一種適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信號消除方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信號消除方法，利用便攜式頻譜儀和一副天線的簡易測試裝備即可完成測試，用最大保持模式采集一段時間內(nèi)的背景噪聲，然后在被測設(shè)備開機時采集EUT的電磁發(fā)射和環(huán)境的混合信號，再采用頻域自適應(yīng)濾波算法獲得EUT的電磁發(fā)射。本發(fā)明采用最大保持模式采集背景噪聲、混合信號等頻譜數(shù)據(jù)，可以減少背景噪聲不穩(wěn)定造成的影響；本發(fā)明將混合信號與背景噪聲輸入自適應(yīng)數(shù)字濾波器后，從輸出信號中獲取EUT電磁發(fā)射的頻點；然后，從混合信號中獲取EUT電磁發(fā)射各頻點的幅度值，其余頻點用頻譜分析儀的本底噪聲作為消除背景信號之后的幅度值。
【專利說明】
一種適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信號消除方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電磁干擾檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背 景信號消除方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了避免外界環(huán)境的影響，電磁干擾檢測通常在微波暗室或是專用開闊場開展。 但是，隨著通信的發(fā)展和人類活動的擴展，理想的開闊場已經(jīng)很難找到。而暗室的成本又很 高，再加上有些測試是需要在設(shè)備的使用現(xiàn)場進行，因為有些設(shè)備很大，或者需要與其他設(shè) 備一起工作，如果在暗室做的話，需要有相應(yīng)的陪試品。所以現(xiàn)在越來越多的人在研究如何 在設(shè)備的使用現(xiàn)場進行電磁干擾測量。然而，現(xiàn)場測量最大的困難就是消除背景噪聲，消除 背景噪聲通常的做法有分時測量和同步測量。
[0003] 分時測量是在同一位置，使用通用的電磁干擾檢測接收機或頻譜儀在被試品 (Equipment under test，EUT)關(guān)閉時測一次背景噪聲，然后在EUT打開時測一次EUT和背景 噪聲共同發(fā)射。再將兩次測試結(jié)果"相減"，即可抵消背景噪聲。分時測量需要背景噪聲穩(wěn) 定，但是通常的現(xiàn)場環(huán)境中會存在各種信號，例如調(diào)頻廣播、手機信號。同步測量需要同時 獲取背景噪聲和EUT輻射信號的混合信號，這種方法要求使用雙通道接收機以及均勻的背 景噪聲，同樣地，無論是雙通道接收機的高昂成本還是均勻的噪聲環(huán)境在真實環(huán)境中不易 被滿足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信 號消除方法。它是利用便攜式頻譜儀和一副天線的簡易測試裝備即可完成的測試，用最大 保持模式采集一段時間內(nèi)的背景噪聲，然后在被測設(shè)備開機時采集EUT的電磁發(fā)射和環(huán)境 的混合信號，再采用頻域自適應(yīng)濾波算法獲得EUT的電磁發(fā)射。
[0005] -種適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信號消除方法，包括以下幾個步驟：
[0006] 第一步:通過射頻電纜連接接收天線和頻譜分析儀，設(shè)置頻譜分析儀，使其工作在 最大保持模式；
[0007] 第二步:關(guān)閉EUT，使頻譜分析儀處于最大保持模式，采集Tl時間的背景噪聲，獲得 背景噪聲E;
[0008] 第三步:打開EUT，使頻譜分析儀處于最大保持模式，采集Tl時間，獲得EUT的電磁 發(fā)射和背景噪聲的混合信號M;
[0009] 第四步:斷開射頻電纜和頻譜分析儀的連接，獲得頻譜分析儀的本底噪聲N;
[00?0]第五步：從E、M、N中提取頻率f (η)、背景噪聲幅度e_signal(n)、混合信號幅度m_ s ignaI (η)和頻譜分析儀的本底噪聲幅度nos i e (η);
[0011 ]第六步:將背景噪聲幅度6_8丨〖仙1(11)和混合信號幅度111_8丨〖仙1(11)從對數(shù)坐標(biāo)變 換為線性坐標(biāo)，e_signal(n)和m_signal(n)的單位由dBm變?yōu)閙w;
[0012]第七步:將線性坐標(biāo)的背景噪聲幅度e_signal(n)和混合信號幅度111_818仙1(11)輸 入到自適應(yīng)數(shù)字濾波器，得到輸出信號y(n)和誤差信號err〇r(n);
[0013]第八步:獲取置閾值tO,設(shè)T為|y(n) I的最大值，閾值tO取值為:tO = ; 7
