趙 越，王 晶，蔣尚松

（1.國家無線電監(jiān)測中心檢測中心，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 長沙 410200）

1 研究背景

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

2 編程語言

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

PyVISA是Python中一個用于控制儀器設(shè)備的編程庫，它利用了虛擬儀器軟件架構(gòu)（VISA）這一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來控制各種測量儀器和測試設(shè)備[2]。無論這些儀器或設(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)合為測量和測試提供了一個強(qiáng)大而靈活的平臺，它可以適應(yīng)不同的儀器、設(shè)備、接口和應(yīng)用場景。使用Python和PyVISA，可以快速地開發(fā)和運(yùn)行測量或測試程序，無須關(guān)心底層的硬件或軟件細(xì)節(jié)，還可以方便地與其他Python庫或程序集成，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、可視化、存儲等功能。本文將介紹如何利用頻譜分析儀及PyVISA實現(xiàn)射頻自動化測試。

3 射頻自動化測試平臺開發(fā)

利用P y thon編寫射頻自動化測試平臺測試軟件的步驟主要包括：測試準(zhǔn)備、編碼實現(xiàn)和測試結(jié)果分析。

（1）測試準(zhǔn)備。測試開始前，需要準(zhǔn)備測量儀表和被測樣品。測量儀表選用支持編程控制的頻譜分析儀，被測樣品采用矢量信號發(fā)生器來模擬發(fā)射一個OFDM調(diào)制信號，其中心頻率為2 440 MHz。然后，通過射頻線將信號發(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）編碼實現(xiàn)。首先，進(jìn)行了以下三個部分的配置：Python環(huán)境、PyVISA庫和VISA實現(xiàn)程序。Python環(huán)境由Python官網(wǎng)提供的與計算機(jī)系統(tǒng)匹配的安裝包實現(xiàn)，其中包含了Python解釋器和一些常用的庫和工具。PyVISA庫是一個基于VISA的Python包，它能夠調(diào)用VISA函數(shù)來實現(xiàn)對儀器的命令發(fā)送和數(shù)據(jù)讀取。可以使用pip命令來安裝PyVISA庫，也可以從網(wǎng)站上下載源碼包并手動安裝。VISA實現(xiàn)程序是一個使計算機(jī)能夠識別并驅(qū)動與之連接的儀器的軟件，根據(jù)所用儀器的品牌和型號選擇相應(yīng)的VISA實現(xiàn)程序（如NI-VISA或Keysight VISA），并按照說明進(jìn)行安裝。

接下來，采用Python語言編寫一個自動化測試程序，用來實現(xiàn)從射頻參數(shù)輸入、測試過程執(zhí)行到測試結(jié)果展示的全過程。

下面這段代碼所使用的測量儀器為R&S公司生產(chǎn)的型號為FSV的頻譜分析儀，控制計算機(jī)和頻譜分析儀通過以太網(wǎng)連接[3]。依次設(shè)置測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“#”后面的文字是對代碼的解釋，不影響代碼的執(zhí)行。

（3）測試結(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)識信息，第二行為占用帶寬測試結(jié)果，第三行為功率譜密度測試結(jié)果，第四行為程序執(zhí)行時長。

為了驗證自動測試與手動測試結(jié)果的一致性，在相同條件下對這兩個項目依次執(zhí)行了手動測試。其中，占用帶寬測試結(jié)果為16.425470333 MHz，功率譜密度測試結(jié)果為-105.28 dBm/Hz。

通過對上述測試結(jié)果進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)自動測試程序打印出的結(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，而且測試速度更快。本文的實驗結(jié)果表明，射頻自動測試程序可以顯著提高射頻測試的效率和準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

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