NSI2000天线远场测量系统工作触发脉冲的研究及新测量系统的搭建

王文钊

摘要：工程测试中，需要抛开NSI2000测量系统的射频部分，单独控制使用系统的机械部分以完成不同的测量。本文研究了该测量系统的工作触发原理，可根据触发信号情况以实现新测量系统的搭建。同时也可更好的诊断发现问题，为更多样化的使用远场测量系统打下基础。

关键词：天线；测量系统；触发脉冲

本文就某工程测试中遇到的在远场测试条件下针对被测对象为扫频发射天线（频率不断变化且为发射模式）无法同步采集数据获得方向图的问题进行了相应的分析和研究，提供了一种简捷有效的解决办法。

我所目前远场测试系统为点频测试，因此无法按照工程测试需求的扫频模式发射与接收信号。为解决上述情况，需抛开NSI2000远场测量系统的射频部分，单独控制使用系统的机械部分，搭建新的测量系统。因此必须首先对原系统触发脉冲进行研究，分析其工作原理与特性，构建新系统使各个部分同步起来，保证其顺利工作。以实现转台方位轴处在不同角度位置时测得天线的方向图，完成测量任务。

1NSI2000天线远场测量系统组成

该系统位于我所跟踪仿真实验室内，由NSI上方位下俯仰二维转台、NSI发射端极化转台，射频系统及计算机系统组成。图一为系统的基本控制图。

图一系统控制图

如上图示，转台控制器将触发信号传送给接收机（PNA），因此，我们选择PNA作为观察触发信号的最终位置。

2工作触发脉冲信号分析

为便于分析，我们在触发信号进入PNA的端口，即PNA后面板MEASTRIGIN口，用一个BNC接头的三通将一根电缆接入示波器通道一观察信号。如图二。此时，需要一名工作人员在控制室操作系统，使其处于正常工作状态，另一名工作人员在暗室中观察测试时示波器上的触发信号。

图二测量连接图

1>系统处于单频点测试时的触发信号。

此时，将扫描范围设定为100度，点数为5，即每隔25度采集一次数据，以便更清晰的分析信号。将频率波束设为一个频点。

使用示波器测量波形时，转动示波器的水平、垂直位移旋钮与水平、垂直灵敏度旋钮，将示波器设置为常规测量状态。设置好示波器后，使系统开始工作，同时观察示波器。但是，扫描结束后，发现示波器显示屏上未捕捉到任何触发信号。只显示保持高电平。

经查阅分析，发现是示波器的采样率与记录长度无法捕捉到正常的触发信号。因此，在研究讨论后决定使用示波器的触发释放模式。在这种情况下，即便是没有触发，也能引起示波器的扫描。采用这种方法点击开始测试后会看到在系统正常工作下，每采集一个点之前，在示波器显示屏上图像就会抖动一下，右上角从“触发？”如图三，显示为“已被触发”如图四。这就证明捕捉到一次触发。

按测量设置，此次测量共捕捉到七个触发信号。第一个与最后一个分别为转台转动到位与测量结束信号。同时测量到该触发信号为下降沿触发，幅度为5.00V，脉冲宽度为13.0μs。

2>系统处于多频点测试时的触发信号

由于我所大部分工程为多频点测量，在分析了单频点的情况后，下面来研究多频点测试时系统工作的触发信号。首先，保持测量设置不变。将频点增加为两个。

保持示波器的设置状态，点击开始测试后，观察示波器所显示的与单频点测量时一样。

3新测量系统搭建

观察采集到的信号，得出该测量系统的工作触发脉冲为下降沿触发，幅度为5.00V脉冲宽度为13.0μs，并且触发信号不受点频或多频测量干扰。这样针对本文引言中提出的测试问题可搭建如下系统加以解决。

图三未触发时图四已被触发

图五新测量系统

由图可看出该系统由两部分构成。被测天线、接收机、接收天线构成系统的测量部分；PNA、转台控制器、转台构成系统的控制部分。

工作时，转台连续转动。当到达需要采集数据的位置时，转台控制器送出一个触发信号给PNA保证系统正常运行，同时分出一路触发信号到被测天线作为命令，使被测天线切换到需要测试的频点，接收机采集数据，生成该位置正确的方向图，如图六。当转台转动到下一个位置时，系统重复上面的工作。

图六测量结果

4总结

详细了解我所该测量系统工作触发原理，分析触发信号后，针对任何无法与NSI2000远场系统同步测量的天线类型，均可构成上述新的测试系统，解决实际测试过程中出现的问题。

同时，利用同步触发也可对特定天线搭建有针对性特殊的测量系统，提高测试效率。也可自行编写运行与之匹配的程序完成相应的测量任务，实现全自动化测量，有效的节约人力物力。在测试过程中能够更好的诊断、发现问题，为更多样化的使用远场测量系统打下坚实基础。