要對(duì)外界電磁信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視,。因此，通道監(jiān)視是確保校正順利進(jìn)行的重要一部,。圖2是通道監(jiān)視VI的前面板界面,，圖3是通道監(jiān)視Ⅵ的框圖。在前面板(圖2)中使用了Dialog Tab Control控件,，使我們可以在多通道同時(shí)監(jiān)控和單通道觀測(cè)間切換,。在該VI中，除了可以直觀監(jiān)視各個(gè)通道是否正常工作外,，我們還可以測(cè)量,、比較各個(gè)通道功率增益的差異并完成對(duì)通道時(shí)域信號(hào)幅度、IQ信號(hào)正交度等信息的監(jiān)控,。

                                圖三：通道監(jiān)視VI的框圖

　　在通道監(jiān)視Ⅵ的框圖(圖3)中,，我們通過COM組件法在后臺(tái)調(diào)用了MATLAB數(shù)學(xué)處理軟件。它完成的主要任務(wù)是將采集卡輸出的多個(gè)通道串行數(shù)據(jù)流按通道進(jìn)行分組,，并根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)制轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)分析等工作,，這些功能加快了程序運(yùn)行速度，提高了該Ⅵ數(shù)據(jù)處的能力和靈活性,。

　　3 外校正數(shù)據(jù)采集

　　在確定各個(gè)通道都處于正常工作狀態(tài),，并且沒有外界電磁干擾的情況下，就可以開始進(jìn)行外校正了,。

　　3．1 串口數(shù)據(jù)采集子Ⅵ

　　為了完成外校正,，在數(shù)據(jù)采集過程中必須實(shí)時(shí)獲取天線機(jī)械旋轉(zhuǎn)的方位。這里我們通過串口來采集天線機(jī)械旋轉(zhuǎn)的碼盤值,，獲得天線實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)方位,。

　　其中的串口采用的是RS232，D型口,，其中利用2,、3和5三跟針腳，一個(gè)是發(fā)送,、一個(gè)是接收,，一個(gè)是接地。在Labview中采用的visa,，首先是進(jìn)行串口設(shè)置,，設(shè)置串口號(hào)，波特率,，其中特別注意的是要安裝visa驅(qū)動(dòng)包,，只有安裝了這個(gè)驅(qū)動(dòng)包,，串口才可以選擇。

圖4和圖5是串口數(shù)據(jù)采集子VI及其框圖中(串口采集部分),。配合定北儀測(cè)量結(jié)果,，通過該子VI我們可以獲得天線機(jī)械旋轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)碼盤值、天線方位和法線方位,。

　　3．2 數(shù)據(jù)采集VI

　　數(shù)據(jù)采集是測(cè)試過程中最基本也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),，它的前面板如圖6。在數(shù)據(jù)采集Ⅵ中我們不但可以控制采集的起止還可以通過在前面板修改參數(shù)控制采集數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度,，從幾十千到幾十兆都可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)采集,。

                                       數(shù)據(jù)采集VI

3．3 外校正數(shù)據(jù)采集VI

　　在有了串口數(shù)據(jù)采集子VI，并結(jié)合數(shù)據(jù)采集VI,，通過合理控制數(shù)據(jù)采集長(zhǎng)度,，我們就可以最終完成外校正數(shù)據(jù)采集。圖7是外校正數(shù)據(jù)采集VI的前面板,，在這里我們可以指定外校正測(cè)試的頻率和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)路徑,，并可以實(shí)時(shí)監(jiān)視天線機(jī)械旋轉(zhuǎn)的碼盤值和天線的法向指向，并根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)停止數(shù)據(jù)的采集,。圖8是外校正數(shù)據(jù)采集VI的框圖,。

4 結(jié)束語(yǔ)

　　通過以上幾個(gè)主要程序和其他一些輔助程序，我們完成了在天線測(cè)試過程中從通道監(jiān)視到最后外校正數(shù)據(jù)采集一個(gè)完整的過程,。本系統(tǒng)充分利用了LabVIEW在軟件化測(cè)量編程,、數(shù)據(jù)采集方面的優(yōu)勢(shì)，提高了工作效率,，縮短了工作時(shí)間,，并經(jīng)過了實(shí)踐的驗(yàn)證。