微波综合测试仪（共7篇）
微波综合测试仪 篇1
1. 引言
在卫星测控地面站日常操作中,需要经常对一些关键技术指标进行测试,对这些技术指标实现自动化测试,则可以提高工作效率,测试指标精度,降低微波测试特有的对测试环境的苛刻要求,减少测控站技术人员的微波测量强度。依此而开发的微波综合测试系统不仅要求实时准确地采集数据信息,对测试信息进行计算处理,得到测试结果。还要求测试结果按照预定的格式输出,产生测试报告。而测试报告的自动生成,既避免由了人员录入数据产生的误差,又提高了测试数据分析的实时性,为进一步进行处理检验提供了便利。
由于Word对文字表格的强大处理能力使之成为现今主流的编辑工具之一,在数据处理程序中有机地与Word文档建立联系,从而借助Word产生数据报表不失为一种很好的方法。本文C++Builder作为开发工具,实现了Word数据测试报告的自动生成。
2. 测试报告模板的设计
Word测试报告自动生成程序是针对特定的Word测试报告模板编制的,在该综合测试系统中测试结果的输出为固定格式的规范化报表。按照系统需求设计排版格式,在模板中预先定义文档中文本、表格、图形等格式,这样在编写程序代码时对文档格式调整的工作量可以大大降低[1]。需要预先定义和自动生成的内容如下表:
需要注意的是,应对测试结果的数据长度进行合理估计,在文档中留下合适大小的位置,以免在程序执行数据的插入时造成格式的混乱,如下图所示:
3. 测试报告自动生成的实现
(1)调用word方法
在C++Builder中,调用Word软件/文件的方法,归纳起来有以下四种[2]:
1)通过C++Builder的组件Tole Container将Word嵌入。
2)通过真正的COM技术将Office软件目录中文件MSWord.OLB中的类库全部导入C++Builder中,利用COM技术编程。
3)使用Create OLEObject来启动Word,然后以OLE方式对Word进行控制。
(4)使用C++Builder提供的Office组件调用Word。
在这四种方法中,本文选择的是最后一种。因为对MSWord.OLB进行了封装,使用起来更为简便灵活。
(2)Word组件
在C++Builder的组件面板中找到Office2K组件页,在这个组件页上我们可以看到和Word处理相关的如下组件[1]:
1)Word Global组件:对不需要以Application属性为前导的最高级属性和方法进行调用。
2)Word Application组件:Word应用程序组件,完成对Word应用程序的调用。是实现Word调用的核心组件,对其属性和方法的修改将影响Word的有关设置。其它所有的Word对象都是它的子对象。
3)Word Document组件:Word文档处理组件,用于处理文档的具体内容。Document对象代表的是一篇完整的Word文档,它包括作为模板打开了文档中所有的对象,如节、段、句、字、表格、格式等。
4)Word Font组件:用于设置Word中的字体、字号等文字设置信息。
5)Word Paragraph Format组件:用于对Word中的段落格式进行处理。
6)Word Letter Content组件:对由信函向导创建的信函的元素进行调用的组件。
(3)启动与退出
在应用程序窗体中添加Word Application和Word Document控件后,便会在窗体类中自动创建Tword Application和Tword Document类型的对象,在相应事件中添加如下代码就可以新建或者打开Word文档。
Ansi String File Path=Get Current Dir();//获取应用程序当前路径
Ole Variant File Name=File Path+"电平-测试.doc";//获取当前测试模版的名称
WordApplication1->GetDefaultInterface()->Visible=True;//使Word应用程序可视
WordApplication1->set_Caption(StringToOleStr("电平测试"));//设置文档标题:测试项目
WordApplication1->Documents->Open(FileName);//打开测试报告
Word Application1->Options->CheckSpellingAsYouType=false;//关闭拼写检查
Word Application1->Options->CheckGrammarAsYouType=false;//关闭语法检查
当Word测试报告自动生成之后,就可以用如下代码保存测试报告,退出Word应用程序。
Ansi String File Path=Get Current Dir();//保存路径名
OleVariant FileName=FilePath+"Power Level Test.doc";//保存文档名,含路径
Ole Variant File Format=wd Format Document;//要保存的格式
Word Document1->Save As(File Name,File Format);//保存生成的测试报告
Word Document1->Print Out();//打印测试报告
Word Application1->Quit();//退出Word应用程序
Word Application1->Disconnect();//断开与Word连接。
(4)文字处理
Word测试报告实现通常需要完成的任务是对模板文档中指定的一些区域进行相关的操作,例如插入文字、数据、日期、时间等。
WordApplication1->ActiveWindow->ActivePane->View->SeekView=wdSeekCurrentPageHeader;//定位于页眉位置
