短波电台测试系统设计与调试

论文总字数：19142字

目 录

1绪论 3

1.1研究背景 3

1.2短波电台的调试系统介绍 3

1.3短波电台测试系统组成 4

1.4 国内外研究现状及发展趋势 4

1.5课题来源以及选题依据 5

1.6论文的主要内容及研究的意义 5

2硬件系统框架 7

2.1硬件设计 7

2.2 电源单元 8

2.3 控制器单元 9

2.4 矩阵切换单元 9

2.5 仪表单元 10

2.5.1频率计 10

2.5.2功率计 11

2.5.3综合测试仪 12

2.5.4衰减器 12

2.6 工控机单元 13

3软件设计 14

3.1 需求分析 14

3.2软件主要功能 14

3.3测试安全性分析 14

3.4软件概要设计 14

4短波电台测试系统参数 19

4.1电台频率测试 19

4.2功率测试 20

4.3 灵敏度测试 22

5 总结与展望 25

参考文献 26

致 谢 27

短波电台测试系统设计与调试

王庆

，China

Abstract：The shortwave radio test system is used for pre test and fault detection of short wave radio. The test system of short wave radio station can complete the test of radio station with the aid of comprehensive test instrument, realize the routine function and index test of the radio station, provide a good man-machine interface, simple operation can complete the radio test, reduce the work of maintenance and test. Short wave radio test system refers to the system that uses the industrial control computer as the core, and can deploy electronic instruments to detect, fault diagnosis, data processing, transmission, storage and output test results in an appropriate way, according to the pre defined test method.On the one hand, this method reduces the difficulty of single test, and improves the consistency of multiple measurements on the other hand, which is conducive to repeated testing of batches of products.

Key words：Shortwave radio station；automatic testing；Combination of hardware and software

1绪论

1.1研究背景

随着中国经济的快速发展，国防建设日益重要，因为它可以保护国家利益和人民的生命财产。通讯设备在国防建设中发挥着核心作用。根据军事行动的需要，中国已经开发出一批通信指挥站，包括高速率传输数据广播、短波电台以及超短波的电台等，这些通信指挥站在未来我国的军事领域中发挥着不可或缺的重要作用，这也会大大提高我国综合国际地位，因此，我们要为这些通信设备提供测试的条件以及支持服务。当然，对这些国防中的通讯设备进行检测时，它们的检测项目是很多的且也很复杂，测试的结果也要非常的严谨。如果这些手动完成，整体战斗能力将大大降低。所以通信设备测试设备也显的十分重要。如果通信设备的维护测试设备是砥石，自动测试系统是提高检测效率的催化剂。

当今，我国对电子设备的维护提出了一些新的要求，实施了三级维护的制度：

1）系统级：主要是用来检测系统设备是不是处于正常的工作环境中，以至于可以初步进行故障分析。它有着效率高、功能全以及体积小等优点。

2）板卡级：主要是用来诊断整个系统以及每个模块、板卡和板级是否出现故障。但是它不方便随身携带和使用。

3）元件级：主要是用于来检测板卡，是否能够诊断组件级别之间的故障。它有着功能复杂，测试性强，但是，设备相对而言是比较贵的。

由于我国通信技术的不完善，整个系统的检测设备仪器发展缓慢，其主要存在的问题包括以下三个方面：

第一：缺乏精度高的检测设备，而且在实际应用中许多电子设备都需要精密度较高的设备来检测。

第二：自动化程度不高。由于高科技军事作战的存在，随之而来的试验工作量也在日益增加。

第三：整个通信系统的通用程度不高。当今，通信设备种类特别的多。

所以，通用自动测试系统将成为必然。本课题精心研究了短波无线电性能指标检测，并设计了一套可用于各种无线电性能检测的自动测试系统。新技术已被引入，以改善自动化检测通信系统的工作性能以及提高通信设备的可靠性和准确性。

1.2短波电台的调试系统介绍

短波电台校验设备用于短波电台的装机前校验、及生产试飞过程中的故障检测。短波无线电校准设备通过综合测试仪完成无线电测试，并测试无线电的一般功能和指标。提供良好的人机界面，简单操作就能完成电台测试，减轻维修和测试的工作。短波无线电调试系统是指以工业计算机为核心，可以根据预先定义的测试方法部署电子仪器来检测短波无线电。以适当方式诊断，处理，传输，存储和输出测试结果的系统。本系统主要测试以下参数：

