關于虛擬化儀器設施的環境測定剖析
1系統功能分析
2系統硬件設計
2 1設計原理測試系統
接收天線的主要作用是接收外界的電磁場信號。由于要測試的頻帶從10k Hz～18 GHz ，只用一個接收天線不可能完成全頻帶的測試任務，為此，需要選擇與不同頻帶相對應的測試天線。根據實際測試情況，本系統選擇了拉桿天線、對數周期天線、雙錐天線和喇叭天線4個天線來構成一組能夠覆蓋10k Hz～18 GHz的全頻帶測試天線。
2 1 2天線開關為了避免測試過程中由于不斷更換天線造成的測試不確定性誤差，降低測試的復雜程度和測試人員的勞動強度，系統在天線和EMI接收機之間接入可用GPIB控制的天線開關對接收天線的輸入信號進行自動切換，使接入到EMI接收機的信號只有一個接收天線的信號。在選擇天線開關時，要特別注意天線開關所適用的頻率范圍和開關本身所能承受的功率。環境電平在連接線纜中衰減過大而淹沒在噪聲電平中的時候，應在接收天線和天線開關之間添加一個適當增益的放大器。在最后的數據處理時相應的也將這一部分考慮進去。
2 1 3EMI接收機EMI接收機的主要作用是根據LabV IEW程序里設定的起始頻率、中止頻率、駐留時間以及EMI接收機的6dB帶寬等對輸入到EMI接收機里的信號進行頻譜分析。在LabV IEW控制EMI接收機的過程中，要特別注意由EMI接收機傳輸到PC機的數據格式，不同廠家的接收機傳輸的數據格式也不相同，在編程時需對傳輸的格式非常清楚，否則數據雖然能傳輸到PC機里，但是無法還原成測試的實際值。本系統需兼容兩個不同型號的EMI接收機，惠普的HP8593的ASCII數據格式分高位和低位兩個數， PC機接收到數據后要把高低兩個數組合起來進行一些特殊的運算才能還原成實際測試值。而安捷倫的E4407B的ASCII數據格式則不分高低位，僅只是在每個數值之間加了一個逗號。在實際使用時還發現由于各個廠家以前的GPIB指令集都是自成體系，互不一致，導致本系統的擴展性較差。目前大多數生產廠商都盡量采用了SCPI標準指令集，所以在選用接收機等設備時要注意檢查其指令是否和程序中使用的指令相一致，如不一致則需重新編寫儀器的控制程序。為此在選購接收機時應盡量選擇采用SCPI指令集的儀器，為系統以后的擴展提供方便。
2 1 4PC機PC機在本系統中的主要作用是控制測試的整體進程，正確切換天線開關，并按要求正確設置EMI接收機每次掃頻的起始頻率、終止頻率、掃頻步進、駐留時間和6dB帶寬等參數。同時保存試驗結果，并將其顯示在軟件的控制面板上。
3軟件設計
根據上面所述的系統流程。
軟件整體用LabV IEW進行編程，主體部分由主函數和4個子函數組成。編程時，模擬實際測試儀器系統的方式，在LabV IEW開發程序的前面板上組建成了儀器的控制顯示面板，并在LabV IEW的框圖窗口上進行程序的框圖設計，來完成整個系統所需的功能。各個函數或子函數都以圖標的形式存在，它們之間的數據按照一定的邏輯關系相互連接，來實現數據的傳送。
軟件設計時考慮到軟件設計的模塊化和軟件健壯性的要求，在編程時嚴格按照以下規范進行：1）函數不使用循環體；2）程序中的參數全部置于程序的起始部分，統一排列在一個sequence框中；3）所有的頻率量用extend long類型，幅度用long類型；4）一個參數事先設置默認值，隱藏的參數也必須設置默認值；5）軟件的主體使用順序結構，以便程序結構簡潔明了。
由于測試的頻率范圍較寬，測試時依據標準需要分許多屏進行掃頻測試。因此在主控面板的最上面有一個顯示窗口來顯示整個頻率范圍的測試結果，在左下方還設計了一個顯示窗口顯示當前測試頻段的測試結果，這樣既可以對整個頻率范圍的情況有所了解，也對當前掃頻的區間進行了重點檢測。在測試面板的右下角中間設計了3個輸入量，它們分別是保存測試結果數據的文件名和文件路徑、EMI接收機的GPIB地址、天線開關的GPIB地址。在左下角的最下面設計了一排共4個指示燈和1個繼續測試的按鈕，指示燈是用來指示當前工作的天線，而繼續測試按鈕則是用來控制進行多次試驗的。
5結論
基于LabV IEW的電磁環境自動化測試系統，以LabV IEW控制軟件為核心，以計算機為儀器控制、數據采集、數據處理及分析的中心，不但充分發揮了測試設備的性能，也減輕了測試人員的勞動強度，極大地提高了測試的效率和測試結果的準確度。本系統對外界電磁環境可以進行多次快速準確的測試，可以對外部場區的電磁環境進行科學的監測，并作出比較準確的評估，為外場的最終定點和后續使用提供強有力的依據。http://www.yoshikomatsuura.com
