軍用短波電臺野戰通用自動檢測系統測試方法研究

邢亞坤　吳國慶　李永貴

摘 要：為實現野戰條件下對軍用電臺快速、準確的檢測,對軍用短波電臺通用自動檢測系統的測試指標及測試方法進行了研究。由于電臺型號和類型不盡相同,測試指標也有差異,主要選取能夠反映整機工作狀態的參數進行測試。測試實現主要依據國、軍標相關標準及方法進行軟件的設計。經驗證,該方法能夠實現對所選參數的準確測試,可靠性較高,操作簡單,易學易用,在實際工作中有較高的應用價值。

關鍵詞：軍用電臺;測試指標;測試方法;PXI;LabWindows/CVI

中圖分類號：TP23 文獻標識碼：A

文章編號：1004-373X(2009)01-014-03

Research on Test Method of General Automatic Test System of Military HF Radio

XING Yakun1,WU Guoqing1,LI Yonggui2

(1.Ordnance Engineer College,Shijiazhuang,050003,China;2.PLA 63999 Unit,Beijing,100094,China)

Abstract：In order to realize accurate and quick test of military radio in the wild area,a research on test contents and test method is made.Because the various kinds and types of radio,the parameters which are under test are different.Mainly choosing ones that can reflect performance of the radio.The software is designed according to the introduction of the GB or GJB which are related to the research.Experiments indicate that the system possesses of high accuracy,high dependability, easy operation and high application value.

Keywords：military radio;test parameter;test method;PXI;LabWindows/CVI

電臺整機測試是對電臺的輸入輸出及一些關鍵指標進行測量并分析結果,從而確定電臺工作狀態是否正常。根據軍用電臺測試實際應用的場合,尤其是野戰條件下,對電臺進行快速準確的檢測,進而判斷出電臺工作狀態,對電臺故障的模塊進行及時更換十分關鍵。本文主要對電臺的測試方法進行研究,包括電臺的測試指標、測試連接關系及測試流程。

1 系統簡介

軍用短波電臺通用檢測設備集裝備檢測、故障診斷、信息查詢于一體,是在以PXI總線系統為核心構成的硬件平臺和以Lab Windows/CVI為核心構成的軟件平臺的基礎上開發的。檢測系統由測試硬件和測試軟件兩大部分組成。測試硬件平臺由PXI總線機箱、射頻開關(PXI-2593)、音頻分析儀(PXI-4461)、信號發生器(PXI-5421)、示波器(PXI-5112)、MIX卡及計算機等組成。測試軟件主要由NI LabWindows/CVI 7.1作為開發平臺,將信號發生器和調制調解軟件分析包結合模擬射頻信號輸入輸出,將示波器和頻譜軟件分析包結合計算各種檢測參數,數據庫采用MS SQL Server 2000保存數據,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據分析處理包：

(1) 頻譜分析工具包;

(2) 信號調制解調工具包。

軍用短波電臺通用檢測設備系統原理框圖如圖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備相連,220 V(50 Hz)交流電源向檢測設備提供電源,綜合電源經由信號調理轉接單元向被測對象提供電源,由操作人員運行軟件進行檢測診斷。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、診斷準確率≥90%。

2 測試指標及方法

電臺的型號多種多樣,不同型號的電臺,其性能指標也各不相同。在實際測試環境中,尤其在野戰條件下,實現對全部性能指標的測量是不現實的,也沒有必要。實際上,只需要選擇出能反映電臺整機工作狀態的關鍵指標進行測試,就可根據所得信息判斷出電臺工作狀態,并對故障功能模塊進行更換。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的測試方法進行研究。現以某型短波電臺的測試為例具體說明測試方法的實現。

2.1 主要測試指標

針對短波電臺,自動檢測系統可實現的測試指標主要有：發射機基本性能參數,包括射頻輸出功率、峰值點頻率、帶寬、載波抑制等；發射機音頻響應；接收機靈敏度；接收機中頻選擇性；接收機音頻響應；接收機音頻輸出。測試項目選擇界面如圖2所示。

2.2 測試方法

2.2.1 發射機指標參數測試

主要有發射機基本性能參數測試及發射機音頻響應測試,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的音頻輸出用導線連接,將發射機輸出信號端口和自動測試系統的示波器端口用導線連接。

(1) 發射機基本性能參數測試

主要包括：射頻輸出功率、峰值點頻率、帶寬、無用邊帶抑制、載波抑制、帶內副波、雜散窄帶射頻分量。

測試方法：

① 雜散窄帶射頻分量測試

使發射機處于無調制情況下工作,將發射機輸出信號接入到示波器PXI-5114輸入端,示波器采集一組數據,利用這組數據,結合頻譜軟件分析包中的相關處理函數可計算出雜散窄帶射頻分量的值(單位為dB)。

② 其他參數測試

設置發射機的工作種類,利用音頻分析儀 PXI-4461輸出標準音頻信號值到發射機,使發射機輸出調制信號,然后利用示波器PXI-5114采集一組值,利用這組數據,結合頻譜軟件分析包中的相關處理函數可計算出射頻輸出功率、峰值點頻率、帶寬、無用邊帶抑制、載波抑制、帶內副波等特征量的值。

