基于LabVIEW的机载设备电磁兼容自动测试平台研究

摘 要：民用飞机机载设备的电磁兼容测试是确保飞机飞行时设备能否正常工作的关键实验，而设备的天线电磁兼容性是系统性能的基本要求，如何精确测量天线的干扰是评估设备电磁兼容性能的关键。由机机载设备数目较多，设备与设备之间有多条连接电缆，所以人工测量每条电缆的传导辐射将会花费大量的时间也容易导致测量误差的出现。文章详细的讲解了机载设备电磁兼容性能的测量方法，并开发了基于LabVIEW的自动测试平台，实现自动测量，提高了测量效率，减少了误差。

关键词：电磁兼容；民用飞机；自动测试系统；LabVIEW

引言

民用飞机的电磁兼容性是指飞机的机载设备在正常运行时，不干扰其它设备的同时也不受其它设备的干扰。飞机的机载系统中多数设备为射频接收机，因此极易受到电磁干扰。其中导航和通讯系统最容易受到干扰。设备所受到的干扰可以来自系统的外部和系统的内部。设备对系统外部电磁干扰的抵抗能力是设备在设计和运行时主要考虑的因素，设备对系统内部电磁干扰的抵抗能力是设备安装时的首要考虑因素。内部干扰可以来自系统的任何一台设备，而且通常由设备内部处理器时钟、谐波电流、高速数据传输线和开关电源产生。因为潜在的干扰源有很多，人为的去测量每一个频段将花费大量的时间也很容易导致错误出现。

1 系统的测试流程

进行测试时，用电流探头去夹住设备之间的电缆。由计算机向频谱仪发送各个频段的参数，对线缆在各个频段的辐射进行测量，寻找出明显高于底噪的尖峰点。将尖峰点进行标记后，通过更改频谱仪的测量参数，更精确地确定所标记的尖峰点对应的频率及幅值并记录。切换频谱仪的输入，将所对应的工作频段的天线接入频谱仪，观察天线的测量曲线上在标记尖峰点对应的频率上是否也同样存在尖峰，若存在则证明天线所接的设备端存在一个电磁兼容问题。

由于干扰的存在精确地寻找出尖峰点的信息是整个测试流程的关键。在测试时首先在频谱仪上找出测量曲线的最大值点并标记，通过调整频谱仪的扫频宽度（Span）和显示精度（RBW）进行放大，并把尖峰点的频率设置为频谱仪中心频率。放大后再次寻找当前测量曲线的最大值并标记。循环这个过程直至找到精确的尖峰点的频率，之后再寻找下一个尖峰点。

2 系统结构

2.1 系统的硬件结构

自动测试系统主要由：计算机、频谱分析仪、带通滤波器、GPIB卡、天线和电流探头组成。电流探头用于测量出设备之间的电缆连线，多模开关起到开关的作用，用来选通所需要测试的接受天线，然后利用频谱仪进行数据分析。计算机通过GPIB线与频谱仪和多模开关进行通信，打印机用于打印测试结果。系统的硬件连接图如图2所示。

2.2 系统的软件结构

Labview是美国国家仪器（National Instruments）公司开发的一款基于图形化的编程语言，依靠数据的流向来控制程序的运行。针对自动测试系统，Labview有着丰富的函数来支持数据的采集、处理和保存测试数据，同时也有许多的第三方仪器驱动程序，可以方便的控制仪器。这使得开发人员不用花费过多时间进行程序的底层开发，把更多的精力来思考数据处理的方法。本自动测试系统采用模块化的程序结构，主要包括：参数设置、仪器控制、数据处理和数据保存四个模块。（1）参数设置模块。该模块主要用于设置保存电缆的线束因子，该因子有可能是阻抗也有可能是衰减因子。同时该模块也用于获取仪器的端口地址。（2）仪器控制模块。该模块主要用于控制频谱仪对测试数据进行分析和控制多模开关选通工作天线，是整个自动测试系统软件平台的核心。通过计算机设置频谱仪的起始频率和截止频率，自动的寻找出该频段上最大值并显示最大值的频率与幅值，可对标记点放大以寻求更精确地数据。（3）数据处理模块。该模块将所记录的数据按照其对应的频率进行降序排列以后保存为表格文件，同时也可以把已经测得的不同频段的数据文件合并为一个文件，便于对天线在整个频段所受的干扰进行分析。（4）数据保存模块。该模块可以给测量的数据文件设置文件名，给数据段添加注释，设置数据的保存路径。

3 结束语

基于Labview开发的EMC自动测试系统采用了模块化编程，开发周期短。通过简单的点击按钮代替了繁琐的手动操作，实现了快速检测天线的干扰辐射，提高了电磁干扰测试的效率。利用计算机准确的记录和保存测量的数据，降低了人为误差。该自动测试平台在工程应用中有着重要的价值。

作者简介：夏泽楠（1988-），男，陕西省西安市人，工作单位：上海飞机设计研究院，职务：研发工程师，研究方向：飞机电磁兼容。