电磁发射要素检测分析系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电磁发射要素检测分析系统，针对电磁频谱数据进行分析和辨识，对超标原因进行诊断与定位。该仪器具有RE102/CE102的输入功能,可以对电磁频谱发射数据进行处理与分析。使用时，首先使用外设的频谱仪或电磁发射接收机进行测试，采集得到被测设备或系统的辐射发射数据；然后对数据进行预处理分析，对超标频段的电磁发射数据分析获取窄带超标数据和宽带的趋势分量。然后，采用自相关方差分析综合法提取谐波数量与对应的基频值；之后，对频谱中其余超标窄带频点使用周期分析法进行正弦的区分与提取；生成整体分析报告。本发明专利技术仪器可以将频谱数据中发射要素的特性进行较为完备的分析与提取，对系统或设备电磁兼容性分析和设计具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电磁发射要素分析系统，属于电磁兼容

技术介绍
随着电气电子设备数量越来越多，这些设备在工作时通常会产生一些有用或无用的电磁发射，这些发射可能会对其他设备造成潜在电磁干扰。这些电磁干扰会造成设备的性能降级，甚至可能造成设备的毁坏。因此对设备的电磁发射要素进行检测分析就显得刻不容缓。首先需要对电磁发射频谱进行检测，然后提取频谱数据中电磁发射要素进行分析，而后采取相应的电磁兼容性设计。目前查找干扰源的方法是首先对发射设备采取电磁兼容检测试验，根据国军标(GJB151A)中规定的发射限值判断设备是否符合电磁兼容性，一旦发射超过限值，则采用经验法或者近场探头检测法来判断产生干扰的原因。经验法对检测人员的专业技能要求较高，而近场探头检测法是一种非常耗时的方法，通常还不能追溯电磁干扰产生的根源。电磁发射频谱虽然复杂，但是频谱中数据中电磁发射要素特征还是有迹可循的。分析宽带分量与窄带分量对判断发射特性和来源具有重要意义。确定相应分量的来源，进而可以分析其发射特征采取针对性较强的措施，具有重要的意义
技术实现思路
本专利技术技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种电磁发射要素分析系统，基于电磁兼容要素理论，对设备内部隐藏的干扰源进行辨识，针对频谱数据中的谐波与正弦基本要素——检测分析，若有效基频值与某个元器件的工作频率相等，则可以找到频谱数据中谐波产生的根源，可以指导被测设备系统的电磁兼容性设计和整改。在多个谐波同时存在的情况下，在凭借工程师的经验已经很难分辨的情况下达到分辨谐波干扰与正弦干扰的效果。本专利技术技术解决方案：一种电磁发射要素检测分析系统，包括：测试天线与探头、被测设备、接收机设备与电磁发射要素分析仪；接收机设备通过测试天线与探头采集被测设备的频谱数据；然后数据传输到电磁要素分析仪对频谱数据进行系统分析，分析包括，预处理分析、谐波分析、正弦分析；通过分析使得设备的频谱数据完成电磁发射要素的逐步提取，并生成分析数据。所述电磁发射要素检测分析仪包括主处理器、数据存储模块、数据传输模块、屏幕显示模块、供电模块；主处理器将用户输入的指令转化为相应的控制语言进行分析控制，依据用户的选择进行预处理分析、谐波分析、正弦分析分析，所述预处理分析对接收机设备所获得的频谱数据进行整体的认知并对后续分析有一定的针对性选择；所述谐波分析采用周期分析方法，对窄带分量中所有的超标点进行周期分析，若所述超标点为周期信号，则将该超点定为谐波频点，并计算谐波频点的基频，检验有效性后在界面做出相应标识与显示；所述正弦分析采用周期性分析方法，对窄带分量中所有的超标点进行周期分析，若所述超标点为非周期信号，则将该超点定为正弦频点，读取并显示正弦频点的频率和幅度，并在界面做出相应标识与显示；数据存储模块，读取保存在整个的CSV文件，同时把电磁发射要素分析过程中的数据文件，图片文件以及分析报告进行存储，为后续电磁兼容分析与整改提供支撑；数据输入模块与接收机设备前段电磁发射数据测量仪器连接，实现数据的实时传输，实时的利用前端测试设备的数据进行电磁发射要素分析；屏幕显示模块采用可触摸型屏幕进行界面的显示；电源供电模块在未连接电源的情况下，为整个系统稳定的输出12V电压，保证系统正常工作。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术通过电磁发射测试手段得到发射设备的频谱数据作为数据来源，对要素理论中的谐波要素和正弦要素进行重点分析提取，区分正弦及谐波干扰类型的准确率≥80％，可针对不多于3个谐波同时存在时进行谐波基频提取，基频提取误差≤10％，所得到的要素特征可以反映了设备的电磁发射特性，并提出有针对性的整改指导。(2)整个系统应用环境稳定。读入测试频谱数据进行分析，直接输出频谱数据中包含的电磁发射要素的相关指标。与发射设备中所含元器件相应物理机理特征吻合即可找出干扰源，使干扰源查找更加方便快捷。