趙 越，王 晶，蔣尚松

（1.國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心，北京 100043；2.天維訊達(dá)（北京）科技有限公司，北京 100043；3.天維訊達(dá)（湖南）科技有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410200）

1 研究背景

近年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)無(wú)線通信產(chǎn)品射頻性能的要求越來(lái)越高，測(cè)試項(xiàng)目也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的人工測(cè)試方式已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)有的需求。為了提高工作效率和降低成本，射頻性能的自動(dòng)測(cè)試已經(jīng)成為無(wú)線通信測(cè)試領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。射頻自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)是一種測(cè)試射頻性能的重要工具，它能夠幫助測(cè)試工程師快速地驗(yàn)證和評(píng)估射頻系統(tǒng)的性能，從而提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。射頻自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)通常由測(cè)試設(shè)備和測(cè)試軟件組成：測(cè)試設(shè)備主要包括信號(hào)發(fā)生器、頻譜分析儀、功率計(jì)和網(wǎng)絡(luò)分析儀等；測(cè)試軟件功能主要包括發(fā)射特性測(cè)試、接收特性測(cè)試、調(diào)制特性測(cè)試等，其編程語(yǔ)言通常為C、C++和Python等。本文探討了如何利用Python編寫射頻自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的測(cè)試軟件，以促進(jìn)射頻測(cè)試技術(shù)的發(fā)展。

2 編程語(yǔ)言

Python是一種通用的、解釋型的、高級(jí)的編程語(yǔ)言，它具有簡(jiǎn)潔明了的語(yǔ)法和動(dòng)態(tài)類型系統(tǒng)[1]。Python不僅可以作為獨(dú)立的腳本語(yǔ)言運(yùn)行，也可以作為其他程序或庫(kù)的嵌入式語(yǔ)言使用。Python還擁有豐富而強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和第三方庫(kù)，涵蓋了從數(shù)學(xué)計(jì)算到圖形界面等多個(gè)功能和應(yīng)用領(lǐng)域。

PyVISA是Python中一個(gè)用于控制儀器設(shè)備的編程庫(kù)，它利用了虛擬儀器軟件架構(gòu)（VISA）這一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制各種測(cè)量?jī)x器和測(cè)試設(shè)備[2]。無(wú)論這些儀器或設(shè)備使用何種接口（如GPIB、RS-232、USB或Ethernet），PyVISA都可以簡(jiǎn)單而統(tǒng)一地與它們進(jìn)行通信和控制。

Python和PyVISA的結(jié)合為測(cè)量和測(cè)試提供了一個(gè)強(qiáng)大而靈活的平臺(tái)，它可以適應(yīng)不同的儀器、設(shè)備、接口和應(yīng)用場(chǎng)景。使用Python和PyVISA，可以快速地開發(fā)和運(yùn)行測(cè)量或測(cè)試程序，無(wú)須關(guān)心底層的硬件或軟件細(xì)節(jié)，還可以方便地與其他Python庫(kù)或程序集成，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、可視化、存儲(chǔ)等功能。本文將介紹如何利用頻譜分析儀及PyVISA實(shí)現(xiàn)射頻自動(dòng)化測(cè)試。

3 射頻自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)開發(fā)

利用P y thon編寫射頻自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)測(cè)試軟件的步驟主要包括：測(cè)試準(zhǔn)備、編碼實(shí)現(xiàn)和測(cè)試結(jié)果分析。

（1）測(cè)試準(zhǔn)備。測(cè)試開始前，需要準(zhǔn)備測(cè)量?jī)x表和被測(cè)樣品。測(cè)量?jī)x表選用支持編程控制的頻譜分析儀，被測(cè)樣品采用矢量信號(hào)發(fā)生器來(lái)模擬發(fā)射一個(gè)OFDM調(diào)制信號(hào)，其中心頻率為2 440 MHz。然后，通過(guò)射頻線將信號(hào)發(fā)生器的輸出端口與頻譜分析儀的輸入端口相連接，完成射頻鏈路的搭建。

（2）編碼實(shí)現(xiàn)。首先，進(jìn)行了以下三個(gè)部分的配置：Python環(huán)境、PyVISA庫(kù)和VISA實(shí)現(xiàn)程序。Python環(huán)境由Python官網(wǎng)提供的與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)匹配的安裝包實(shí)現(xiàn)，其中包含了Python解釋器和一些常用的庫(kù)和工具。PyVISA庫(kù)是一個(gè)基于VISA的Python包，它能夠調(diào)用VISA函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的命令發(fā)送和數(shù)據(jù)讀取?？梢允褂胮ip命令來(lái)安裝PyVISA庫(kù)，也可以從網(wǎng)站上下載源碼包并手動(dòng)安裝。VISA實(shí)現(xiàn)程序是一個(gè)使計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別并驅(qū)動(dòng)與之連接的儀器的軟件，根據(jù)所用儀器的品牌和型號(hào)選擇相應(yīng)的VISA實(shí)現(xiàn)程序（如NI-VISA或Keysight VISA），并按照說(shuō)明進(jìn)行安裝。

接下來(lái)，采用Python語(yǔ)言編寫一個(gè)自動(dòng)化測(cè)試程序，用來(lái)實(shí)現(xiàn)從射頻參數(shù)輸入、測(cè)試過(guò)程執(zhí)行到測(cè)試結(jié)果展示的全過(guò)程。

下面這段代碼所使用的測(cè)量?jī)x器為R&S公司生產(chǎn)的型號(hào)為FSV的頻譜分析儀，控制計(jì)算機(jī)和頻譜分析儀通過(guò)以太網(wǎng)連接[3]。依次設(shè)置測(cè)試中心頻率和分辨率帶寬等參數(shù)，然后讀取占用帶寬和功率譜密度的結(jié)果。其中，符號(hào)“#”后面的文字是對(duì)代碼的解釋，不影響代碼的執(zhí)行。

（3）測(cè)試結(jié)果分析。程序正確執(zhí)行后打印如下4行結(jié)果：

其中，第一行為頻譜分析儀的標(biāo)識(shí)信息，第二行為占用帶寬測(cè)試結(jié)果，第三行為功率譜密度測(cè)試結(jié)果，第四行為程序執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)。

為了驗(yàn)證自動(dòng)測(cè)試與手動(dòng)測(cè)試結(jié)果的一致性，在相同條件下對(duì)這兩個(gè)項(xiàng)目依次執(zhí)行了手動(dòng)測(cè)試。其中，占用帶寬測(cè)試結(jié)果為16.425470333 MHz，功率譜密度測(cè)試結(jié)果為-105.28 dBm/Hz。

通過(guò)對(duì)上述測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試程序打印出的結(jié)果比直接在頻譜分析儀上讀取結(jié)果的有效位數(shù)更多，而且測(cè)試速度更快。本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，射頻自動(dòng)測(cè)試程序可以顯著提高射頻測(cè)試的效率和準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文概述了Python在射頻自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)中的應(yīng)用，主要介紹了Python的特點(diǎn)、射頻自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的原理以及如何利用Python編寫射頻自動(dòng)化測(cè)試程序的步驟。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，Python可以很好地滿足射頻自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的開發(fā)需求，并且可以顯著提高射頻測(cè)試的效率和準(zhǔn)確性，從而更好地支持射頻技術(shù)的發(fā)展。未來(lái)，Python可以在射頻自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的開發(fā)中發(fā)揮更大的作用?！?/p>