WordApplication1->Selection->MoveRight(Unit,Count);
WordApplication1->Selection->MoveDown(Unit,Count);//通过上下左右移动光标位置,定位输入点
WordApplication1->Selection->Font->Color=wdColorRed;//设置字体颜色
Word Application1->Selection->Font->Size=12;//设置字体大小
WordApplication1->Selection->TypeText(WideString(DateToStr(Date())));//在当前位置自动测试日期
WordApplication1->ActiveWindow->ActivePane->View->Seek View=wdSeekMainDocument;////切换输入位置,定位于主文档开始处
然后再通过Move Down等方法移动光标到指定输入点,填入合适内容。
WordApplication1->Selection->TypeText(WideString(Antenna));//在当前位置所测试的天线名称
也可以使用goto的方法快速定位光标于输入点:
Ole Variant What;//要寻找的类型,可以使表格,段落,批注等等
Ole Variant Which;//要寻找哪一个,
What=wdGoToTable;
Which=wdGoToNext;
Word Application1->Selection->Go To(What,Which);//使用goto方法,定位于输入点
(5)表格操作和图片插入
在这里通过调用Word Document对象中的Tables来实现表格的绘制和填写。Add函数是添加一个表格。
Variant ItemIndex=1;
Word Document1->ConnectTo(WordApplication1->Documents->Item(ItemIndex));//将WordDocument对象与Word Application对象进行连接
WordDocument1->Tables->Add(WordDocument1->Range(EmptyParam,EmptyParam),4,8);//在Word中添加一个表格
在表格中,我们需要对单元格进行操作,例如在第m个表格的第n行、第l列的这个单元格我们需要插入所做测试的名称,则可以这样操作:
Variant ItemIndex=m;
Variant Row=n;
Variant Column=l;
wchar_t*MeasureName=WideString("Power Level Test");
WordDocument1->Tables->Item(ItemIndex)->Cell(Row,Column)->Range->set_Text(MeasureName);
其中,Item内的值为指定需要进行操作的表格,Cell内值为指定表格中的单元格位置。在表格中如果需要合并两个单元格,可以对单元格进行如下操作:
WordDocument1->Tables->Item(ItemIndex)->Cell(Row1,Column1)->Marge(WordDoc->Tables->Item(ItemIndex)->Cell(Row2,Column2));//将表格中(Row1,Column1)与(Row2,Column2)单元格合并。
在微波综合测试系统中,将测试生成的图片数据插入测试报告是不可或缺的。在Word中添加图片的基本方法是运用剪贴板来实现。首先把图片复制到剪贴板,然后在Word中对应位置粘贴就可以实现。例如把数据库中存储的图片粘贴到Word中其代码如下:
DBImage->CopyToClipboard();
WordDocument1->Sentences->Last->Paste();//粘贴
4. 总结
利用本文介绍的方法实现了微波综合测试系统中测试报告的自动生成。按照测试项目的要求制作出测试模版文件,把测试得到的数据和处理结果通过文字或者图表的形式自动插入到相应的位置,自动生成合乎需求的测试报告,为进一步进行处理检验提供了便利,在微波综合测试系统中极大地提高了工作效率。
参考文献
[1]司宏源,葛太坤.自动化测试中WORD数据报表的实现[J].自动化与仪器仪表,2006,127(5):79-82.
[2]朱正海,周俐,王建军.用C++Builder实现Word的自动化[J].计算机与现代化,2005,121(9):95-98.
[3]梅成刚,马进德,陆正武等.C++Builder项目开发实践[M].北京:中国铁道出版社,2003.
微波综合测试仪 篇2
微波传输系统在电视节目传输中起着重要的作用。为了使微波传输系统质量不断改善和提高, 确保传输线路畅通, 必须经常做好对微波设备技术维护工作, 而维护工作的基本任务之一是保证在用设备和电路性能符合技术标准。在日常维护中, 指标的测试正是为了检查微波系统对信号传输的质量。在微波系统测试中包括高频、中频和视频的测试。微波综合测试仪ME434主要用于微波电路中频系统的测试, 这主要包括中频到中频、中频到基频、基频到中频的测试。下面就ME434在微波收发信机和电视调制解调机中频部分指标的测试方法及应用分别叙述如下。
1 中频到中频的测试
微波收发信机 (以WSF8型机为例) 中频部分主要有收信机的前置中频放大器、中频滤波器和主中频放大器, 发信机的限幅中频放大器和功率中频放大器。电视调制解调机 (以8WS3型机为例) 中频部分有收信中频放大器和发信中频放大器。在实际测试中对所有中放盘一般都要进行输入或输出回波损耗、幅频特性、群时延和微分增益这几项指标测试。根据中放盘作用不同其它指标测试又有所不同。以下分二部分来叙述。
