电子测量中的虚拟仪器在数字阵列天线测试中的应用
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2020-11-08
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电子测量中的虚拟仪器在数字阵列天线测试中的应用电子测量中的虚拟仪器在数字阵列天线测试中的应用
摘要：在现代雷达和民用通讯领域，数字阵列天线是当前的一大研究热点。但是阵列系统的多天线单元和多收
发通道必然带来阵列系统的误差。所以，天线交付前都要准确获得其相对幅相误差的分布。而一般的天线测试
系统通用性较差，测试工作量大。我们利用虚拟仪器系统开发平台-LabVIEW和NI支持的数字信号采集卡，编制
具有友好人机交互界面的数据采集和监视VI(虚拟仪器)，可以实现阵列天线测试过程中的通道监视、数据采集，
大大简化数字天线阵列的测试工作量。开发的系统极大缩减了阵列天线的测试周期。 O 引言 LabvlEw
是实验室虚拟仪器集成环境(laboratory virtual instrument e
摘要：在现代雷达和民用通讯领域，数字阵列天线是当前的一大研究热点。但是阵列系统的多天线单元和多收发通道必然
带来阵列系统的误差。所以，天线交付前都要准确获得其相对幅相误差的分布。而一般的天线测试系统通用性较差，测试工作
量大。我们利用虚拟仪器系统开发平台-LabVIEW和NI支持的数字信号采集卡，编制具有友好人机交互界面的数据采集和监视
VI(虚拟仪器)，可以实现阵列天线测试过程中的通道监视、数据采集，大大简化数字天线阵列的测试工作量。开发的系统极大
缩减了阵列天线的测试周期。
O 引言
LabvlEw是实验室虚拟仪器集成环境(laboratory virtual instrument engineering workbench)的简称，是美国NI公司的创新
软件产品，也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境。LabVIEW作为软件化仪表在数据采集及控
制、数据分析和显示等方面具有强大的功能，其支持的信号接口卡丰富，用户能够快捷方便地对各个输入数据参数进行即时设
置和调试，程序运行结果也十分直观。数字天线阵列是天线和数字信号处理技术结合的产物，它具有工作方式灵活、抗干扰性
能卓越和超角分辨等众多优点，因此其在军事和民用领域都得到了广泛的应用。一般阵列天线校正和波瓣测量需要采集大量的
数据，进行多次循环计算，工作效率低且动用的仪器设备众多。
因此在数字阵列天线测试中，LabVIEW的优势十分明显，它可以实现对大量通道信号同时采集和实时监控、分析等工
作，这样既节省了资源，也简化了测试过程提高了工作效率。
1 系统简介
在系统接收端，接收天线各单元通道将接收到的信号通过接收前端放大后，直接送到数字接收机和采集计算机。由数据采
集卡对接收机输出的I／Q信号和天线方位等机械参数、触发信号进行采集和控制，并最终在终端控制处理计算机上计算出天线
波瓣图，系统工作过程如图1所示。
在测试过程中，我们采用LabVIEIW设计用户图形界面，负责通道监视和数据采集。LabVIEW中数据采集系统由采集硬
件、硬件驱动程序和数据采集函数等组成。安装的硬件驱动程序包含了硬件可以接受的操作命令，在使用这些硬件之前，根据
需要进行硬件和软件设置，以满足采样频率等方面的要求。在本系统中我们采用NI公司的PCI-6534采集卡，LabVIEW通过控
制数据采集卡对接收机输出的IQ信号以及其它机械参数等进行采集。在完成采集卡的设置后，我们就可以进行采集和通道监
控等工作了。
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