利用小波变换提取电磁泄漏信号的电磁环境测试系统，其特征是，包括： 宽带天线，用于接收电磁环境或电子设备周围的泄漏电磁场信号，将其转变为电压信号； 频谱仪，对天线传送过来的信号进行采集、滤波、检波，将连续信号转变为数字处理信号； 带有ＧＰＩＢ卡的测控计算机包括加载的电磁环境测试控件，用于控制频谱仪按设定参数输出信号；用于对得到的采集信号进行处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁环境测试系统，特别是利用小波变换提取电磁泄漏信号的电磁环 境测试系统。技术背景信息技术设备在工作时会产生较强的电磁辐射，可能导致其所处理或存储的重要 数据信息产生严重的泄漏。因此，在一些重要场合，电磁信号的测量、环境的实时监 测对于有效监控并去除辐射泄漏而导致的信息泄漏隐患具有非常重要的作用，也越来 越受到人们的重视。目前在电磁辐射检测以及电磁兼容方面的自动测试多是基于标准实验室环境下的 标准规范化测试，多关心发射幅值是否超标，但并不关心超标信号的自动提取、特性 分析，不能满足信息泄漏预测与防护领域的泄漏信号检测需求。尤其是在实际应用电 磁环境下对信息泄漏信号的检测与提取仍以人工测试为主，测试过程的执行、信号的 提取分析等均由值守人员完成，主观性较强，且人为观察不易分辨一些微弱的电磁信 号，造成一些信号的误判和漏报等。在电磁环境的监测方面，则多集中在用于台站选 址时的多空间点测试，而未考虑在不同时间的动态变化特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种方便、科学准确的利用小波变换提取电磁泄漏信号的电 磁环境测试系统，实现电磁信号的自动测试与提取、电磁环境的自动监测与分析。本专利技术的目的是这样实现的，利用小波变换提取电磁泄漏信号的电磁环境测试系 统，其特征是，包括宽带天线，用亍接收电磁环境或电子设备周围的泄漏电磁场信号，将其转变为电 压信号；频谱仪，对天线传送过來的信号进行采集、滤波、检波，将连续信号转变为数字处理信号；带有GPIB卡的测控计算机包括加载的电磁环境测试控件，用于控制频谱仪按设定 参数输出信号；用于对得到的采集信号进行处理。所述的天线是一组覆盖频率为10KHz 18GHz的天线组，并提供天线校准因子给 测试软件。所述的频谱仪包括一个与测控计算机连接的通讯接口，该通讯接口与安装在测控 计算机上的GPIB卡相连，负责数据的传输。所述的用于控制频谱仪按设定参数输出信号中的设定参数是测控计算机向频谱仪 发出的测试的频率范围、参考电平、扫描次数；按设定参数输出信号是频谱仪依据频 率范围、参考电平、扫描次数采集宽带天线的电磁功率电平数据传输给测控计算机。所述的电磁环境测试控件至少包括电磁泄漏信号检测及电磁环境动态监测两大功 能模块；其中电磁泄漏信号检测模块，用于实现对电磁泄漏信号的分级报警、信号提 取、无线电特征分析；电磁环境动态监测模块用于实现电磁环境连续扫描、电磁环境 变化动态分析。所述的对采集信号进行处理的流程歩骤至少一个利用小波变换和基于概率确定 背景阈值的方法进行电磁信号的提取，至少一个利用互相关算法分析电磁环境的动态 特性。所述的利用小波变换和基于概率确定背景阈值的方法其过程如下1) 采用db3的低频分解滤波器ld和高频分解滤波器hd对频谱仪传送给计算机的采样 信号S进行四层分解，分解成高频系数CD1,CD2,CD3,CD4和低频系数 CA1,CA2,CA3,CA4;2) 分别对高频系数CD1，CD2,CD3,CD4进行滤波处理，采用软阈值公式<formula>formula see original document page 6</formula>，式中Ar为计算后得到的软阈值，n为采样点个数，CT为信号S的标准差。 滤波的高频系数公式为<formula>formula see original document page 6</formula>式中，x(/)为第/个点的幅度值。修改后的高频系数为CDD1 ,CDD2,CDD3,CDD4;3) 对低频系数和修改后的高频系数采用低频重构滤波器lr和高频重构滤波器hr对信 号进行重构，得到重构后的信号S'。