1.1 相同部分的测试
1.1.1 输入或输出回波损耗
测试方框图[1]:
注意:一旦校准, 不得再动“回波损耗增益旋钮”
测量:将20d B衰减器去掉, 分别接到被测设备的输入或输出端口。
(20) 中频-收 回波损耗 调节示波器屏幕上出现的图像
回波损耗数值的读取方法如下:
屏幕上所显示的“回波损耗”数值为回波损耗曲线与水平直线垂直相交处的值。因此回波损耗的数值是由回波损耗衰减器的数值与曲线到刻度中心数值的差或和来决定。
1.1.2 幅频特性
测试方框图[2]:
校准:用电缆连接中频输出到中频输入 (发机与收机的自环)
(1) 按示波器Y1 显示中的幅度 (AMPL)
(2) 示波器 校准 打到Y1显示
(3) 幅度校准——当示波器校准打到Y1显示上来时, 将显示两条直线。用“幅度校准”旋钮调整所显示的两条直线之间的距离, 并用“幅度增益”来调整两直线在刻度板上的标度。通过调节以上两项目的在于定标, 一旦调准在测试时不得再动“幅度增益”旋钮。
测量:连接中频发机中频输出到被测设备的输入端, 被测设备的输出端到中频收机的中频输入端。
1.1.3 中频时延
测试方框图同图[2]
预调: (1) 至 (20) 同幅频特性的测试。
校准:用电缆连接中频输出到中频输入 (发机与收机的自环)
(1) 按示波器Y1 显示中的时延 微分相位 (DELAY DP)
(2) 示波器 校准 打到Y1显示
(3) 群时延校准——当示波器校准打到Y1显示上来时, 将显示两条直线。用“时延校准”旋钮调整所显示的两条直线之间的值, 并用“时延微分相位增益”来调整两直线在刻度板上的标度。通过调节以上两项目的在于定标, 一旦调准在测试时不得再动“时延微分相位增益”旋钮。
测量:连接中频发机中频输出到被测设备的输入端, 被测设备的输出端到中频收机的中频输入端。
1.1.4 微分增益
测试方框图同图[2]。
预调: (1) 至 (20) 同幅频特性的测试
校准:用电缆连接中频输出到中频输入 (发机与收机的自环)
(1) 按示波器Y1 显示中的 线性 微分增益 (LINEARITY DG)
(2) 示波器 校准 打到Y1显示
(3) 线性 微分增益校准——当示波器校准打到Y1显示上来时, 将显示两条直线或两条微分增益图像。用“线性 (微分增益) 校准”旋钮调整所显示的两条直线或两条微分增益图像之间的值, 并用“线性 (微分增益) 增益”来调整两直线或两条微分增益图像在刻度板上的标度。通过调节以上两项目的在于定标, 一旦调准在测试时不得再动“线性 (微分增益) 增益”旋钮。测量:连接中频发机中频输出到被测设备的输入端, 被测设备的输出端到中频收机的中频输入端。
1.2 不同部分的测试
1.2.1 前置中放
前置中放只要增益及幅频特性能达到指标要求, 在没有更换其他不符合电路要求的晶体管和元件群时延和微分增益都能满足指标要求。
测试 1) 增益
测试框图[3]:
(1) 中频—发中频输出电平 分别按标称电平-50d Bm输入
(2) 中频—收中频输入电平 调节中频输入电平, 使中频输入电平表内指针落在刻度之内
(3) 中频—收 AFC工作 AFC工作灯亮
(4) 数值读取:前置中放输出电平值为中频输入电位器数值与表头指示之和, 增益=50+前置中放输出电平值 (dB)
1.2.2 主中放
主中放的测试主要是幅频特性及增益、AGC自动增益控制范围的测试。
测试1) 增益
测试框图同[3]:
(1) 中频—发 中频输出电平44dBm
(2) 中频—收 中频输入电平 调节中频输入电平, 使中频输入电平表内指针落在刻度之内
(3) 中频—收 AFC工作 AFC工作灯亮
(4) 数值读取:主中放输出电平值为中频输入电位器数值与表头指示之和。增益=44+主中放输出电平 (d B)
2基频到中频的测试
调制器的斜率 (视频频偏)
测试框图[4]
调制器的斜率为最大8MHz/V。从理论上讲频偏的大小与输入信号幅度成正比, 而与频率无关。即当视频信号电平为1Vp-p有效值355mV) 时, 在70MHz调制器所产生的频偏应为±4MHz。则当输入信号电压为1/10 Vp-p (即有效值35.5mV) 时, 将产生的频偏为±400KHz (最大值) 。用ME434测试频偏, 就是基于上述理论, 在调制器的输入端输入-29.8dBm, 参考频率100KHz的基频信号, 在调制器的输出端测得频偏的有效值。
有效频偏与最大频偏的关系为:
3 中频到基频的测试
解调器的斜率
测试方法:
3.1 使用仪器
ME434和GB-9电压表 将ME434中频发机的中频输出连接到解调器的中频输入端
(1) 中频-发 中心频率 70MHz
(2) 中频-发 扫描带宽 ±6MHz
(3) 中频-发 中频输入电平 +5dB
用GB-9电压表在中频解调器W2中心端测行音频电压为85~130mV之间即为正常值。
3.2 使用ME434
3.2.1 根据下面校准中频发机的调频斜率, 连接中频发机中频-10dBm输出到中频收机的中频输入端。测试方框图[5]
(1) 基频-发 基频频率 100KHz
(2) 中频-发 扫描带宽 零
(3) 中频-发 扫描中心 70MHz
(4) 示波器 Y1显示 空挡
(5) 示波器 Y2显示 频谱
(6) 示波器 消隐 关
(7) 示波器 校准 关
(8) 中频一收 中频输入电平 -10dBm
3.2.2 根据下面测试解调器的解调灵敏度
(1) 中频-发 中频输出 中频输出到解调器中频输入
2) 基频-收 基频输入 解调器的输出到基频输入端
(3) 基频-收 输入 基频
(4) 基频-收 基频频率 100KHz
由基频收机读取基频输入电平值为XdBm
摘要：本文结合实际工作介绍了微波综合测试仪ME434对微波传输中频系统的测量方法
关键词：微波综合测试仪,ME434微波传输中频系统,测量
参考文献
[1]王瑞东, 党保军.无线电通讯技术.2003年12卷4期.
