体系软件用户界面能够完结一切丈量参数的输入和设置并及时呼运用户操作，除此线程外树立额定的作业者线程完结其他功用的并行作业，进步体系实时性，在用户界面实时更新显现仪器的运转状况和体系的丈量进展以供用户了解体系状况，一起对丈量数据进行实时地读取和保存，便于后期的进一步处理和研讨。
0 导言
跟着核算机技能和现代电子丈量技能在仪器范畴的运用和遍及，特别是电子丈量仪器核算机接口及相应规范的呈现，使得核算机与仪器间的通讯简略易得，用户能够经过核算机程序进行仪器操控和数据读取与存储，这些技能的开展使得天线主动丈量体系的完结成为可能。
以往依据单线程的简略丈量体系，对用户操作的呼应以及多使命之间的切换需求运用“中止处理”来完结，极大地影响了体系的实时性和作业效率，丈量进程中软件进入数据读取与存储的循环进程，使得用户界面进入“假死”状况，无法对丈量进行操控和了解体系丈量的实时进展。为了补偿这些缺乏，需求做到多使命的并行作业，而多线程技能以其防止堵塞、一起履行多项使命、减小运转进程和用户界面的相互影响，以及最大程度地运用多处理器功用的共同长处很好地满意了这一要求。
本文规划了一套依据多线程技能的天线实时丈量体系，供给了布局简练而功用完善的用户界面，能够完结一切丈量参数的输入和设置并及时呼运用户操作，运用不同线程完结多个使命的并行作业，进步体系实时性，在用户界面实时更新显现仪器的运转状况和体系的丈量进展以供用户了解体系状况，一起完结了丈量数据的实时读取和保存，便于后期的进一步处理和研讨。
1 体系概述
1.1 体系作业原理
本丈量体系运用旋转天线丈量法，辅佐天线(源天线)衔接到矢网发射端口，待测天线衔接到矢网接纳端口，使待测天线的待测平面与转台旋转平面平行，运用矢网丈量不同视点的传输参数(S 参数)，运用这些数据便能够做出特定频率下的天线方向图。此外矢网的扫频特性为天线丈量供给了别的一个优势，即在一次丈量中，能够得到在某一频段内多个频点的丈量数据，能够经过比照不同频点的数据和天线方向图对天线的频率特性进行比较和剖析。
1.2 体系组成
该测验体系由五部分组成：微波暗室，核算机(体系软件)，矢量网络剖析仪，程控转台和源天线。其布局如图1所示。
主控核算机与矢量网络剖析仪经过LAN 线互连，与传统的GPIB总线形式比较，突破了通讯间隔约束，具有数据流量大、操控灵敏、易于设备同享、数据同享等长处。
矢量网络剖析仪用于扫频信号的发射与接纳，源天线经过同轴线与衔接到矢量网络剖析仪功率发射端的功率放大器相连，待测天线经过同轴线与矢量网络剖析仪的功率接纳端口相连。
主控核算机与转台操控箱经过USB接口相连，不需求考虑转台操控的机械流程，只需求编程完结与操控箱的通讯，即可操控转台和获取转台状况数据。
矢量网络剖析仪与转台操控箱之间经过BNC接头同轴电缆衔接，转台操控箱经过此电缆向矢量网络剖析仪发送丈量所需的触发脉冲。
2 体系软件完结
编写体系软件运用的编译环境是依据VC++的MFC(Microsoft Foundation Classes)，运用面向对象的程序规划(Object Oriented Programming,OOP)办法，别离运用依据VISA(Virtual Instrument Software Architec-ture)库的SCPI(Standard Commands for ProgrammableInstruments)指令和Mint运动操控言语进行编程完结核算机与矢量网络剖析仪和转台的通讯，操控仪器并读取信息和数据。
2.1 软件分层结构与信息交互
体系软件是整个体系的操控中心，它的功用对用户是通明的，关于用户而言，只需挑选和输入了正确的丈量参数，体系就能主动完结相应的丈量功用。
依据软件需求和功用，可将其分为三层结构部分：
用户界面部分、数据处理部分和硬件接口部分。
体系软件各层之间的信息交互如图2所示。
用户界面部分，呼运用户操作，将硬件设置传输到硬件接口部分，将输入数据送到数据处理部分，一起将数据处理部分送来的数据与状况信息显现给用户，运用户能够快捷地完结丈量操控与监控。
数据处理部分，一方面将硬件接口传递来的数据与状况信息进行处理，转换为用户需求的格局以供显现和存储;另一方面将用户设置的数据信息转换为数据指令交给硬件接口部分。
硬件接口部分，完结核算机与仪器之间的通讯，一方面将指令和数据等程序言语转化为仪器可辨认的机器言语输送到仪器;另一方面将仪器传输回来的数据和状况信息等转换为可编程处理的数据，以供数据处理部分运用。
2.2 软件使命剖析
依据体系作业原理，体系软件需求完结以下使命：
