基于MSP430單片機(jī)的天線方向圖自動測試系統(tǒng)
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1 方向圖自動測試系統(tǒng)理論和方案設(shè)計
根據(jù)天線互易原理，采用旋轉(zhuǎn)天線法。固定的輻射天線作為發(fā)射天線發(fā)射電磁波，轉(zhuǎn)動被測天線進(jìn)行接收，測出被測范圍內(nèi)不同角度處的信號電平，便可得到被測天線的方向圖。在實際測量中不需要對空間每一點都仔細(xì)研究，僅需測得兩個互相垂直的包含最大輻射方向的E面和H面的方向圖。本系統(tǒng)對于架設(shè)在地面上的天線，取平行與地面的水平方向圖為研究對象，在液晶上以直角坐標(biāo)系進(jìn)行繪制。
測試系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：無線信號發(fā)射模塊、信號采集控制模塊、數(shù)據(jù)處理、顯示及存儲模塊。原理框圖如圖1所示。
2 方向圖自動測試系統(tǒng)設(shè)計
本系統(tǒng)的設(shè)計要求主要如下：1)利用MSP430控制天線轉(zhuǎn)臺按測試要求轉(zhuǎn)動；2)對天線信號進(jìn)行采集和存儲；3)根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)繪制方向圖?；谝陨弦?，整個電路以系統(tǒng)穩(wěn)定、功能全面、控制方便、成本節(jié)約為原則進(jìn)行設(shè)計。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2．1 測試系統(tǒng)的自動控制模塊實現(xiàn)
天線方向圖自動測試系統(tǒng)中的自動控制主要指MSP430對天線轉(zhuǎn)臺的控制。在測量過程中，將行列式非編碼鍵盤，掛接至MSP430具有中斷功能的P1口上，以中斷查詢的工作方式，將相關(guān)控制指令參數(shù)(包括啟動、停止、自動及單步運行)發(fā)送給MSP430，MSP430將其轉(zhuǎn)換成電脈沖經(jīng)驅(qū)動電路帶動轉(zhuǎn)臺平穩(wěn)轉(zhuǎn)動。天線轉(zhuǎn)臺工作電壓是交流24 V，額定負(fù)載為18 kG，水平轉(zhuǎn)速為每秒6°。經(jīng)實驗，在額定負(fù)載內(nèi)，轉(zhuǎn)速精確。由于繪制方向圖只需要角度的變化量，可通過MSP430中定時器TA模塊，采用中斷定時的方法產(chǎn)生固定的角度，使天線按測試要求轉(zhuǎn)動。
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