[2]张家谋等.电视传输与测量.邮电人民出版社.
微波综合测试仪 篇3
今年大会按应用不同把微波技术部分分成四个主要领域:微波模拟技术, 有源电路以及无源器件和微波系统。会议邀请的专家报告包括硅片集成技术, 以硅为基础集成技术, 这是目前最重要的器件集成化和系统小型化重要的研究方向。专题讨论会是关于在THz频段上用CMOS实现新的技术和器件, 这对新的领域的发展就会有很大的促进。第三, 全球定位系统的一个虚定位系统, 称为射频定位系统。这个射频定位系统对室内或人口密集等GPS效果不好的空间很有作用。室内的定位非常重要, 比如对老年人或对很多物品的管理、安全等等。第四高效计算设计优化和模拟方法, 主要作为大规模集成电路的建模。因为射频里面主要是模拟电路为主, 计算设计优化也是一个非常重要的研究领域。今年一个特殊的研究方向是超导技术对基站的滤波器还有加速器的一些新的进展, 由于新材料的发展, 促使超导技术在射频器械的实际使用化更新了一些新的思想和技术。
今年大会的特邀报告, 来自于诺基亚专门管关键技术研究部门的副总裁, 介绍如何在无线技术里面创新, 还有新型技术的产生。移动通信里面现在存在几个问题, 第一个问题就是频谱使用率的问题;第二是由于互联网的速度要求越来越高, 这就带动了移动通信无线技术的速度要求也越来越高, 这些都需要在射频微波传输技术上寻找突破。
在本次IMS 2009展览中, 许多公司都根据最新技术需求发布最新的相关产品, 比如仪器公司泰克科技就在大会上展出了新添重要增强功能的RSA6000系列频谱分析仪, 硬件和软件增强功能采用更先进的触发技术和实时信号分析技术, 缩短了解决问题的周期, 特别适合于频谱管理、雷达、电子对抗和无线电通信应用。
随着数字射频技术的普及, 无线信号测试也需要适应从原来的模拟信号和模拟器件向数字技术转移的需求, 另一方面, 无线信号的频率越来越高, 信号越来越复杂, 如何捕获各种信号也是一个全新的挑战。实时带宽高达110MHz的RSA6000拥有先进的时间、幅度和DPX Density (数字荧光概率) 触发功能, 结合扫频DPX技术可以更快地发现和捕获这些间歇性迅速变化的信号。泰克RTSA技术专家钱永介绍, 新的仪器通过快速变换技术解决高速信号捕获问题, 对于电子对抗来说, 它能满足既捕获信号又分析信号的需求。RSA在捕获跳频、脉冲和干扰等无线传输中的瞬态信号来说, 比传统测试方法更准确、更方便。同时, RSA6000可以对最高频率达14 GHz的信号进行全频段DPX扫描, 满足80%以上雷达测试需求。
微波站电磁环境测试与干扰计算 篇4
一、微波站电磁环境测试
1.1 测试的目的
对微波站进行实地测试，并对测试数据做进一步的计算会使我们得到直观、可靠的分析结果。测试的目的就是要确定预选的站址是否符合国家标准的要求，保证微波站的可靠通信，并在发现干扰时寻求抗干扰措施。最后，为频率的指配提出科学、合理的建议。
1.2 测试系统的组成
微波站电磁环境测试系统主要由高性能频谱分析仪和各种测试天线组成。如果有相应的控制软件，还可以组成自动测试系统。自动测试系统可以在极少人工干预的情况下完成电磁环境测试任务。它的硬件部分主要由各种标准测试天线、低噪声放大器、频谱分析仪、微型旋转电机、控制器、笔记本电脑等组成；软件部分主要由控制和干扰计算软件组成。人工测试系统不含微型旋转电机和控制器，计算软件与自动测试系统是通用的。相应的配套设备还应有射频限幅器、衰减器、罗盘、GPS定位仪、经纬仪、天线三角架、低损耗馈线、及直流电源等。
常用微波测试天线有对数周期天线、标准增益喇叭天线、双脊波导喇叭天线、抛物面天线等。对于微波测试，在2GHz以下的低频段常选用200～1000MHz和1000～2000MHz两种频段的对数周期天线，增益范围约5～12dB；喇叭天线携带方便、方向性较强，增益一般在18dB左右；抛物面测试天线方向性强、增益高，常用的有直径1m、0.8m和0.6m，频段范围在700MHz～20GHz之间。
常用的中、短波和超短波测试天线有有源单极电场天线，频段范围30Hz～50MHz；对称偶极子天线，频段范围30～1000MHz；双锥天线，频段范围30～300MHz；对数周期天线，频段范围30～1000MHz。
放大器应选用高增益低噪声放大器，我们常用的低噪声放大器有进口微波低噪声放大器，带宽1～26.5GHz，典型增益30dB，噪声系数7～12dB；国产微波低噪声放大器，带宽1GHz，增益大于55dB，噪声系数≤2.5dB。
1.3 测试内容
测试内容是根据国标GB13616-92《微波站电磁环境保护要求》按照微波收信机的射频频段、中频频段和基带频段对来自卫星通信系统的干扰，工业、科学和医疗射频设备的干扰，以及微波、雷达、广播、电视和其它无线电发射机的同频、带外和杂散干扰进行相应的测试。
1.4 测试方法
选择合适的高度将测试天线尽量架设在靠近待测站址的位置，测量测试地点的环境温度、地理位置、海拔高度并做记录。按照预定的测试方案连接好测试系统，了解测试场地附近是否有强干扰源（如雷达、广播、通信发射机等）。如果无法事先了解，应将前置放大器与测试接收机断开，加入衰减器并将输入衰减置于自动或最大档，确认有无强干扰源，再根据实际情况进行具体测量。测试系统加电、预热，并且正常工作后，正确预置测试频段，将天线仰角置于水平位置，由正北开始，根据频谱仪的扫描速度缓慢转动天线360°，搜索各方位干扰信号。发现干扰信号后，在干扰较强的方位附近反复转动天线，改变俯仰角和方位角，寻找干扰信号最大值，记录干扰信号频率、幅度、极化、方位角、俯仰角等参数。测试时要注意随时保持测试系统工作在线性状态，防止测试接收机过载，还要注意测试地点的温度是否符合测试设备对环境温度的要求。
二、微波站干扰允许值
