軍用短波電臺野戰(zhàn)通用自動檢測系統(tǒng)測試方法研究

摘 要：為實現(xiàn)野戰(zhàn)條件下對軍用電臺快速、準(zhǔn)確的檢測，對軍用短波電臺通用自動檢測系統(tǒng)的測試指標(biāo)及測試方法進(jìn)行了研究。由于電臺型號和類型不盡相同，測試指標(biāo)也有差異，主要選取能夠反映整機(jī)工作狀態(tài)的參數(shù)進(jìn)行測試。測試實現(xiàn)主要依據(jù)國、軍標(biāo)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及方法進(jìn)行軟件的設(shè)計。經(jīng)驗證，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對所選參數(shù)的準(zhǔn)確測試，可靠性較高，操作簡單，易學(xué)易用，在實際工作中有較高的應(yīng)用價值。
關(guān)鍵詞：軍用電臺；測試指標(biāo)；測試方法；PXI；LabWindows／CVI

    電臺整機(jī)測試是對電臺的輸入輸出及一些關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行測量并分析結(jié)果，從而確定電臺工作狀態(tài)是否正常。根據(jù)軍用電臺測試實際應(yīng)用的場合，尤其是野戰(zhàn)條件下，對電臺進(jìn)行快速準(zhǔn)確的檢測，進(jìn)而判斷出電臺工作狀態(tài)，對電臺故障的模塊進(jìn)行及時更換十分關(guān)鍵。本文主要對電臺的測試方法進(jìn)行研究，包括電臺的測試指標(biāo)、測試連接關(guān)系及測試流程。

1 系統(tǒng)簡介
    軍用短波電臺通用檢測設(shè)備集裝備檢測、故障診斷、信息查詢于一體，是在以PXI總線系統(tǒng)為核心構(gòu)成的硬件平臺和以Lab Windows／CVI為核心構(gòu)成的軟件平臺的基礎(chǔ)上開發(fā)的。檢測系統(tǒng)由測試硬件和測試軟件兩大部分組成。測試硬件平臺由PXI總線機(jī)箱、射頻開關(guān)(PXI一2593)、音頻分析儀(PXI一4461)、信號發(fā)生器(PXI一5421)、示波器(PXI一5112)、MIX卡及計算機(jī)等組成。測試軟件主要由NI Labwindows／CVI7．1作為開發(fā)平臺，將信號發(fā)生器和調(diào)制調(diào)解軟件分析包結(jié)合模擬射頻信號輸入輸出，將示波器和頻譜軟件分析包結(jié)合計算各種檢測參數(shù)，數(shù)據(jù)庫采用MS SQLServer 2000保存數(shù)據(jù)，采用MS Word 2003生成報表文檔。在處理和計算各種特征值的過程中，主要用到了以下兩個數(shù)據(jù)分析處理包：
    (1)頻譜分析工具包；
    (2)信號調(diào)制解調(diào)工具包。
    軍用短波電臺通用檢測設(shè)備系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

    將被測對象上的信號輸入輸出接口通過適配器與檢測設(shè)備相連，220 V(50 Hz)交流電源向檢測設(shè)備提供電源，綜合電源經(jīng)由信號調(diào)理轉(zhuǎn)接單元向被測對象提供電源，由操作人員運(yùn)行軟件進(jìn)行檢測診斷。具有功能檢測、故障診斷、通用測量及維修資料查詢等多項功能；對各單體、組合的故障能快速隔離到可更換單元；檢測覆蓋率、診斷準(zhǔn)確率≥90％。

2 測試指標(biāo)及方法
    電臺的型號多種多樣，不同型號的電臺，其性能指標(biāo)也各不相同。在實際測試環(huán)境中，尤其在野戰(zhàn)條件下，實現(xiàn)對全部性能指標(biāo)的測量是不現(xiàn)實的，也沒有必要。實際上，只需要選擇出能反映電臺整機(jī)工作狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行測試，就可根據(jù)所得信息判斷出電臺工作狀態(tài)，并對故障功能模塊進(jìn)行更換。由于軍用電臺多為短波和超短波電臺，故主要針對這兩種電臺的主要性能指標(biāo)的測試方法進(jìn)行研究?，F(xiàn)以某型短波電臺的測試為例具體說明測試方法的實現(xiàn)。
2．1 主要測試指標(biāo)
    針對短波電臺，自動檢測系統(tǒng)可實現(xiàn)的測試指標(biāo)主要有：發(fā)射機(jī)基本性能參數(shù)，包括射頻輸出功率、峰值點(diǎn)頻率、帶寬、載波抑制等；發(fā)射機(jī)音頻響應(yīng)；接收機(jī)靈敏度；接收機(jī)中頻選擇性；接收機(jī)音頻響應(yīng)；接收機(jī)音頻輸出。測試項目選擇界面如圖2所示。

