本發(fā)明涉及一種電磁發(fā)射要素分析系統(tǒng)，屬于電磁兼容技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著電氣電子設(shè)備數(shù)量越來越多，這些設(shè)備在工作時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生一些有用或無用的電磁發(fā)射，這些發(fā)射可能會(huì)對其他設(shè)備造成潛在電磁干擾。這些電磁干擾會(huì)造成設(shè)備的性能降級(jí)，甚至可能造成設(shè)備的毀壞。因此對設(shè)備的電磁發(fā)射要素進(jìn)行檢測分析就顯得刻不容緩。首先需要對電磁發(fā)射頻譜進(jìn)行檢測，然后提取頻譜數(shù)據(jù)中電磁發(fā)射要素進(jìn)行分析，而后采取相應(yīng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)。目前查找干擾源的方法是首先對發(fā)射設(shè)備采取電磁兼容檢測試驗(yàn)，根據(jù)國軍標(biāo)(GJB151A)中規(guī)定的發(fā)射限值判斷設(shè)備是否符合電磁兼容性，一旦發(fā)射超過限值，則采用經(jīng)驗(yàn)法或者近場探頭檢測法來判斷產(chǎn)生干擾的原因。經(jīng)驗(yàn)法對檢測人員的專業(yè)技能要求較高，而近場探頭檢測法是一種非常耗時(shí)的方法，通常還不能追溯電磁干擾產(chǎn)生的根源。

電磁發(fā)射頻譜雖然復(fù)雜，但是頻譜中數(shù)據(jù)中電磁發(fā)射要素特征還是有跡可循的。分析寬帶分量與窄帶分量對判斷發(fā)射特性和來源具有重要意義。確定相應(yīng)分量的來源，進(jìn)而可以分析其發(fā)射特征采取針對性較強(qiáng)的措施，具有重要的意義

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電磁發(fā)射要素分析系統(tǒng)，基于電磁兼容要素理論，對設(shè)備內(nèi)部隱藏的干擾源進(jìn)行辨識(shí)，針對頻譜數(shù)據(jù)中的諧波與正弦基本要素——檢測分析，若有效基頻值與某個(gè)元器件的工作頻率相等，則可以找到頻譜數(shù)據(jù)中諧波產(chǎn)生的根源，可以指導(dǎo)被測設(shè)備系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)和整改。在多個(gè)諧波同時(shí)存在的情況下，在憑借工程師的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)很難分辨的情況下達(dá)到分辨諧波干擾與正弦干擾的效果。

本發(fā)明技術(shù)解決方案：

一種電磁發(fā)射要素檢測分析系統(tǒng)，包括：測試天線與探頭、被測設(shè)備、接收機(jī)設(shè)備與電磁發(fā)射要素分析儀；接收機(jī)設(shè)備通過測試天線與探頭采集被測設(shè)備的頻譜數(shù)據(jù)；然后數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫姶乓胤治鰞x對頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，分析包括，預(yù)處理分析、諧波分析、正弦分析；通過分析使得設(shè)備的頻譜數(shù)據(jù)完成電磁發(fā)射要素的逐步提取，并生成分析數(shù)據(jù)。

所述電磁發(fā)射要素檢測分析儀包括主處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、屏幕顯示模塊、供電模塊；主處理器將用戶輸入的指令轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制語言進(jìn)行分析控制，依據(jù)用戶的選擇進(jìn)行預(yù)處理分析、諧波分析、正弦分析分析，所述預(yù)處理分析對接收機(jī)設(shè)備所獲得的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行整體的認(rèn)知并對后續(xù)分析有一定的針對性選擇；所述諧波分析采用周期分析方法，對窄帶分量中所有的超標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行周期分析，若所述超標(biāo)點(diǎn)為周期信號(hào)，則將該超點(diǎn)定為諧波頻點(diǎn)，并計(jì)算諧波頻點(diǎn)的基頻，檢驗(yàn)有效性后在界面做出相應(yīng)標(biāo)識(shí)與顯示；所述正弦分析采用周期性分析方法，對窄帶分量中所有的超標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行周期分析，若所述超標(biāo)點(diǎn)為非周期信號(hào)，則將該超點(diǎn)定為正弦頻點(diǎn)，讀取并顯示正弦頻點(diǎn)的頻率和幅度，并在界面做出相應(yīng)標(biāo)識(shí)與顯示；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，讀取保存在整個(gè)的CSV文件，同時(shí)把電磁發(fā)射要素分析過程中的數(shù)據(jù)文件，圖片文件以及分析報(bào)告進(jìn)行存儲(chǔ)，為后續(xù)電磁兼容分析與整改提供支撐；數(shù)據(jù)輸入模塊與接收機(jī)設(shè)備前段電磁發(fā)射數(shù)據(jù)測量儀器連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)時(shí)的利用前端測試設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行電磁發(fā)射要素分析；屏幕顯示模塊采用可觸摸型屏幕進(jìn)行界面的顯示；電源供電模塊在未連接電源的情況下，為整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定的輸出12V電壓，保證系統(tǒng)正常工作。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明通過電磁發(fā)射測試手段得到發(fā)射設(shè)備的頻譜數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)來源，對要素理論中的諧波要素和正弦要素進(jìn)行重點(diǎn)分析提取，區(qū)分正弦及諧波干擾類型的準(zhǔn)確率≥80％，可針對不多于3個(gè)諧波同時(shí)存在時(shí)進(jìn)行諧波基頻提取，基頻提取誤差≤10％，所得到的要素特征可以反映了設(shè)備的電磁發(fā)射特性，并提出有針對性的整改指導(dǎo)。