来自其它地面微波通信系统、雷达系统、广播和电视系统的干扰（一个干扰源或两个以上干扰源同时存在时）对于数字微波系统2500km假设参考数字通道64kbps输出端的干扰允许值均应符合下述要求:
(1) 任意月份0.02-0.04%以上时间内，任意1分钟射频干扰功率引起的平均误码率应不超过10-6。
(2) 任意月份0.0027-0.0054%以上时间内，任意1秒钟射频干扰功率引起的平均误码率应不超过10-3。
(3) 任意月份由于射频干扰功率引起的误码秒累积时间应不大于0.016-0.032%。
三、微波站干扰容限的计算
干扰计算首先要计算微波收信机的干扰容限，即计算微波收信机输入端的干扰信号允许值。然后，计算微波收信机输入端的实际干扰信号电平，与干扰容限相比较后，就可以对干扰程度作出定量的分析了。
国标GB13616-92《微波站电磁环境保护要求》中规定的模拟微波接力系统和数字微波接力系统对于来自卫星通信系统，或其他地面微波通信系统、雷达系统、广播和电视系统的干扰允许值是对2500Km假设参考电路（或数字通道）而言，实际电路并不一定能与假设参考电路（或数字通道）相一致，存在一个如何将干扰允许值的指标分配到实际电路的问题。
对于实际数字微波接力通信系统干扰指标的分配，则不论传输电路类别，也不论传输电路的长短，误码指标只分配时间百分比，不分误码门限。下表给出了来自卫星通信系统的干扰允许值。
国标中对于数字微波通信系统的干扰允许值是根据"假设参考数字通道性能指标的恶化量，不应超过其总指标所述时间率的15～20%，其中来自卫星系统干扰引起的恶化量应不超过10%；来自其他地面微波、雷达、广播、散射干扰引起的总恶化量应不超过5～10%。"而提出的。因此，在考虑实际电路干扰允许值时，应按上述内容来处理。
由系统误码率指标导出信噪比理论值，最后得出信号干扰比允许值，这种方法用于对数字微波接力通信系统的计算。信号干扰比是指收信机输入端信号载波功率与干扰功率之比。
1、误码率计算公式
对于BPSK, QPSK等调制信号：
式中：Eb/No-归一化信噪比；
erfc (x) -补余误差函数。
2、信噪比理论值的求解
对于不同的调制解调方式，误码率与相应的Eb/No有不同的关系，或者说在相同误码率情况下，不同调制方式微波收信机的归一化信噪比是不同的。根据所述误码率计算公式即可求出Eb No或C/N值。
在进行系统性能比较和计算时使用单位比特能量与噪声功率谱密度之比Eb/No比较方便, 但实际测量和干扰计算时, 使用C/N则更为方便。C/N是规定在等于码元速率fB的双边奈奎斯特带宽内, 平均载波功率与平均噪声功率之比。Eb/No和C/N有如下关系:
(3) 门限信噪比的求解
在调制方式确定的情况下，理想数字微波传输系统的误码率由收信机输入端的理论信噪比C/N值唯一确定。要达到规定时间百分比内的误码指标，必须保证一定的信噪比，信噪比越高，误码率越低。实际的传输电路在传输设备和传输电路上都存在各种恶化和干扰，需要比C/N更大的信噪比值来保证传输电路的正常工作。因此，实际的门限信噪比值，还需要考虑由设备不完善引起的恶化（这种恶化和信号强度有关，可以等效为信号电平的降低）；系统内部干扰引起的恶化和系统外部干扰引起的恶化（这种恶化和信号强度无关，干扰的影响可按噪声功率相加的方法计算）。
因此，对于同波道干扰，即干扰源的载波频率与有用信号载波频率相同时，实际门限信噪比可通过下式计算：
式中： (C/N) th-对应于某一误码率（如10-3或10-6）的门限信噪比值，dB;
δ1-设备恶化量（设备厂家给出），dB
δ2-系统内部干扰的恶化量，dB
δ3-系统外部干扰的恶化量，dB
对于SDH微波传输系统，在计算信噪比理论值时应考虑3dB的编码增益。
四、结束语
微波站的电磁环境测试和干扰分析是微波通信系统建设前的一项非常重要的工作。认真做好这项工作, 对于我们提高无线电频谱资源的有效利用率, 加强通信质量具有重要意义。这项工作的开展，有效地避免了微波通信系统建成后可能遇到的干扰，相应地提高了待建系统的通信质量，降低了建设成本。
摘要：微波站的电磁环境测试和干扰分析是微波通信系统建设前的一项非常重要的工作。本文遵照国标要求, 对所需参数和测量方法进行了阐述, 为微波站建站选址工作提供参考。
关键词：微波站,电磁环境,干扰
参考文献
[1]GB13616-92《微波站电磁环境保护要求》
[2]GB/T13619-92《微波接力通信系统干扰计算方法》
[3]《电波传播工程计算》肖景明王元坤著
微波综合测试仪 篇5
目前, SAGD采油技术已在辽河油田进行了规模应用。为了满足SAGD高温高压产出液含水率在线的准确测试, 本文分析了SAGD采油环境, 以产出液的实际工况条件为设计基础, 建立了基于微波多参数耦合测试原油含水率模型, 并在此基础上, 研制了SAGD高温高压产出液含水率在线监测实验台。
该实验台可模拟高温、高含水产出液含水率测量环境, 为SAGD油井产出液含水率在线测量提供了客观依据和理论指导。
1 测试原理
目前, 常用的原油含水测试方法根据其工作原理的不同, 主要可分为密度法、电容法、射线法和微波法[1,2,3,4]。其优缺点比较见表1。
本文针对辽河油田SAGD油井产出液的特点, 研究原油含水率的测试影响因素, 建立了多参数耦合神经网络预测模型, 对微波测试技术加以改进, 提高了测试精度, 使其满足辽河油田SAGD产出液含水率的测试需求。
1.1 微波测试原理
微波测量法是一种非接触式测量方法, 利用的是油、水对微波能量吸收能力不同进行测试的。
微波发生器通过波导管向油水发射射线时, 其能量会有一定的损失。某一频率下, 水对微波的吸收系数远大于原油对微波的吸收系数, 通过检波器检测透射的能量即可检测出原油的含水率。油、水对微波吸收规律服从郎伯—贝尔定律:
I-透射能量;I0-透射能量;μ-透射能量;
C-介质浓度;l-介质厚度;
1.2 多传感器信息融合测试技术
