一种基于LabVIEW和第三方驱动程序的无线电环境自动测试平台

李升阳，董亮，乐林株

一种基于LabVIEW和第三方驱动程序的无线电环境自动测试平台

李升阳1，董亮2，乐林株2

(1. 云南省无线电监测中心，云南昆明，650228；2.中国科学院云南天文台，云南昆明，650000)

一种基于LabVIEW和第三方驱动程序的自动化无线电环境测试平台，分别由天线控制转台、总控电脑、频谱仪三部分组成，其中总控电脑分别与天线转动平台、频谱仪相连；而集成于总控电脑中的控制程序包括实时天线转动平台控制和频谱仪控制两个子模块，其中实时天线转动平台控制模块通过串口向天线转台下发当前的方位、俯仰值，频谱仪控制模块通过网线将总控电脑与频谱仪相连具有设置控制频谱仪的观测参数，读取观测数据的功能。

无线电环境；LabVIEW；自动测试；无线电干扰；射电天文

0 引言

随着电子科学技术的发展，越来越多的无线电频率被使用，频率资源日趋紧缺，无线电环境日趋复杂，因此造成的无线电干扰越来越多，对一些关键的无线电业务例如射电天文观测业务影响十分严重。具体表现为如果无线电干扰在射电天文业务观测频段上电平值过强，会造成接收机饱和，从而无法接收到天文信号或者产生假频谱信号；无线电干扰信号频谱还会与天文信号频谱发生谱间干涉，导致背景噪声不平坦，影响射电天文信号的相对定标以及太难闻信号的恢复和分析。而目前消除或者规避无线电干扰的方法包括在接收机链路上设置陷波器（notch filter），通过陷波器阻断无线电干扰，这样可获得相对“纯净”的频段；还有可以采用数字匹配滤波器（digital matched filter），通过趋近于维纳解（wiener solution）的到良好的矩形系数，进而滤除无线电干扰；另外可以通过选择无线电环境良好的地理位置建设射电天文望远镜来避开无线电干扰，这样是目前规避无线电干扰最有效直接的手段，因此，长期的无线电环境测试及对比分析是对射电天文业务选址考察的一项重要参考依据。为此，我们做了基于LabVIEW图形化编程软件和第三方驱动的程序的自动化无线电环境测试平台，该平台主要适用于野外无线电环境测试及大型射电天文业务选址考察等领域，高效解决了野外快速无线电环境测试平台搭建、开展工作及自动测试等问题，具有安装简单、自动测试、自动储存数据等优点。

1 方案设计

一种基于LabVIEW和第三方驱动程序的自动化无线电环境测试平台由天线控制转台、控制电脑、频谱仪三部分组成，其中控制电脑集成了天线转动平台控制和频谱仪控制两个字模块，分别控制天线方位角、俯仰值和记录观测数据。具体实施方案如下：

（1）测试天线直接链接到宽带低噪声放大器输入端；

（2）将天线固定在转台上，控制电脑通过RS232协议经长串口线控制转台；

（3）低噪声放大器输出端通过射频电缆连接到频谱仪，控制电脑通过TCP/IP协议经网线连接到频谱仪；

（4）在控制电脑上通过软件设置天线方位角、步进和每个方位角的驻留时间以及频谱仪的分辨率带宽（RBW）、扫描宽度（span）、中心频率（center frequency）、扫描点数（points）等参数，实时显示当前扫描频谱，随方位角变化自动更新，显示频谱包括最大保持和实时均值。

（5）参数设置完毕后启动程序，天线由初始方位角自动开始测量。

一种基于LabVIEW和第三方驱动程序的自动化无线电环境测试平台的设置及测量流程图如下。

2 测量过程及结果

根据设计方案，我们进行了一次实地测试，在位于云南省景东县海拔2450米的哀牢山搭建了一套基于LabVIEW和第三方驱动程序的自动化无线电环境测试平台。在30MHz-13.2GHz频段上进行了连续24小时全方位测试，整个测试过程中，系统工作状态稳定，输出的数据真实有效，由此可验证一种基于LabVIEW和第三方驱动程序的自动化无线电环境测试平台在实际测试中高效可靠。

3 总结

一种基于LabVIEW和第三方驱动程序的自动化无线电环境测试平台就是对此最好的体现，该平台通过软硬结合,让软件自动化在整个系统中替代了人工测量，不仅避免了人工测量中的误差，而且缩短了测量时间、提高了工作效率。

[1] 李建斌,彭勃,孙建民,等.射电天文站电磁环境测量方法及分析[J].电波科学学报,2009,24(3):523-528.

[2] 岂兴明,田京京,夏宁.LabVIEW入门与实战开发100例[M].电子工业出版社,北京,2011.

[3] 逯颖.基于LabVIEW的串行通信接口设计与实现[J].现代电子技术,2006,29(17):123-124.

A sort of automatic radio environment testing platform based on LabVIEW and A 3rd party driver

Li Shengyang1，Dong Liang2，Yue Linzhu2
( 1. Yunnan Radio Monitor Center, Kunming Yunnan 650228;2. Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences, Kunming Yunnan ,650000)

A sort of automatic radio environment testing platform based on LabVIEW and a 3rd party driver, this platform is made of antenna controller holder, general control computer and spectrum analyser. The general control computer is separated connected with antenna controller holder and spectrum analyser. And the control program which is integrated in the control computer include a real-time antenna rotate controller module and spectrum analyser controller module. The real-time antenna rotate controller module send current orientation, pitch value to the antenna rotate holder through serial port. The spectrum analyser controller module could set the testing parameters and extract testing data after the general computer and spectrum analyser are connected by cable.

electromagnetic environment; LabVIEW; automatic measurement; radio interference; radio astronomy

图1 设置及测量流程图

本文受国家自然科学基金项目青年基金（11303094）、国家自然科学基金天文联合基金（U1431113）、云南省应用基础研究计划应用基础研究面上项目（2015FB189）和西部之光A类人才计划资助。