2．2 測試方法
2．2．1 發(fā)射機(jī)指標(biāo)參數(shù)測試
    主要有發(fā)射機(jī)基本性能參數(shù)測試及發(fā)射機(jī)音頻響應(yīng)測試，測試框圖如圖3所示。

    連接方法：將電臺的音頻輸入端口和自動測試系統(tǒng)的音頻輸出用導(dǎo)線連接，將發(fā)射機(jī)輸出信號端口和自動測試系統(tǒng)的示波器端口用導(dǎo)線連接。
    (1)發(fā)射機(jī)基本性能參數(shù)測試
    主要包括：射頻輸出功率、峰值點(diǎn)頻率、帶寬、無用邊帶抑制、載波抑制、帶內(nèi)副波、雜散窄帶射頻分量。
    測試方法：
    ①雜散窄帶射頻分量測試
    使發(fā)射機(jī)處于無調(diào)制情況下工作，將發(fā)射機(jī)輸出信號接入到示波器FXI一5114輸入端，示波器采集一組數(shù)據(jù)，利用這組數(shù)據(jù)，結(jié)合頻譜軟件分析包中的相關(guān)處理函數(shù)可計算出雜散窄帶射頻分量的值(單位為dB)。
    ②其他參數(shù)測試
    設(shè)置發(fā)射機(jī)的工作種類，利用音頻分析儀PXI一4461輸出標(biāo)準(zhǔn)音頻信號值到發(fā)射機(jī)，使發(fā)射機(jī)輸出調(diào)制信號，然后利用示波器PXI一5114采集一組值，利用這組數(shù)據(jù)，結(jié)合頻譜軟件分析包中的相關(guān)處理函數(shù)可計算出射頻輸出功率、峰值點(diǎn)頻率、帶寬、無用邊帶抑制、載波抑制、帶內(nèi)副波等特征量的值。
    (2)發(fā)射機(jī)音頻響應(yīng)
    發(fā)射機(jī)音頻響應(yīng)測試的性能參數(shù)：發(fā)射機(jī)300～3 000 Hz音頻響應(yīng)最大變化，單位為dB。指標(biāo)要求小于4 dB。
    測試方法：利用音頻分析儀PXI一4461輸出標(biāo)準(zhǔn)信號值到發(fā)射機(jī)，使發(fā)射機(jī)輸出調(diào)制信號。開始音頻分析儀PXI一4461輸出標(biāo)準(zhǔn)信號值的頻率為300 Hz，等信號穩(wěn)定后，逐漸增加其頻率值到3 000 Hz，在增加頻率的過程中，不斷地用示波器PXI一5114采集數(shù)據(jù)。利用示波器PXI一5114采集到的數(shù)據(jù)，利用頻譜軟件分析包中的處理函數(shù)計算出音頻響應(yīng)最小值(dBm)、音頻響應(yīng)最大值(dBm)、音頻響應(yīng)最大變化值(dBm)等參數(shù)。
2．2．2 接收機(jī)指標(biāo)參數(shù)測試
    測試指標(biāo)主要有接收機(jī)靈敏度；接收機(jī)中頻選擇性；接收機(jī)音頻響應(yīng)；接收機(jī)音頻輸出。測試框圖如圖4所示。

