軍用短波電臺(tái)野戰(zhàn)通用自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試方法研究

摘 要：為實(shí)現(xiàn)野戰(zhàn)條件下對(duì)軍用電臺(tái)快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)，對(duì)軍用短波電臺(tái)通用自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試指標(biāo)及測(cè)試方法進(jìn)行了研究。由于電臺(tái)型號(hào)和類(lèi)型不盡相同，測(cè)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(cè)試。測(cè)試實(shí)現(xiàn)主要依據(jù)國(guó)、軍標(biāo)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及方法進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)。經(jīng)驗(yàn)證，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所選參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)試，可靠性較高，操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易用，在實(shí)際工作中有較高的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：軍用電臺(tái)；測(cè)試指標(biāo)；測(cè)試方法；PXI；LabWindows／CVI

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

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    軍用短波電臺(tái)通用檢測(cè)設(shè)備集裝備檢測(cè)、故障診斷、信息查詢(xún)于一體，是在以PXI總線系統(tǒng)為核心構(gòu)成的硬件平臺(tái)和以Lab Windows／CVI為核心構(gòu)成的軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的。檢測(cè)系統(tǒng)由測(cè)試硬件和測(cè)試軟件兩大部分組成。測(cè)試硬件平臺(tái)由PXI總線機(jī)箱、射頻開(kāi)關(guān)(PXI一2593)、音頻分析儀(PXI一4461)、信號(hào)發(fā)生器(PXI一5421)、示波器(PXI一5112)、MIX卡及計(jì)算機(jī)等組成。測(cè)試軟件主要由NI Labwindows／CVI7．1作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，將信號(hào)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(hào)輸入輸出，將示波器和頻譜軟件分析包結(jié)合計(jì)算各種檢測(cè)參數(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用MS SQLServer 2000保存數(shù)據(jù)，采用MS Word 2003生成報(bào)表文檔。在處理和計(jì)算各種特征值的過(guò)程中，主要用到了以下兩個(gè)數(shù)據(jù)分析處理包：
    (1)頻譜分析工具包；
    (2)信號(hào)調(diào)制解調(diào)工具包。
    軍用短波電臺(tái)通用檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

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

2 測(cè)試指標(biāo)及方法
    電臺(tái)的型號(hào)多種多樣，不同型號(hào)的電臺(tái)，其性能指標(biāo)也各不相同。在實(shí)際測(cè)試環(huán)境中，尤其在野戰(zhàn)條件下，實(shí)現(xiàn)對(duì)全部性能指標(biāo)的測(cè)量是不現(xiàn)實(shí)的，也沒(méi)有必要。實(shí)際上，只需要選擇出能反映電臺(tái)整機(jī)工作狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，就可根據(jù)所得信息判斷出電臺(tái)工作狀態(tài)，并對(duì)故障功能模塊進(jìn)行更換。由于軍用電臺(tái)多為短波和超短波電臺(tái)，故主要針對(duì)這兩種電臺(tái)的主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法進(jìn)行研究?，F(xiàn)以某型短波電臺(tái)的測(cè)試為例具體說(shuō)明測(cè)試方法的實(shí)現(xiàn)。
2．1 主要測(cè)試指標(biāo)
    針對(duì)短波電臺(tái)，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的測(cè)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(cè)試項(xiàng)目選擇界面如圖2所示。

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

    連接方法：將電臺(tái)的音頻輸入端口和自動(dòng)測(cè)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(hào)端口和自動(dòng)測(cè)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(cè)試
    主要包括：射頻輸出功率、峰值點(diǎn)頻率、帶寬、無(wú)用邊帶抑制、載波抑制、帶內(nèi)副波、雜散窄帶射頻分量。
    測(cè)試方法：
    ①雜散窄帶射頻分量測(cè)試
    使發(fā)射機(jī)處于無(wú)調(diào)制情況下工作，將發(fā)射機(jī)輸出信號(hào)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(jì)算出雜散窄帶射頻分量的值(單位為dB)。
    ②其他參數(shù)測(cè)試
    設(shè)置發(fā)射機(jī)的工作種類(lèi)，利用音頻分析儀PXI一4461輸出標(biāo)準(zhǔn)音頻信號(hào)值到發(fā)射機(jī)，使發(fā)射機(jī)輸出調(diào)制信號(hào)，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(jì)算出射頻輸出功率、峰值點(diǎn)頻率、帶寬、無(wú)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(cè)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(cè)試方法：利用音頻分析儀PXI一4461輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值到發(fā)射機(jī)，使發(fā)射機(jī)輸出調(diào)制信號(hào)。開(kāi)始音頻分析儀PXI一4461輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值的頻率為300 Hz，等信號(hào)穩(wěn)定后，逐漸增加其頻率值到3 000 Hz，在增加頻率的過(guò)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(jì)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(cè)試
    測(cè)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(cè)試框圖如圖4所示。