(2)整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境穩(wěn)定。讀入測試頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，直接輸出頻譜數(shù)據(jù)中包含的電磁發(fā)射要素的相關(guān)指標(biāo)。與發(fā)射設(shè)備中所含元器件相應(yīng)物理機(jī)理特征吻合即可找出干擾源，使干擾源查找更加方便快捷。

(3)系統(tǒng)集成于便攜式儀器，可應(yīng)用于各種測試場合，將其分析功能與便攜特性發(fā)揮極致。對頻譜數(shù)據(jù)中的電磁發(fā)射要素進(jìn)行量化表征，物理意義明確，對電磁干擾頻譜部分特性進(jìn)行認(rèn)知，起到指導(dǎo)設(shè)備電磁兼容性的分析和設(shè)計(jì)的作用。

本系統(tǒng)可以對被試設(shè)備的發(fā)射特性做較為完備的分析并進(jìn)行電磁發(fā)射要素的提取，使得用戶可以對被測設(shè)備的性能有更為完備的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對系統(tǒng)或設(shè)備電磁兼容性分析和設(shè)計(jì)具有重要的意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的組成框圖；

圖2為本發(fā)明的要素分析儀的組成框圖；

圖3為本發(fā)明的分析過程圖；

圖4為本發(fā)明的儀器界面分析顯示圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明電磁發(fā)射要素檢測分析系統(tǒng)，包括測試天線與探頭2、被測設(shè)備1、接收機(jī)設(shè)備3與電磁發(fā)射要素分析儀4；接收機(jī)設(shè)備3通過測試天線與探頭2采集被測設(shè)備1的頻譜數(shù)據(jù)；然后數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫姶乓胤治鰞x4對頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，分析包括，預(yù)處理分析、諧波分析、正弦分析；通過分析使得設(shè)備的頻譜數(shù)據(jù)完成電磁要射要素的逐步提取，并生成分析數(shù)據(jù)。

如圖2所示，電磁發(fā)射要素分析儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括主處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、屏幕顯示模塊、供電模塊?？刂颇K收集用戶指令，并通過相關(guān)算法將指令傳輸?shù)街魈幚砥?；輸入模塊將接收機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)輸入主處理器；主處理器根據(jù)控制指令進(jìn)行基于要素理論的電磁發(fā)射要素的分析；預(yù)處理分析：對接收機(jī)設(shè)備所獲得的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行整體的認(rèn)知并對后續(xù)分析有一定的針對性選擇；諧波分析：使用周期分析方法，對窄帶分量中所有的超標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行周期分析，使用多分辨率分析法得到其諧波分量，然后計(jì)算諧波分量的自相關(guān)序列，從自相關(guān)序列中提取出備選基頻值并驗(yàn)證其有效性，若通過，則將該點(diǎn)定為諧波頻點(diǎn)，并計(jì)算諧波頻點(diǎn)的基頻，檢驗(yàn)其有效性后在儀器的界面做出相應(yīng)標(biāo)識(shí)與顯示；正弦分析：使用周期性分析方法，對窄帶分量中所有的超標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行周期分析，若所分析超標(biāo)點(diǎn)為非周期信號(hào)，則將該點(diǎn)定為正弦頻點(diǎn)，讀取并顯示該頻點(diǎn)的頻率和幅度，并在儀器的界面做出相應(yīng)標(biāo)識(shí)與顯示。

另外，說明一下寬帶分量與窄帶分量是一個(gè)相對概念，本發(fā)明所提及的窄帶分量是相對與寬帶分量而言的，寬帶分量指的是分量所包括的頻率范圍較大；所提及的窄帶分量是指諧波和正弦分量這樣的作用于較小頻率范圍的信號(hào)。

