基于多線程技術(shù)的天線實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)研究

三個(gè)工作者線程所完成的具體工作如下：

轉(zhuǎn)臺(tái)狀態(tài)線程：建立計(jì)算機(jī)與轉(zhuǎn)臺(tái)控制箱的通信，不斷讀取轉(zhuǎn)臺(tái)的位置信息和速度信息并將其更新顯示到用戶界面，對(duì)應(yīng)軟件任務(wù)分析部分的任務(wù)(1)和(2)，流程如圖4所示。

轉(zhuǎn)臺(tái)啟動(dòng)線程：首先進(jìn)入等待狀態(tài)，在矢網(wǎng)初始化以及數(shù)據(jù)文檔建立完成后，向轉(zhuǎn)臺(tái)控制箱發(fā)送指令設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)行參數(shù)使其開始運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)軟件任務(wù)分析部分的任務(wù)(3)，流程如圖5所示。

矢網(wǎng)工作線程：其功能為向矢網(wǎng)發(fā)送指令進(jìn)行初始化設(shè)置，使矢網(wǎng)進(jìn)入觸發(fā)等待狀態(tài)，并建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文檔，在測(cè)量過(guò)程中不斷讀取矢網(wǎng)的測(cè)量狀態(tài)，每完成一次測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)讀取并保存到文檔中，同時(shí)將測(cè)量進(jìn)度顯示到用戶界面，對(duì)應(yīng)軟件任務(wù)分析部分的任務(wù)(4)~(7)，流程如圖6所示。

3 系統(tǒng)性能

3.1 系統(tǒng)軟件用戶界面

系統(tǒng)軟件用戶界面根據(jù)功能進(jìn)行區(qū)域劃分和布局，保證視圖清晰和操作方便，如圖7所示，其中序號(hào)標(biāo)注的區(qū)域功能如下：

(1)系統(tǒng)菜單：可以完成一些系統(tǒng)常規(guī)設(shè)置，如儀器切換，數(shù)據(jù)輸出格式以及儀器運(yùn)行方式的選擇等。這些設(shè)置不需要經(jīng)常改動(dòng)，對(duì)于一般測(cè)試使用默認(rèn)設(shè)置即可。

(2)常用設(shè)置：用于輸入矢網(wǎng)測(cè)量參數(shù)和轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)行參數(shù)，以及文件輸出位置的選擇和自定義文件名的輸入。此部分為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要改動(dòng)的設(shè)置，與用戶交互頻繁。

(3)測(cè)量控制：控制測(cè)量的啟動(dòng)與停止，也可以在非測(cè)量狀態(tài)下控制轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)行。用戶對(duì)此部分進(jìn)行操作便可完成對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的控制，以及對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行位置調(diào)整等。

(4)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示：實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和當(dāng)前位置，在測(cè)量過(guò)程中不斷更新顯示系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)度。通過(guò)這些信息用戶可以對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)了如指掌，以便做出適當(dāng)操作。

3.2 測(cè)量實(shí)例選擇實(shí)驗(yàn)室內(nèi)BJ-32標(biāo)準(zhǔn)矩形角錐喇叭天線，使用Agilent 和Anritsu 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀分別進(jìn)行測(cè)量，相關(guān)參數(shù)見表1.

選取兩次測(cè)量所得數(shù)據(jù)文檔中3.26 GHz頻率點(diǎn)的數(shù)據(jù)做出天線歸一化方向圖，如圖8和圖9所示。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為核心，充分利用了實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)儀器的計(jì)算機(jī)通信接口，系統(tǒng)軟件的用戶界面布局清晰、功能全面，減少了對(duì)儀器的直接操作，對(duì)貴重儀器起到了保護(hù)作用從而降低了維護(hù)費(fèi)用。系統(tǒng)中使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀使得系統(tǒng)具有一次性掃描測(cè)量便可獲得多頻點(diǎn)天線數(shù)據(jù)的能力。編程中采用通用標(biāo)準(zhǔn)指令，增強(qiáng)了軟件的可移植性和可擴(kuò)展性。多線程技術(shù)的使用，實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)的并行工作，滿足了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求，使用戶可以通過(guò)用戶界面直觀了解到系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及測(cè)量進(jìn)度，同時(shí)還可將天線測(cè)量數(shù)據(jù)即時(shí)讀取并保存，以便進(jìn)一步處理和研究。