基于数字示波器的超宽带成像半实物仿真测试方法及系统

摘要

本发明公开了基于数字示波器的超宽带成像半实物仿真测试方法及系统，包括测试板、示波器、上位机，所述测试板上集成有信号发射器件、信号接收器件、发射天线和接收天线，信号源将信号发射给信号发射器件，信号发射器件将信号分别传输给发射天线和信号接收器件，接收天线接收发射天线发射后被待测物反射回来的信号，接收天线将信号传输给信号接收器件，信号接收器件与数字示波器连接，示波器与上位机通信。本发明减少了对示波器的人为操作次数，减轻了对示波器的磨损，能够灵活添加新的信号处理算法及成像计算功能，提高了算法及器件分析测试的效率。

主权项

基于数字示波器的超宽带成像半实物仿真测试系统的测试方法，所述系统包括测试板、示波器、上位机，所述测试板上集成有信号发射器件、信号接收器件、发射天线和接收天线，信号源将信号发射给信号发射器件，信号发射器件将信号分别传输给发射天线和信号接收器件，接收天线接收发射天线发射后被待测物反射回来的信号，接收天线将信号传输给信号接收器件，信号接收器件与数字示波器连接，示波器与上位机通信；所述信号发射器件是定向耦合器；所述信号接收器件包括放大器、功分器、低噪声放大器、混频器，信号接收器件的放大器接收定向耦合器的信号，放大器的信号传输给功分器，功分器的信号传输给混频器，低噪声放大器接收接收天线的信号并将信号传输给混频器，混频器将功分器传输过来的信号与低噪声放大器传输过来的信号进行混频后传输给示波器；所述示波器用于采集测试板信号接收器件输出的信号，进行高精度AD转换；所述示波器通过LAN或USB线与上位机连接，所述示波器与上位机之间通过VISA通信协议进行通信；其特征是，所述方法主要分为如下步骤：步骤(1)：开始，首先确认LAN或者USB线连接了上位机与示波器；上位机通过VISA通信协议确认示波器的通信协议地址被搜索到，至此表示上位机与示波器能够通信；步骤(2)：打开上位机人机界面软件，执行VISA连接示波器命令，确定连接完成；步骤(3)：设置示波器的相关参数，所述相关参数包括采集数据长度、采样率、带宽、采集数据次数、通道选择；步骤(4)：判断参数设置是否成功，如果设置成功则上位机显示第一路的信号波形，如果设置失败则不显示波形，然后进行线路检测，根据提示排除问题，排除问题后返回步骤(3)；步骤(5)：开始采集数据，上位机将已经设置的示波器参数传送给示波器，示波器执行采集数据命令；步骤(6)：示波器采集一组信号数据，保存；步骤(7)：判断数据采集的次数是否达到已设置的值，如果是就进入步骤(8)；否则返回步骤(6)；步骤(8)：对达到采集次数的数据依次进行信号处理，图像处理；信号处理结束后，上位机显示信号处理之后的信号波形；图像处理结束后，上位机显示最终所成的图像；步骤(9)：判断是否停止采集，如果是则停止采集，结束；否则返回步骤(6)；所述步骤(8)的具体步骤为：步骤(8‑1)：中值滤波；步骤(8‑2)：均值滤波；步骤(8‑3)：时域门处理；步骤(8‑4)：目标提取，采用峰值检测方法获得满足实际要求的信号为目标信号；步骤(8‑5)：信号距离补偿算法；步骤(8‑6)：结束；所述步骤(8‑5)的具体步骤为：步骤(8‑5‑1)：确定一个距离临界值μ，当传播路径大于此临界值才进行距离补偿，否则不进行补偿；步骤(8‑5‑2)：目标信号距离补偿公式为：$Y\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{Y}_{\mathrm{org}}\left(t\right)& L\le \mu \\ Y_{\mathrm{org}}\left(t\right)*{\left(\frac{L}{\mu }\right)}^2& L>\mu \end{array}\right.---\left(1\right)$式中：Y_org(t)是没有补偿的原信号幅度值；Y(t)是获得距离补偿之后的信号幅度值；L是由每个信号点对应的时刻t计算得到的传播路径，计算公式是L＝C*t，C为电磁波的传播速度；当L小于等于临界值μ时不对当前信号点进行补偿，当L大于临界值μ时，将当前信号点的幅值乘以当前点的传播路径L与临界值比值的平方作为新的信号幅值；信号补偿时先自动提取信号特征，仅对目标信号进行距离补偿，而非单纯按照距离对所有信号补偿，避免杂波噪声被错误地放大。