(3)系统集成于便携式仪器，可应用于各种测试场合，将其分析功能与便携特性发挥极致。对频谱数据中的电磁发射要素进行量化表征，物理意义明确，对电磁干扰频谱部分特性进行认知，起到指导设备电磁兼容性的分析和设计的作用。本系统可以对被试设备的发射特性做较为完备的分析并进行电磁发射要素的提取，使得用户可以对被测设备的性能有更为完备的认识，同时对系统或设备电磁兼容性分析和设计具有重要的意义。附图说明图1为本专利技术系统的组成框图；图2为本专利技术的要素分析仪的组成框图；图3为本专利技术的分析过程图；图4为本专利技术的仪器界面分析显示图。具体实施方式如图1所示，本专利技术电磁发射要素检测分析系统，包括测试天线与探头2、被测设备1、接收机设备3与电磁发射要素分析仪4；接收机设备3通过测试天线与探头2采集被测设备1的频谱数据；然后数据传输到电磁要素分析仪4对频谱数据进行系统分析，分析包括，预处理分析、谐波分析、正弦分析；通过分析使得设备的频谱数据完成电磁要射要素的逐步提取，并生成分析数据。如图2所示，电磁发射要素分析仪的系统结构包括主处理器、数据存储模块、数据传输模块、屏幕显示模块、供电模块。控制模块收集用户指令，并通过相关算法将指令传输到主处理器；输入模块将接收机传输的数据输入主处理器；主处理器根据控制指令进行基于要素理论的电磁发射要素的分析；预处理分析：对接收机设备所获得的频谱数据进行整体的认知并对后续分析有一定的针对性选择；谐波分析：使用周期分析方法，对窄带分量中所有的超标点进行周期分析，使用多分辨率分析法得到其谐波分量，然后计算谐波分量的自相关序列，从自相关序列中提取出备选基频值并验证其有效性，若通过，则将该点定为谐波频点，并计算谐波频点的基频，检验其有效性后在仪器的界面做出相应标识与显示；正弦分析：使用周期性分析方法，对窄带分量中所有的超标点进行周期分析，若所分析超标点为非周期信号，则将该点定为正弦频点，读取并显示该频点的频率和幅度，并在仪器的界面做出相应标识与显示。另外，说明一下宽带分量与窄带分量是一个相对概念，本专利技术所提及的窄带分量是相对与宽带分量而言的，宽带分量指的是分量所包括的频率范围较大；所提及的窄带分量是指谐波和正弦分量这样的作用于较小频率范围的信号。如图4所示，本专利技术的仪器界面分析显示图：区域一为原始数据显示区，用于显示所分析的原始数据；区域二维预处理分析区：对所分析的频谱数据进行整体的认知并对后续分析有一定的针对性选择；区域三为谐波分析区：用于对分析数据进行谐波分析，并提取其谐波基频值并显示；区域四为正弦分析区，将上一步处理得到的数据结果进行周期性分析，若所分析超标点为非周期信号，则将该点定为正弦频点，读取并显示该频点的频率和幅度，并在仪器的界面做出相应标识与显示。如图3所示，本专利技术分析方法的具体过程如下：步骤一：数据导入：使用USB接口、网络接口等接口从频谱仪或电磁发射接收机中读取电磁发射频率-幅度值，并显示到该仪器界面区域一中。步骤二：预处理分析：由于绝大多数的被测设备的电磁发射在一定频率范围内超标，因此，分析时将该频率范围定为重点分析频段。同时，使用多分辨率分析法得对电磁发射频谱数据进行进一步的数据认识与预处理。步骤三：谐波分析：在大量的电磁干扰测试中发现，具有稳定频率的窄带干扰信号及其由于非线性产生的谐波在被测频谱中占据主导地位。经过分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁发射要素检测分析系统，其特征在于包括：测试天线与探头、被测设备、接收机设备与电磁发射要素分析仪；接收机设备通过测试天线与探头采集被测设备的频谱数据；然后数据传输到电磁要素分析仪对频谱数据进行系统分析，分析包括，预处理分析、谐波分析、正弦分析；通过分析使得设备的频谱数据完成电磁发射要素的逐步提取，并生成分析数据。

【技术特征摘要】
1.一种电磁发射要素检测分析系统，其特征在于包括：测试天线与探头、被测设备、接收机设备与电磁发射要素分析仪；接收机设备通过测试天线与探头采集被测设备的频谱数据；然后数据传输到电磁要素分析仪对频谱数据进行系统分析，分析包括，预处理分析、谐波分析、正弦分析；通过分析使得设备的频谱数据完成电磁发射要素的逐步提取，并生成分析数据。2.根据权利要求1所述的电磁发射要素检测分析系统，其特征在于：所述电磁发射要素检测分析仪包括主处理器、数据存储模块、数据传输模块、屏幕显示模块、供电模块；主处理器将用户输入的指令转化为相应的控制语言进行分析控制，依据用户的选择进行预处理分析、谐波分析、正弦分析分析，所述预处理分析对接收机设备所获得的频谱数据进行整体的认知并对后续分析有一定的针对性选择；所述谐波分析采用周期分析方法，对窄带分...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏东林，武嘉艺，尚晓凡，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11