多传感器信息融合技术与单一传感器的信号处理技术有着本质的区别。通常传感器都存在交叉灵敏度, 表现在传感器的输出值不只决定于一个参量, 当其它参量变化时输出值也要发生变化, 存在交叉灵敏度的传感器, 性能不稳定, 测量精度较低。利用微波法对原油含水率检测过程中就存在对温度、压力、密度的交叉灵敏度, 降低了微波法测试的精度和稳定性。
因此, 在原有微波法的基础上, 对影响测试精度的温度、压力和密度参数进行测试补偿, 对微波测试结果加以修正, 使测试结果更加准确。
1.3 神经网络技术
神经网络技术是模拟人类大脑而产生的一种信息处理技术, 神经网络使用大量简单的处理单元 (即神经元) 处理信息, 神经元按层次结构的形式组织, 每层上的神经元以加权的方式与其它层上的神经元联接, 采用并行结构和并行处理机制, 具有很强的容错性以及自学习、自组织和自适应能力。它仅仅借助样本数据, 无需建立系统的数学模型, 就可对系统实现高度非线性映射[9]。具有高拟合精度的神经网络技术是进行信息融合处理的有效措施。下图是建立的含水率多参数耦合测试神经网络模型。
该模型对多传感器数据融合处理效果较好, 实现了多个输入参数与输出结果之间的非线性映射, 从而避开了影响方程准确度的误差因素, 提高了测量精度。
2 SAGD产出液含水率在线测试实验台
本文总结现场应用的实际经验, 设计并建立了基于微波法辅以多传感信息融合技术和神经网络技术的含水率在线监测系统。试验装置流程图如图2所示。
实验装置主要分为:油气水组分及物性调节系统、多传感器测试系统、神经网络数据分析系统、油气水分离贮存系统。
油气水组分及物性调节系统包括加热、加压装置、流量传感器、混相器。可为实验过程提供不同组分、不同物性参数的油气水混合液。
多传感器测试系统主要包括压力、温度、密度传感器和气相粗分离器。气相粗分离器的主要作用是将混合液中大部分游离气体进行粗分离, 减少游离气对测试过程的影响。利用多传感器对影响测试过程的温度、压力、密度等参数进行测试。
神经网络数据分析系统由PLC控制系统和计算机组成, 通过对影响测试精度的温度、压力、密度等信息进行提取, 建立标准的数据样本库, 利用人工神经网络数据处理技术在线分析含水率。
油气水分离储存系统是由油气水三相分离装置及油气水储罐构成。将试验后的油样进行三相分离并贮存。
3 结语
本文在分析辽河油田SAGD采油实际情况的基础上, 建立了多参数耦合神经网络预测模型, 设计并建立了SAGD高温高压产出液含水率在线监测实验台, 该方法克服了以往微波法重复性差、测试精度不高的缺点。该实验装置现已经应用到辽河油田SAGD在线含水测试技术的前期研究中, 为辽河油田SAGD在线含水测试的研究做了前期准备和理论指导。
摘要：为了满足SAGD高温高压产出液含水率在线的准确测试, 本文以SAGD高温产出液的实际工况条件为设计基础, 利用多传感器信息融合测试技术和神经网络技术, 建立了基于微波多参数耦合测试原油含水率的数学模型, 并在此基础上, 设计并研制了SAGD高温高压产出液含水率在线监测实验台。
关键词：微波,多参数耦合,含水率,实验台
参考文献
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[8]张菊秀.多传感器信息融合技术和发展[J].电子世界, 2005, (4) :6-7
广播电视数字微波网络的综合应用 篇6
近年来, 山西广播电视微波电路先后完成了省内北线、东线、南线的微波数字化改造, 形成主干线为SDH 155 Mbit/s电路, 其余为PDH 45 Mbit/s容量的SDH、PDH混合数字微波网。改造后的数字微波网络除用于省内广播电视节目的传输外还留有足够的E1口, 便于进行其他业务的传输。微波干线路由如图1所示。
微波电路中的骨干微波站点, 均设置在省直属综合发射台内, 这些台站分布于全省各地的高山上, 地域分布的离散性和高山环境的艰苦性给台站的安全播出管理工作带来了较大的困难。为解决此问题, 我们利用改造好的数字微波网络E1通道进行了高山台站监测、办公自动化综合应用网的建设。
2网络拓扑结构
该网络由数字微波通道、SDH综合复用设备、交换机构成, 可实现语音、视频、数据的传输。数字微波SDH通道向每个前端提供了正向、反向各1个E1通道, 传输速率为2 Mbit/s, 通过以太/E1协议转换器实现了以太网与SDH之间的协议转换, 台站交换机采用二层交换机, 中心采用三层交换机。图2为网络结构示意图。
按照省数字微波的传输模式, 各台站的数字微波均汇总到太原微波站, 监测中心与太原微波站之间进行以太网络的连接, 太原站与每个台站之间均开通数字微波通道, 并已分接为E1 (2 Mbit/s) 的传输单元, 利用以太/E1协议转换器 (成对使用) , 实现基于以太协议的计算机网络信号在数字微波E1通道中进行传输。
监测中心选用H3C S3600的三层交换机, 太原站及各前端选用H3C 3100系列的可网管二层交换机, 各交换机之间通过“Trunk (主干) ”方式进行连接, 单个前端的交换机分别划分出1个Trunk口和多个VLAN, 其中VLAN50用于监测, 其余VLAN分别用于办公自动化、上网等业务。
采用划分VLAN的方式将各项业务在传输通道上进行隔离, 能够使数字微波的E1通道被最大化利用, 同时也保证了各业务所传输数据的安全, 避免了广播域风暴对整个网络的影响。交换机与交换机的连接采用了Trunk模式, 保证了不同前端同一VLAN之间的通信。
台站数据资料传回监测中心, 监测中心现有的服务器可实现对多项数据的存储, 同时值班人员可以通过大屏幕显示墙实时监看台站的设备运行情况。
3系统配置
根据以上方案, 结合无线中心及各台站的需求, 搭建了集发射机监控系统、台站环境监控系统和办公自动化系统为一体的综合网络系统, 以下分别对这三个子系统进行介绍。
3.1发射机监控系统