    (1)接收機(jī)靈敏度
    可測(cè)試的主要性能參數(shù)有：接收機(jī)靈敏度(單位為μV)。
    測(cè)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(hào)，將這組數(shù)字信號(hào)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(hào)、FM調(diào)制射頻信號(hào)或PM調(diào)制射頻信號(hào)通過(guò)信號(hào)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(jì)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(cè)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(cè)試方法：
    ①中端檢測(cè)。指定信號(hào)類(lèi)型、幅值和頻率，利用信號(hào)發(fā)生器(PXI一5412)輸出無(wú)調(diào)制的射頻信號(hào)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(jì)算出其中間檢測(cè)的信號(hào)頻率和增益值。
    ②低端檢測(cè)。先利用信號(hào)發(fā)生器(PXI一5412)輸出頻率為中間信號(hào)頻率的無(wú)調(diào)制的射頻信號(hào)到接收機(jī)，然后逐漸降低射頻信號(hào)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(jì)算出其低端檢測(cè)的信號(hào)頻率和增益值。
    ③高端檢測(cè)。先利用信號(hào)發(fā)生器(PXI一5412)輸出頻率為中間信號(hào)頻率的無(wú)調(diào)制的射頻信號(hào)到接收機(jī)，然后逐漸增大射頻信號(hào)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(jì)算出其高端檢測(cè)的信號(hào)頻率和增益值。
    ④測(cè)試結(jié)果
    測(cè)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(cè)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(cè)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(hào)，將這組數(shù)字信號(hào)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(hào)、FM調(diào)制射頻信號(hào)或PM調(diào)制射頻信號(hào)通過(guò)信號(hào)發(fā)生器(PXI一5412)輸出到接收機(jī)。開(kāi)始使輸出調(diào)制射頻信號(hào)的頻率為300 Hz，待該射頻信號(hào)輸出穩(wěn)定后，逐漸將頻率增大至3 000 Hz，在此過(guò)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(jì)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(cè)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(cè)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(hào)，將這組數(shù)字信號(hào)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(hào)、FM調(diào)制射頻信號(hào)或PM調(diào)制射頻信號(hào)通過(guò)信號(hào)發(fā)生器(PXI一5412)輸出到接收機(jī)。
    ②在測(cè)試接收機(jī)額定音頻輸出(mW)時(shí)選擇信號(hào)幅度為5 V，待信號(hào)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(jì)算出其接收機(jī)額定音頻輸出的值。
    ③在測(cè)試接收機(jī)最大音頻輸出時(shí)，將射頻信號(hào)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(shí)完成檢測(cè)，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(jì)算出其接收機(jī)最大音頻輸出的值。

3 結(jié) 語(yǔ)
    通過(guò)某型電臺(tái)具體測(cè)試參數(shù)的測(cè)試實(shí)現(xiàn)介紹了軍用短波電臺(tái)通用自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試指標(biāo)和測(cè)試方法。電臺(tái)型號(hào)多種多樣，測(cè)試方法并不完全相同，且各電臺(tái)測(cè)試用接口不盡相同，測(cè)試用參數(shù)也不一樣，但測(cè)試原理是大體一致的。對(duì)測(cè)量發(fā)射機(jī)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，需要有調(diào)制信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)通過(guò)電臺(tái)發(fā)射出去送到測(cè)量模塊進(jìn)行發(fā)射機(jī)指標(biāo)的測(cè)量；對(duì)接收機(jī)指標(biāo)測(cè)量，射頻信號(hào)到達(dá)電臺(tái)接收機(jī)后通過(guò)解調(diào)得到音頻信號(hào)，音頻信號(hào)通過(guò)音頻口送到測(cè)量模塊進(jìn)行接收機(jī)指標(biāo)的測(cè)量。了解各種型號(hào)電臺(tái)指標(biāo)的測(cè)試方法和流程是系統(tǒng)測(cè)試實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。