(2) 發射機音頻響應

發射機音頻響應測試的性能參數:發射機300~ 3 000 Hz音頻響應最大變化,單位為dB。指標要求小于 4 dB。

測試方法：

利用音頻分析儀PXI-4461輸出標準信號值到發射機,使發射機輸出調制信號。開始音頻分析儀PXI-4461輸出標準信號值的頻率為300 Hz,等信號穩定后,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-5114采集數據。利用示波器PXI-5114采集到的數據,利用頻譜軟件分析包中的處理函數計算出音頻響應最小值(dBm)、音頻響應最大值(dBm)、音頻響應最大變化值(dBm)等參數。

2.2.2 接收機指標參數測試

測試指標主要有接收機靈敏度；接收機中頻選擇性；接收機音頻響應；接收機音頻輸出。測試框圖如 圖4所示。

(1) 接收機靈敏度

可測試的主要性能參數有：接收機靈敏度(單位為μV)。

測試方法：利用產生正弦波、方波等相關算法產生一組數字信號,將這組數字信號利用調制調解軟件分析包中的調制函數,根據需要調制成AM調制射頻信號、FM調制射頻信號或PM調制射頻信號通過信號發生器(PXI-5412)輸出到接收機。然后利用示波器(PXI-5114)采集一組數據,利用這組數據,結合頻譜軟件分析包中的相關處理函數可計算出其輸出功率、信噪比、靈敏度這些特征量的值。

(2) 接收機中頻選擇性

可測試的性能參數:接收機中頻選擇性。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,利用信號發生器(PXI-5412)輸出無調制的射頻信號到接收機,然后利用示波器(PXI-5114)采集一組數據,利用這組數據,結合頻譜軟件分析包中的相關處理函數可計算出其中間檢測的信號頻率和增益值。

② 低端檢測。先利用信號發生器(PXI-5412)輸出頻率為中間信號頻率的無調制的射頻信號到接收機,然后逐漸降低射頻信號頻率,直至低端頻率增益降低為-6 dB,然后利用示波器(PXI-5114)采集一組數據,利用這組數據,結合頻譜軟件分析包中的相關處理函數可計算出其低端檢測的信號頻率和增益值。

③ 高端檢測。先利用信號發生器(PXI-5412)輸出頻率為中間信號頻率的無調制的射頻信號到接收機,然后逐漸增大射頻信號頻率,直至高端頻率增益降低為-6 dB,然后利用示波器(PXI-5114)采集一組數據,利用這組數據,結合頻譜軟件分析包中的相關處理函數可計算出其高端檢測的信號頻率和增益值。

④ 測試結果

測試結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) 接收機音頻響應

可測試的性能參數主要有：接收機 300~3 000 Hz 音頻響應最大變化。單位：dB,要求小于4 dB。

測試方法：

利用產生正弦波、方波等相關算法產生一組數字信號,將這組數字信號利用調制調解軟件分析包中的調制函數,根據需要調制成AM調制射頻信號、FM調制射頻信號或PM調制射頻信號通過信號發生器(PXI-5412)輸出到接收機。開始使輸出調制射頻信號的頻率為300 Hz,待該射頻信號輸出穩定后,逐漸將頻率增大至3 000 Hz,在此過程中利用示波器(PXI-5114)采集一組數據,利用這組數據,結合頻譜軟件分析包中的相關處理函數可計算出其音頻響應最小值(dBm)、音頻響應最大值(dBm)、音頻響應最大變化(dB)這些特征量的值。

(4) 接收機音頻輸出

可測試的主要性能參數有：接收機額定音頻輸出、接收機最大音頻輸出。

測試方法：

① 利用產生正弦波、方波等相關算法產生一組數字信號,將這組數字信號利用調制調解軟件分析包中的調制函數,根據需要調制成AM調制射頻信號、FM調制射頻信號或PM調制射頻信號通過信號發生器( PXI-5412)輸出到接收機。

② 在測試接收機額定音頻輸出(mW)時選擇信號幅度為5 V,待信號輸出穩定后,利用示波器(PXI-5114)采集一組數據,利用這組數據,結合頻譜軟件分析包中的相關處理函數可計算出其接收機額定音頻輸出的值。

③ 在測試接收機最大音頻輸出時,將射頻信號的幅度調至7 V,待輸出穩定后,利用示波器(PXI-5114)不斷地采集數據。然后逐漸增大輸出幅度,當觀察到最大輸出時完成檢測,利用示波器采集到的數據,結合頻譜軟件分析包中的相關處理函數可計算出其接收機最大音頻輸出的值。

3 結 語

通過某型電臺具體測試參數的測試實現介紹了軍用短波電臺通用自動檢測系統的測試指標和測試方法。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,測試用參數也不一樣,但測試原理是大體一致的。對測量發射機指標來說,需要有調制信號對載波進行調制,調制后的信號通過電臺發射出去送到測量模塊進行發射機指標的測量；對接收機指標測量,射頻信號到達電臺接收機后通過解調得到音頻信號,音頻信號通過音頻口送到測量模塊進行接收機指標的測量。了解各種型號電臺指標的測試方法和流程是系統測試實現的基礎。

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