发射机监控系统是发射台自动化的第一步, 实现了发射机单机的自动控制, 解决了发射机运行数据采集、运行过程自动控制、故障自动保护等问题, 极大地提高了发射机的安全播出率, 降低了管理操作人员的工作强度。
该系统从开始研发到使用经过了一年的时间, 实践证明该系统运行稳定, 能克服发射台恶劣的电磁环境的影响, 监测数据真实准确, 满足设计前所提出的要求。
发射机监控系统由本地监控系统和远程监测系统构成, 通过本地监控系统可以实现发射机的自动开关机、自动功率控制、手动功率控制, 可以对发射机的各项运行指标进行记录并实现自动报警。通过远程监测系统可以在省局实时监测高山台站发射机的运行情况。
(1) 本地监控系统
本地监控系统由可编程控制器 (PLC) 、工业控制计算机 (简称工控机) 、服务器三部分组成, 其中PLC起下位机的作用, 负责对发射机的数据进行采集并对发射机进行控制, 由于PLC自带的人机界面不易于普通值班人员操作, 所以增加了工控机 (上位机) 并开发了适于值班人员使用的软件, 工控机通过RS-485接口与PLC连接, 一方面将PLC采集的数据进行显示, 并将这些数据存入服务器, 另一方面则通过软件界面来实现用户对发射机的控制。服务器负责对发射机的各项数据进行存储。
(2) 远程监测系统
远程监测系统采用了BS (Browse Server) 架构, 台站发射机数据通过数字微波E1通道传回省局监测中心服务器后, 各相关业务部室可以通过内部局域网连接服务器所提供的页面, 实时监看各项数据, 了解远程反射机的运行状态。
3.2台站环境监控系统
在发射台架设摄像机, 分别拍摄台站全貌、院内、发射机房、微波机房的场景。用于拍摄发射台全貌、发射台院内的摄像头均可以转动和变焦。数字硬盘录像机/视频服务器将摄像机拍摄的视频信号按照MPEG4或H.264标准进行实时编码处理, 根据需要存储在硬盘上, 同时提供网络视频服务。在局监测中心的视频监控服务器上, 可以通过数字微波E1口提供的网络连接至数字硬盘录像机, 实时察看视频, 调看历史视频记录。环境监控系统如图3所示。
3.3办公自动化系统
由于各台站大多处于高山, 交通不便, 有些台站甚至连电话线路都不稳定, 与省局通信联络不畅, 为保证各种公文能够及时传达到台站并将台站信息反馈回中心, 无线中心利用数字微波网络建立了办公自动化系统, 利用这套系统可以开展电视电话会议、内部网页浏览、发布各类公告、文件下载等多种业务, 并为台站提供宽带上网的服务。办公自动化系统主要包括以下三个子系统:
(1) 电视会议系统
该子系统利用SDH综合复用设备提供的接口, 通过安装在各台站及无线中心会议室的摄像头, 实现了中心与各台站的电视会议功能。
会议系统的组成:每个台站为一个分会场, 安放一台视频会议终端, 终端接上电视机作为回显设备、利用由数字微波SDH提供的通道作为传输媒介。终端配置一台核心编解码器、一个摄像头, 一个全向麦克风以及一个遥控器。核心编解码将摄像头和麦克风输入的图像及声音编码通过网络传回中心, 同时将网络传来的数据解码后将图像和声音还原到电视机和音响设备上, 实现了与远端的实时交互。终端通过呼叫IP地址进行连接。中心 (主会场) 采用MCU (视频会议多点控制单元) 进行管理。
(2) 远程电话系统
该子系统将省局的虚拟局域网830系列电话延伸到高山台, 极大地方便了省局与各台站的联系, 节约了通讯费用。电话中心点通过SDH综合复用设备与程控交换机 (PBX) 相连。台站的SDH综合复用设备配置一块多路的用户板, 为台站提供4～8路电话接口。
(3) 宽带上网系统
该子系统采用宽带共享方式, 为高山台提供了2 Mbps的ADSL接入, 利用SDH综合复用设备所提供的网络传输功能, 将互联网延伸至台站, 从而实现台站上网。出于安全的考虑, 将上网业务划分到一个单独的VLAN中, 所以在方案中, 远端台站采用了可划分VLAN的二层交换机, 中心采用了三层交换机。
4结束语
利用数字微波通道进行传输的监测、办公自动化综合应用系统是我们结合自身的实际情况经过摸索、试验所建立起来的一套实用的系统, 在今后的使用中, 我们将进一步完善该系统的各项功能, 使之成为一个集信息共享、综合管理、事业运行、特性服务于一体, 符合无线广播电视事业发展的要求, 具有数字化、网络化、自动化与智能化特点的无线信息化管理平台, 实现无线广播电视各项业务的有机结合和整体资源的优化配置, 提高传输质量, 更好的完成安全播出任务。
参考文献
[1]车晴.数字卫星广播与微波技术[M].中国广播电视出版社, 2004.
[2]孙学康, 张政.微波与卫星通信[M].人民邮电出版社, 2000.
微波综合测试仪 篇7
关键词：鳖甲,微波灭菌,正交设计,多指标综合评分
复方鳖甲软肝片是我国治疗慢性肝炎纤维化、早期肝硬化的首选药[1], 主要由鳖甲、赤芍、当归等11味药组成, 其中鳖甲为原材料粉碎直接入药。国家食品药品监督管理总局 (CFDA) 明确规定:中药原粉入药品种必须选择合适的方式进行灭菌[2], 药材的灭菌工艺是影响制剂质量的重要因素。
不当的灭菌方法会破坏中药材中的有效成分而降低其疗效, 也可使药材产生一些有害物质或残留灭菌介质从而损害机体, 也可导致活性成分迁移。因此以原粉入药的中药的灭菌方法与一般药材不同, 应有严格的工艺要求。常用中药灭菌方法包括湿热灭菌、紫外线灭菌、环氧乙烷灭菌法、滤过除菌、臭氧灭菌、干热灭菌法、Co60辐射灭菌等, 但均存在一定不足[3]。据文献报道, 微波灭菌技术具有良好的灭菌效果, 其穿透力强、时间短、效率高, 对药材的成分不造成影响[4,5]。CFDA在进行中药新药审评时[6], 对微波灭菌技术的效果给予了肯定, 认为其是理想的中药材灭菌方法。
本研究采用微波灭菌法处理复方鳖甲软肝片中以原粉入药的鳖甲, 为避免单一指标进行工艺优化时产生偏差且兼顾微波灭菌的效果与药材质量, 拟以灭菌率和肝星状细胞LX-2的生长抑制率为考察指标, 采用正交设计多指标综合评分法优化微波灭菌工艺, 筛选最佳灭菌工艺, 现报道如下。