[0014]第九步：將混合信號幅度111_8丨81^1(11)由線性坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為對數(shù)坐標(biāo)，m_signal(n) 的單位由mw變?yōu)閐Bm;
[0015] 第十步:逐一比較|y(n) I和t0的大小，如果|y(n) I大于等于tO，EUT_signal(n) = m_signal(n);如果 I y(n) I 小于t0，EUT_signal(n) = noise(n);
[001 ?]第^--步：以頻率f (n)為橫坐標(biāo)、EUT_signaI (n)為縱坐標(biāo)繪制曲線圖，得到消除 背景信號之后EUT的電磁發(fā)射頻譜圖。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0018] (1)采用最大保持模式采集背景噪聲、混合信號等頻譜數(shù)據(jù)，可以減少背景噪聲不 穩(wěn)定造成的影響；
[0019 ] (2)將混合信號與背景噪聲輸入自適應(yīng)數(shù)字濾波器后，從輸出信號中獲取EUT電磁 發(fā)射的頻點；然后，從混合信號中獲取EUT電磁發(fā)射各頻點的幅度值，其余頻點用頻譜分析 儀的本底噪聲作為消除背景信號之后的幅度值。無論背景信號的幅度值多大、頻帶多寬，該 方法均可有效消除；
[0020] (3)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所用測試裝備簡易、成本低。
【附圖說明】
[0021] 圖1為應(yīng)用本發(fā)明適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信號消除方法進行現(xiàn)場檢測的 配置圖。
[0022] 圖2為本發(fā)明適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信號消除方法的自適應(yīng)數(shù)字濾波器 示意圖。
[0023] 圖3為含有背景信號的背景噪聲E的示意圖。
[0024]圖4為EUT的電磁發(fā)射和背景噪聲的混合信號M的不意圖。
[0025]圖5為以頻率f (η)為橫坐標(biāo)、自適應(yīng)數(shù)字濾波器輸出信號|y(n) I為縱坐標(biāo)繪制的 曲線圖的示意圖。
[0026]圖6為應(yīng)用本方法消除背景信號之后EUT的電磁發(fā)射頻譜圖。
[0027]圖7為本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。
[0029] 本發(fā)明是一種適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信號消除方法，流程如圖7所示，包 括以下幾個步驟：
[0030] 第一步:通過射頻電纜連接接收天線和頻譜分析儀，如圖1，設(shè)置頻譜分析儀，使其 工作在最大保持模式；
[0031] 第二步:關(guān)閉EUT，使頻譜分析儀處于最大保持模式，采集Tl時間的背景噪聲，獲得 相對穩(wěn)定的背景噪聲E，如圖3;
[0032] 第三步:打開EUT，使頻譜分析儀處于最大保持模式，采集Tl時間，獲得EUT的電磁 發(fā)射和背景噪聲的混合信號M，如圖4;
[0033] 第四步:斷開射頻電纜和頻譜分析儀的連接，獲得頻譜分析儀的本底噪聲N;
[0034]第五步：從E、M、N中提取頻率f (η)、背景噪聲幅度e_signal(n)、混合信號幅度m_ s ignaI (η)和頻譜分析儀的本底噪聲幅度nos i e (η);
[0035] Ε、Μ、Ν均是兩列多行的數(shù)據(jù)，其中第一列都是頻率，第二列是幅度。
[0036]第六步:將背景噪聲幅度6_818仙1(11)和混合信號幅度111_818仙1(11)從對數(shù)坐標(biāo)變 換為線性坐標(biāo)，e_s i gna I (η)和m_s i gna I (η)的單位由dBm變?yōu)閙w，具體為：
[0037]
[0038] 其中，e_signal (111￥)是6_8丨8仙1 (η)單位由dBm變?yōu)閙w后的背景噪聲幅度，m_ 81區(qū)1^1(11^)是111_8丨8仙1(11)單位由11^變?yōu)?1131]1后的背景噪聲幅度。
[0039]第七步：如圖2所示，將線性坐標(biāo)的背景噪聲幅度6_以8仙1(11)和混合信號幅度!11_ signal(n)輸入到自適應(yīng)數(shù)字濾波器，得到輸出信號y(n)和誤差信號err〇r(n);
[0040] 第八步：以頻率f (η)為橫坐標(biāo)、自適應(yīng)數(shù)字濾波器輸出信號|y(n) I為縱坐標(biāo)繪制 曲線圖，設(shè)置閾值t0,設(shè)T為|y(n)|的最大值，閾值t0取值方法:t0 =