1）频率频率测量用于确定频率稳定度和频率漂移并确保无线电发射机的频率容限。频率测量通常有两种形式，即设备检测（也称为近端监测）和空气监测（远端监测）。无论是设备检测还是空气监测，都可以分为普通测量和高精度测量两个层次。使用精确度高于待测频率的频率容限的测量仪器，或者比点无线电发射机的相关设备的技术规范规定的频率稳定性高一个数量级的测量仪器称为一般所使用的测量仪器的精度高于一般测量的精度，或者标准频率站发出的标准频率被用作测量的参考频率。准确度大于要测量频率几个数量级的频率源应是高精度测量。

2）输出功率，短波无线电载波输出功率的测量是调试或评估新机（包括换机）的重要指标，也是短波无线电技术维护的主要内容之一。在测量短波无线电台的载波输出功率时，为了获得更准确的结果，必须先用高频段的阻抗来测量馈线输入端口的阻抗值，即无线电发射机负载的阻抗，可以根据导纳的公式分别计算负载阻抗的串联电阻分量和并联电阻分量,接着与校准过的高频电压表以及电流表相连接。连接以后，按下启动开关，可以在输入端同时测量电压与电流的有效值。最后根据上面的公式计算出无线发射机输出功率：

当负载为纯电阻时，当负载有电抗时，即可取得比较精确的功率值。

3）灵敏度，接收灵敏度是评估被测无线电台接收性能的一个非常重要的指标，定义为在正常工作条件下，被测电台所能检测到的最小信号功率，它直接测量测量站接收弱模型的能力。接收灵敏度越高，被测站正确接收的信号越弱。结合该电台的实际应用场景和各模块的指标分解，被测电台的接收灵敏度指标要求 SINAD值 SINAD=(S N D)/( D N)]10 dB。

1.3短波电台测试系统组成

设备主要由测试设备，测试配件和待校准设备组成。检测仪器包括：频率计，功率计，衰减器和综合测试仪。检测附件包括：显示器，键盘鼠标，空气开关和开关装置。待校验设备包括：电台、控制盒和天调。各项指标相应的检测关系为频率精度用于频率计检测，输出功率用功率计检测，用综合测试仪检测，设备整体用工控机控制各仪器检测。

1.4 国内外研究现状及发展趋势

对于自动测试系统的发展大致可以分为三个主要阶段：专业型，台式设备构建模块和模块化集成。

1）专业型

对于特定的测试任务而进行的研究，大多数是被用在重复率较高以及较高的可靠性测试中。专业化全自动检测系统是从手动测试时代到自动测试时代的第一步。但是这个时代的自动测试系统有着很明显的问题，主要包括功能不全面导致需要重新研发新的测试系统；接口不完全标准化导致的在建立通信系统时需要特定的交互接口，这是需要花费巨大的成本代价。

2）台式设备积木型

通过标准的接口总线搭建的通信系统，即是桌面设备搭建类型。测试设备、控制器以及矩阵型的开关都是在平台中最为常用的台式设备，而且它们的接口都是规定了统一的标准。为了便于在实际的操作中测试数据，可以将我们所要使用的仪器设备与通信系统所规定了统一标准的接口总线相连接，这种方法具有测试便捷、灵活等优点，而且这样的系统组成也解决了上面提到的有关于第一代的测试系统出现的问题，大大提高了设备的使用效率以及我们工作的效率。GPIB（通用接口总线）通常用做在搭建阻塞系统中，由阻塞系统组成的总线系统，常常被用来科学研究和有关通信系统的理论分析。然而，随着科学技术的迅猛发展，特别是纳米技术的空前发展，人们对通信设备的尺寸有着越来越高的要求，研究者们希望能够研究出小型化检测设备，这样便于灵活使用以及方便携带。因此，第二代系统在科技迅猛发展的时代里，渐渐凸显出它的缺点，最为突出的缺点就是其越来越小的积木式系统以及GPIB总线的吞吐量不够大。为了解决以上的两个不足之处，加快了对第三代的自动检测系统的研究步伐。

3）模块集成型

第三代自动检测系统的出现，首先解决了第二代自动检测系统的缺点。但是第三代的检测系统与第二代的相比较其特点就是集成度更高，而且主要由特别小的模块构成的。第三代检测通信系统主要包括以下三个优点：第一，数据进出量大；第二， 尺寸很小、便于携带与运输和重量轻；第三，各个设备都是由计算机显示器进行控制。

1.5课题来源以及选题依据

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