1 仪器与材料
1.1 仪器
YHD-4HMY型微波杀菌机 (北京亿慧达微波设备有限公司, 工作频率为2 450MHz, 微波功率最大可调6 000W) ;BAS-124S电子天平 (赛多利斯科学仪器有限公司) ;XDS-1B倒置生物显微镜 (北京京瑞天下科技有限公司) ;Forma Series II水套CO2培养箱 (Thermo Fisher) ;Multiskan GO全波长酶标仪 (Thermo Scientific) 。
1.2 试药
鳖甲药材 (中国人民解放军第三〇二医院提供, 经中国人民解放军第三〇二医院袁海龙研究员鉴定为鳖甲) ;pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液 (北京三药科技开发公司, 批号:140306) ;细菌营养琼脂培养基 (北京三药科技开发公司, 批号:140212) ;霉菌玫瑰红钠琼脂培养基 (北京三药科技开发公司, 批号:140228) ;水为重蒸水, 其他试剂均为分析纯。
胎牛血清 (美国HyClone公司, 批号:DPEO167) ;二苯基四氮唑蓝 (MTT, 批号:1325B38) 、二甲基亚砜 (DMSO, 批号:20130505324) 均购自美国Amresco公司;LX-2肝星状细胞 (北京协和细胞资源中心) 。
2 方法与结果
2.1 因素水平确定
在微波干燥灭菌的实践经验和前期单因素试验基础上, 选取灭菌功率 (A) 、灭菌时间 (B) 和药材含湿度 (C) 为考察因素, 每个因素设定3个水平, 具体因素水平见表1。
2.2 药材处理
称取粉碎的鳖甲3份, 每份0.20kg, 分别以10%、20%、30%纯化水拌润均匀, 取样, 检测细菌数。按照L9 (34) 正交表安排试验, 微波真空干燥箱温度设定为60℃, 润湿鳖甲药材后以一定的厚度 (1~3cm) 均匀平铺于微波真空干燥箱内部托盘上, 按照预定的灭菌功率和时间对鳖甲进行灭菌处理, 灭菌结束后, 立即将药材装入已灭菌的容器中备用。
2.3 微生物限度检查[8]
参照《中国药典》2010年版一部附录ⅩⅢ中的微生物限度检查法, 取灭菌前后药材各10g, 加pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液溶解至100mL, 作为1∶10供试液。取1∶10供试液1mL加0.9%无菌氯化钠溶液至10mL, 作为1∶100供试液。采用稀释法 (0.5mL/皿) 检查 (附录ⅩⅢC) 细菌数, 采用常规法检查酵母菌数, 采用常规法检查控制菌数。
灭菌率 (%) = (灭菌前细菌数-灭菌后细菌数) /灭菌前细菌数×100%。
2.4 MTT法测定鳖甲抗纤维化作用
2.4.1 细胞系及其培养条件
LX-2肝星状细胞系在含有20%胎牛血清、1.0×103U/L青霉素、100mg/L链霉素以及必需氨基酸和葡萄糖等营养物质的培养液中, 于37℃、5%CO2环境下进行常规培养, 实验均在细胞生长对数期时进行。
2.4.2 供试品溶液配制
精密称取灭菌前及不同灭菌条件下处理的鳖甲各5g, 分别置于50mL具塞锥形瓶中, 加75%乙醇25mL, 称重, 超声提取60min, 取出放冷后再称重, 补足减少的重量, 摇匀, 离心10min (7 000r/min) 。提取液过0.45μm微孔滤膜, 取续滤液, 冷冻干燥, 供抗肝纤维化试验使用。
2.4.3 鳖甲药材提取液细胞抑制率测定
前期实验[8]确定了样品最佳添加量为35%浓度。取对数生长期LX-2肝星状细胞, 采用胰酶常规消化成单细胞悬液, 接种至96孔板中 (每孔约5×104细胞) , 孔板四周以无菌PBS填充以防止边缘效应。细胞置于96孔板中贴壁24h后 (每孔200μL) [9], 将其分成10组分别给予35%浓度灭菌前鳖甲药粉溶液、灭菌后鳖甲药粉溶液 (含0.1%DMSO的培养基溶液) , 并设置8个空白对照孔 (加入含相应浓度生理盐水的DMEM培养基) 和8个调零孔, 细胞在37℃、5%CO2条件下培养48h后, 加入5mg/mL MTT溶液20μL, 继续培养4h后, 小心吸取培养液, 每孔加入DMSO溶液200μL, 摇床低速振荡10min后, 采用酶联免疫检测仪测定各孔在490nm处的吸光度值, 实验重复3次。结果见表2, 方差分析见表3。
抑制率= (A0-A1) /A0, 其中A0为阴性对照组吸光度值, A1为药物组吸光度值。
2.5 正交试验结果
按照L9 (34) 正交设计表进行试验, 分别测定各条件下的灭菌率和细胞抑制率。
采用综合加权评分法[10,11], 结合该工艺的特点和相关文献, 权衡各指标对处方的影响, 设定指标灭菌率 (X/%) 和细胞抑制率 (Y/%) 的权重系数分别为0.6、0.4, 根据各指标的权重, 计算多属性综合评价指标, 对正交试验数据进行综合分析, 综合评分=0.6X/98.1+0.4Y/50.97, 结果见表2、表3。
直观分析表明, 以综合评分为标准, 在所选因素水平范围内, 各因素作用主次顺序为B>C>A, 方差分析表明, B (灭菌时间) 为主要影响因素, 具有显著性 (P<0.05) , 最终确定最佳提取工艺为A2B2C2, 即灭菌功率为4 000W, 灭菌时间为6min, 药材含湿率为20%。
2.6 最佳工艺条件验证
按照最佳工艺条件灭菌3批鳖甲药材, 测得鳖甲中各指标成分含量, 并计算综合评分, 结果见表4, 与预测值接近, 其RSD为0.863%。鳖甲中霉菌及酵母菌数每1g<100cfu, 微生物控制菌, 包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌均未检出, 证明该方法稳定可行。
(%)
3 讨论