(1)树立核算机与转台操控箱之间的通讯：树立通道，使核算机能够读取转台实时运转状况，并能够随时操控转台以改动其运转状况。
(2)转台运转状况的显现：将转台运动速度及视点信息显现到用户界面并实时更新。
(3)转台运转参数的设置：依照用户输入设置转台的运动速度、起止方位以及脉冲输出方法，并操控其运动的起止。
(4)树立核算机与矢量网络剖析仪的通讯：树立通道，使核算机能够读取矢网状况及丈量数据，并能够随时操控矢网以改动其运转状况。
(5)矢量网络剖析仪的初始化以及丈量参数的设置：运用依据VISA 库的SCPI指令，对矢网进行初始化使其进入丈量状况，依照用户输入完结丈量参数的设置。
(6)丈量数据存储文档的树立与更新：在核算机中树立文档用于丈量数据的存储，将丈量进程从由矢网读取的丈量数据按特定格局进行实时记载。
(7)体系丈量进展的显现：在丈量进程中的软件运转节点、丈量进程中完结某次丈量时以及丈量完结后输出相应提示性文字到用户界面。
在实时丈量体系中，要求核算机能一起完结多项使命，且具有很高的实时性要求，多线程技能以其防止堵塞、能一起履行多项使命、减小运转进程和用户界面的相互影响，以及最大程度地运用多处理器功用的共同长处很好地满意了这一要求。
2.3 软件多线程的完结
MFC 中有两类线程，用户界面线程和作业者线程。前者有自己的音讯行列和音讯循环，一般用于处理独立于其他线程履行之外的用户输入，呼运用户及体系所发生的事情和音讯等;后者没有音讯循环，一般用来履行后台核算和维护使命，如冗长的核算进程，数据的循环读取等。
恣意一个MFC 程序至少具有一个线程，也是程序的主线程。经过主线程能够生成或中止恣意多的线程，主线程一向存在直至程序中止。其间用户界面线程是程序默许发动的主线程，首要完结软件的运转和呼运用户操作及操控。依据软件使命剖析部分，在主线程中生成三个作业者线程，经过核算机与丈量仪器的通讯，完结仪器参数的设置以及数据的实时收集、处理等后台作业。
各线程作业次序及生计时刻如图3所示。
三个作业者线程所完结的具体作业如下：
转台状况线程：树立核算机与转台操控箱的通讯，不断读取转台的方位信息和速度信息并将其更新显现到用户界面，对应软件使命剖析部分的使命(1)和(2)，流程如图4所示。
转台发动线程：首要进入等候状况，在矢网初始化以及数据文档树立完结后，向转台操控箱发送指令设置转台的运转参数使其开端运动，对应软件使命剖析部分的使命(3)，流程如图5所示。
矢网作业线程：其功用为向矢网发送指令进行初始化设置，使矢网进入触发等候状况，并树立数据存储文档，在丈量进程中不断读取矢网的丈量状况，每完结一次丈量，将丈量数据读取并保存到文档中，一起将丈量进展显现到用户界面，对应软件使命剖析部分的使命(4)~(7)，流程如图6所示。
3 体系功用
3.1 体系软件用户界面
体系软件用户界面依据功用进行区域区分和布局，确保视图明晰和操作便利，如图7所示，其间序号标示的区域功用如下：
(1)体系菜单：能够完结一些体系惯例设置，如仪器切换，数据输出格局以及仪器运转方法的挑选等。这些设置不需求常常改动，关于一般测验运用默许设置即可。
(2)常用设置：用于输入矢网丈量参数和转台运转参数，以及文件输出方位的挑选和自定义文件名的输入。此部分为体系运转时常常需求改动的设置，与用户交互频频。
(3)丈量操控：操控丈量的发动与中止，也能够在非丈量状况下操控转台的运转。用户对此部分进行操作便可完结对体系运转的操控，以及对转台进行方位调整等。
(4)体系运转状况显现：实时显现转台的滚动速度和当时方位，在丈量进程中不断更新显现体系的运转进展。经过这些信息用户能够对体系状况一目了然，以便做出恰当操作。
3.2 丈量实例挑选试验室内BJ-32规范矩形角锥喇叭天线，运用Agilent 和Anritsu 矢量网络剖析仪别离进行丈量，相关参数见表1.
选取两次丈量所得数据文档中3.26 GHz频率点的数据做出天线归一化方向图，如图8和图9所示。
4 定论
本体系以核算机为中心，充分运用了试验室先进仪器的核算机通讯接口，体系软件的用户界面布局明晰、功用全面，减少了对仪器的直接操作，对宝贵仪器起到了维护效果然后降低了维护费用。体系中运用矢量网络剖析仪使得体系具有一次性扫描丈量便可获得多频点天线数据的才能。编程中选用通用规范指令，增强了软件的可移植性和可扩展性。多线程技能的运用，完结了多使命的并行作业，满意了体系实时性要求，运用户能够经过用户界面直观了解到体系运转状况及丈量进展，一起还可将天线丈量数据即时读取并保存，以便进一步处理和研讨。