4) 对重构后的信号S'提取信号特征，分为以下两步a)利用概率确定背景阈值，这是由于背景幅度值处在同一个范围的，该方法可以 有效的克服采用极值方法中存在突变而导致信号错误提取的问题。通过分析，背景阈 值在采样信号当中一定为出现次数最多的值，首先判断不同幅值的个数A，计算发生概 率77,=|:， /e的己测频段信号，把它作为互相关的比对信号{1(/),/ = 1,2..1};其中《为信号序列长度，r为测试的 时间间隔；2) 选取另一时间段所测的相同频段信号作为需要比对的信号(:r(,V= i,2"j:};3) 利用互相关公式/^(y)二vf5~~-，计算它们的互相关系数，其中-J'为偏移自变量；j'=0 K;4) 利用互相关系数判断电磁环境的改变情况，当P"C/)^G'9时，判断电磁环境发生改变。本专利技术的优点是由配套天线，频谱仪，带有GPIB卡的测控计算机和智能化电磁 环境测试软件组成系统，实现电磁泄漏信号检测，环境监测，并自动完成信号提取分 析、分级报警、电磁环境分析、数据库管理以及生成报告等。为了消除干扰的噪声， 有效的提取信号，采用了小波变换和基于概率统计特性的一种自适应方法以及采用了 互相关算法实现电磁环境动态特性分析，不仅实现了电磁环境检测和监测的自动化， 克服了原系统一直要求工作人员值守操作的缺点，尤其是在电磁环境监测的时候；使 得测试结果科学准确，尤其是对微弱信号的科学计算和提取，防止了人为因素对信号 的误处理；同时对电磁泄漏信号分级自动报警能够有效的提示工作人员泄漏信号的量 级。附图说明图1是本专利技术实施例结构示意图r图2是信号提取和分析算法流程图；图3是实施例一混有噪声的信号频谱图；图4是实施例一采用小波消除噪声后信号频谱图；图5是实施例二混有噪声信号频谱图；图6是实施例二采用小波消除噪声后信号频谱图；图7是实施例一小波消除噪声后采用自相关算法提取信号的频率点图； 图8是实施例二小波消除噪声后采用自相关算法提取信号的频率点图； 图9是电磁泄漏测试软件流程框图。图中，1、宽带天线；2、频谱仪；3、带有GPIB卡的测控计算机。具体实施方式参见图l，是由配套的宽带天线l、频谱仪2、带有GPIB卡并安装智能化电磁环 境测试软件的测控计算机3组成系统，宽带天线1用于接收电磁环境或电子设备周围 的泄漏电磁场信号，根据需要我们选用不同频段的天线，将其转变为电压信号提供给 频谱仪2，由频谱仪2对宽带天线1传送过来的信号进行采集、滤波、检波，将连续信号转变为数字处理信号；然后送到带有GPIB卡的测控计算机3，用于传输以及计算处 理传送过来的信号，安装在测控计算机上的电磁环境测试控件，用于控制频谱仪和计 算机进行协调工作。测控计算机上的电磁环境测试控件3利用小波变换提取电磁泄漏信号的智能化电 磁环境测试系统是用于设备和环境的电磁泄漏检测和电磁环境监测，实现一些常见无 线电信号处理和判断电磁环境改变情况。该系统利用小波变换理论，实现电磁泄漏信 号的提取，存储，调用，打印，并在此基础之上进行环境自动化监测，以及报告打印 等功能，实际测试结果达到设计要求，能够极大提高测试工作的效率、精确度以及自动 化程度。小波变换消除噪声技术是一种新的消噪技'术，它既保留了傅立叶变换的优点，又 弥补了傅立叶变换在信号分析上的不足，它作为一门新兴的学科己经得到了广泛的应 用。由于我们所采样得到的电磁泄漏信号携带具有高斯白噪声性质的噪声，而在小波 变换的信号滤波中，信号谱和噪声谱可以重叠，它本文档来自技高网...
【技术保护点】
利用小波变换提取电磁泄漏信号的电磁环境测试系统，其特征是，包括： 宽带天线，用于接收电磁环境或电子设备周围的泄漏电磁场信号，将其转变为电压信号； 频谱仪，对天线传送过来的信号进行采集、滤波、检波，将连续信号转变为数字处理信号； 带有ＧＰＩＢ卡的测控计算机包括加载的电磁环境测试控件，用于控制频谱仪按设定参数输出信号；用于对得到的采集信号进行处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田锦，邱扬，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：87
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