如圖4所示，本發(fā)明的儀器界面分析顯示圖：區(qū)域一為原始數(shù)據(jù)顯示區(qū)，用于顯示所分析的原始數(shù)據(jù)；區(qū)域二維預(yù)處理分析區(qū)：對所分析的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行整體的認(rèn)知并對后續(xù)分析有一定的針對性選擇；區(qū)域三為諧波分析區(qū)：用于對分析數(shù)據(jù)進(jìn)行諧波分析，并提取其諧波基頻值并顯示；區(qū)域四為正弦分析區(qū)，將上一步處理得到的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行周期性分析，若所分析超標(biāo)點(diǎn)為非周期信號(hào)，則將該點(diǎn)定為正弦頻點(diǎn)，讀取并顯示該頻點(diǎn)的頻率和幅度，并在儀器的界面做出相應(yīng)標(biāo)識(shí)與顯示。

如圖3所示，本發(fā)明分析方法的具體過程如下：

步驟一：數(shù)據(jù)導(dǎo)入：使用USB接口、網(wǎng)絡(luò)接口等接口從頻譜儀或電磁發(fā)射接收機(jī)中讀取電磁發(fā)射頻率-幅度值，并顯示到該儀器界面區(qū)域一中。

步驟二：預(yù)處理分析：由于絕大多數(shù)的被測設(shè)備的電磁發(fā)射在一定頻率范圍內(nèi)超標(biāo)，因此，分析時(shí)將該頻率范圍定為重點(diǎn)分析頻段。同時(shí)，使用多分辨率分析法得對電磁發(fā)射頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)認(rèn)識(shí)與預(yù)處理。

步驟三：諧波分析：在大量的電磁干擾測試中發(fā)現(xiàn)，具有穩(wěn)定頻率的窄帶干擾信號(hào)及其由于非線性產(chǎn)生的諧波在被測頻譜中占據(jù)主導(dǎo)地位。經(jīng)過分析確定被測設(shè)備中頻率源的數(shù)量及其基頻值，便可以確定該類諧波分量的來源，使用周期分析方法，對窄帶分量中所有的超標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行周期分析，若該超標(biāo)點(diǎn)為周期信號(hào)，則將該點(diǎn)定為諧波頻點(diǎn)，并計(jì)算諧波頻點(diǎn)的基頻，檢驗(yàn)其有效性后在儀器的界面做出相應(yīng)標(biāo)識(shí)與顯示。若有效基頻值與某個(gè)元器件的工作頻率相等，則可以找到頻譜數(shù)據(jù)中諧波產(chǎn)生的根源，進(jìn)而可以分析其發(fā)射特征，進(jìn)而采取針對性較強(qiáng)的措施，指導(dǎo)被測設(shè)備電磁兼容性設(shè)計(jì)和整改。

步驟四：正弦分析：使用周期性分析方法，對窄帶分量中所有的超標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行周期分析，若該超標(biāo)點(diǎn)為非周期信號(hào)，則將該點(diǎn)定為正弦頻點(diǎn)，讀取并顯示該頻點(diǎn)的頻率和幅度，并在儀器的界面做出相應(yīng)標(biāo)識(shí)與顯示。經(jīng)過分析便可以確定該類分量的來源，進(jìn)而可以分析其發(fā)射特征，進(jìn)而采取針對性較強(qiáng)的措施，具有重要的意義。

步驟五：將步驟一～步驟四中提取的各類要素的基本參數(shù)，按照預(yù)先設(shè)定的模板導(dǎo)出分析報(bào)告。

直接由測試設(shè)備得到的測試數(shù)據(jù)比較雜亂且數(shù)據(jù)量大，通常都是憑借工程師的豐富經(jīng)驗(yàn)來判斷各種干擾類別并進(jìn)行相關(guān)整改措施。這樣的方法比較依賴于工程師的經(jīng)驗(yàn)，而且沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撟鳛橹巍１景l(fā)明提出的分析方法可以將繁雜的測試數(shù)據(jù)化繁為簡，基于電磁要素理論對電磁反射數(shù)據(jù)進(jìn)行要素理論分析，通過預(yù)處理分析，諧波分析與正弦分析，對兩種基本要素的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行提取，經(jīng)過分析便可以確定干擾的來源，進(jìn)而可以分析其發(fā)射特征，進(jìn)而采取針對性較強(qiáng)的措施，具有重要的意義。

總之，本發(fā)明以電磁發(fā)射數(shù)據(jù)為研究對象，深入分析電磁發(fā)射要素的特性，電磁發(fā)射要素從形式入手，分為寬帶分量與窄帶分量，本發(fā)明主要針對窄帶分量進(jìn)行分析，窄帶分量分為諧波超標(biāo)和正弦超標(biāo)。按照如上分類，整個(gè)電磁發(fā)射要素分析儀按照預(yù)處理分析、諧波分析、正弦分析的步驟進(jìn)行系統(tǒng)性分析，并生成過程分析報(bào)告與最后總結(jié)報(bào)告。形成具有完整分析功能的新型便攜式電磁發(fā)射要素檢測分析儀，為電磁兼容分析與整改提供支撐。

提供以上實(shí)施例僅僅是為了描述本發(fā)明的目的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。不脫離本發(fā)明的精神和原理而做出的各種等同替換和修改，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。