[0041] 閾值根據(jù)I y(n) I進行設(shè)置，如圖5所示，圖中明顯只有9.1*108這個頻點幅度值比 較大，那么根據(jù)這個幅度值大小確定閾值可為1.3 X 10-6。
[0042]第九步:將混合信號幅度111_8181^1(11)由線性坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為對數(shù)坐標(biāo)，m_signal(n) 的單位由mw變?yōu)閐Bm，具體如下；
[0043] m_signal(dBm)=101g(m_signal(mw))
[0044] 其中:m_signal(dBm)表示m_signal(n)由線性坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為對數(shù)坐標(biāo)后的混合信號 幅度。
[0045] 第十步：逐一比較I y(n) I和t0的大小，確定消除背景信號之后的輸出信號幅度 EUT_signal(n)，具體方法為：
[0046] 如果 I y(n) I 大于等于t0,則EUT_signal(n) =m_signal(n);如果 I y(n) I 小于t0,貝丨J EUT_signal(n) =noise(n)；
[0047 ]第^ 步：以頻率f (η)為橫坐標(biāo)、EUT_s i gna I (η)為縱坐標(biāo)繪制曲線圖，得到消除 背景信號之后EUT的電磁發(fā)射頻譜圖，如圖6所示。
【主權(quán)項】
1. 一種適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信號消除方法，包括W下幾個步驟： 第一步:通過射頻電纜連接接收天線和頻譜分析儀，設(shè)置頻譜分析儀，使其工作在最大 保持模式； 第二步:關(guān)閉EUT，使頻譜分析儀處于最大保持模式，采集T1時間的背景噪聲，獲得背景 噪聲E; 第Ξ步:打開EUT，使頻譜分析儀處于最大保持模式，采集T1時間，獲得EUT的電磁發(fā)射 和背景噪聲的混合信號M; 第四步:斷開射頻電纜和頻譜分析儀的連接，獲得頻譜分析儀的本底噪聲N; 第五步:從E、M、N中提取頻率f (η)、背景噪聲幅度e_signal(n)、混合信號幅度m_signal (η)和頻譜分析儀的本底噪聲幅度noS i e (η); 第六步:將背景噪聲幅度6_31肖11日1(]1)和混合信號幅度111_31肖]1日1(]1)從對數(shù)坐標(biāo)變換為 線性坐標(biāo)，e_s i gna 1 (η)和m_s i gna 1 (η)的單位由地m變?yōu)閙w; 第屯步:將線性坐標(biāo)的背景噪聲幅度e_signal(n)和混合信號幅度111_31肖]1日1(]1)輸入到 自適應(yīng)數(shù)字濾波器，得到輸出信號y(n)和誤差信號error(n); 第八步:獲取置闊值to,設(shè)T為|y(n)|的最大值，闊值to取值為：傅=^Τ; 第九步：將混合信號幅度111_31旨]1曰1(]1)由線性坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為對數(shù)坐標(biāo)，m_signal(n)的單 位由mw變?yōu)榈豰; 第十步：逐一比較I y(n) I和to的大小，如果I y(n) I大于等于tO，EUT_signal(n) =m_ si即al(n);如果 I y(n) I 小于tO，EUT_si即al(n) =noise(n); 第十一步：W頻率f(n)為橫坐標(biāo)、EUT_signal(n)為縱坐標(biāo)繪制曲線圖，得到消除背景 信號之后抓T的電磁發(fā)射頻譜圖。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信號消除方法，所述的 第六步，具體為：其中，6_31邑11日1(1]1*)是6_31邑]1日1(]1)單位由(1131]1變?yōu)辂惡蟮谋尘霸肼暦龋?11_31邑]1日1 (111訊)是111_31旨]1日1(]1)單位由mw變?yōu)榈豰后的背景噪聲幅度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于現(xiàn)場電磁干擾檢測的背景信號消除方法，所述的 第九步，具體為： m_signal(dBm)=101g(m_signal(mw)) 其中：m_s i gna 1 (dBm)表示m_s i gna 1 (η)由線性坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為對數(shù)坐標(biāo)后的混合信號幅 度。
【文檔編號】G01R31/00GK105842561SQ201610183115
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】李圓圓, 謝樹果
【申請人】北京航空航天大學(xué)