    (1)接收機(jī)靈敏度
    可測試的主要性能參數(shù)有：接收機(jī)靈敏度(單位為μV)。
    測試方法：利用產(chǎn)生正弦波、方波等相關(guān)算法產(chǎn)生一組數(shù)字信號，將這組數(shù)字信號利用調(diào)制調(diào)解軟件分析包中的調(diào)制函數(shù)，根據(jù)需要調(diào)制成AM調(diào)制射頻信號、FM調(diào)制射頻信號或PM調(diào)制射頻信號通過信號發(fā)生器(PXI一5412)輸出到接收機(jī)。然后利用示波器(PXI一5114)采集一組數(shù)據(jù)，利用這組數(shù)據(jù)，結(jié)合頻譜軟件分析包中的相關(guān)處理函數(shù)可計算出其輸出功率、信噪比、靈敏度這些特征量的值。
    (2)接收機(jī)中頻選擇性
    可測試的性能參數(shù)：接收機(jī)中頻選擇性。性能要求為6 dB，帶寬不大于4 kHz。
    測試方法：
    ①中端檢測。指定信號類型、幅值和頻率，利用信號發(fā)生器(PXI一5412)輸出無調(diào)制的射頻信號到接收機(jī)，然后利用示波器(PXI一5114)采集一組數(shù)據(jù)，利用這組數(shù)據(jù)，結(jié)合頻譜軟件分析包中的相關(guān)處理函數(shù)可計算出其中間檢測的信號頻率和增益值。
    ②低端檢測。先利用信號發(fā)生器(PXI一5412)輸出頻率為中間信號頻率的無調(diào)制的射頻信號到接收機(jī)，然后逐漸降低射頻信號頻率，直至低端頻率增益降低為一6 dB，然后利用示波器(PXI一5114)采集一組數(shù)據(jù)，利用這組數(shù)據(jù)，結(jié)合頻譜軟件分析包中的相關(guān)處理函數(shù)可計算出其低端檢測的信號頻率和增益值。
    ③高端檢測。先利用信號發(fā)生器(PXI一5412)輸出頻率為中間信號頻率的無調(diào)制的射頻信號到接收機(jī)，然后逐漸增大射頻信號頻率，直至高端頻率增益降低為一6 dB，然后利用示波器(PXI一5114)采集一組數(shù)據(jù)，利用這組數(shù)據(jù)，結(jié)合頻譜軟件分析包中的相關(guān)處理函數(shù)可計算出其高端檢測的信號頻率和增益值。
    ④測試結(jié)果
    測試結(jié)果值的高端頻率與低端頻率的差值即為中頻選擇6 dB帶寬。
    (3)接收機(jī)音頻響應(yīng)
    可測試的性能參數(shù)主要有：接收機(jī)300～3 000 Hz音頻響應(yīng)最大變化。單位：dB，要求小于4 dB。
    測試方法：利用產(chǎn)生正弦波、方波等相關(guān)算法產(chǎn)生一組數(shù)字信號，將這組數(shù)字信號利用調(diào)制調(diào)解軟件分析包中的調(diào)制函數(shù)，根據(jù)需要調(diào)制成AM調(diào)制射頻信號、FM調(diào)制射頻信號或PM調(diào)制射頻信號通過信號發(fā)生器(PXI一5412)輸出到接收機(jī)。開始使輸出調(diào)制射頻信號的頻率為300 Hz，待該射頻信號輸出穩(wěn)定后，逐漸將頻率增大至3 000 Hz，在此過程中利用示波器(PXI一5114)采集一組數(shù)據(jù)，利用這組數(shù)據(jù)，結(jié)合頻譜軟件分析包中的相關(guān)處理函數(shù)可計算出其音頻響應(yīng)最小值(dBm)、音頻響應(yīng)最大值(dBm)、音頻響應(yīng)最大變化(dB)這些特征量的值。
    (4)接收機(jī)音頻輸出
    可測試的主要性能參數(shù)有：接收機(jī)額定音頻輸出、接收機(jī)最大音頻輸出。
    測試方法：
    ①利用產(chǎn)生正弦波、方波等相關(guān)算法產(chǎn)生一組數(shù)字信號，將這組數(shù)字信號利用調(diào)制調(diào)解軟件分析包中的調(diào)制函數(shù)，根據(jù)需要調(diào)制成AM調(diào)制射頻信號、FM調(diào)制射頻信號或PM調(diào)制射頻信號通過信號發(fā)生器(PXI一5412)輸出到接收機(jī)。
    ②在測試接收機(jī)額定音頻輸出(mW)時選擇信號幅度為5 V，待信號輸出穩(wěn)定后，利用示波器(PXI一5114)采集一組數(shù)據(jù)，利用這組數(shù)據(jù)，結(jié)合頻譜軟件分析包中的相關(guān)處理函數(shù)可計算出其接收機(jī)額定音頻輸出的值。
    ③在測試接收機(jī)最大音頻輸出時，將射頻信號的幅度調(diào)至7 V，待輸出穩(wěn)定后，利用示波器(PXI一5114)不斷地采集數(shù)據(jù)。然后逐漸增大輸出幅度，當(dāng)觀察到最大輸出時完成檢測，利用示波器采集到的數(shù)據(jù)，結(jié)合頻譜軟件分析包中的相關(guān)處理函數(shù)可計算出其接收機(jī)最大音頻輸出的值。

3 結(jié) 語
    通過某型電臺具體測試參數(shù)的測試實現(xiàn)介紹了軍用短波電臺通用自動檢測系統(tǒng)的測試指標(biāo)和測試方法。電臺型號多種多樣，測試方法并不完全相同，且各電臺測試用接口不盡相同，測試用參數(shù)也不一樣，但測試原理是大體一致的。對測量發(fā)射機(jī)指標(biāo)來說，需要有調(diào)制信號對載波進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的信號通過電臺發(fā)射出去送到測量模塊進(jìn)行發(fā)射機(jī)指標(biāo)的測量；對接收機(jī)指標(biāo)測量，射頻信號到達(dá)電臺接收機(jī)后通過解調(diào)得到音頻信號，音頻信號通過音頻口送到測量模塊進(jìn)行接收機(jī)指標(biāo)的測量。了解各種型號電臺指標(biāo)的測試方法和流程是系統(tǒng)測試實現(xiàn)的基礎(chǔ)。