一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法技术

本发明专利技术旨在针对重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场，提供一种频域测量方法，涉及射频辐射场电场测量领域。本发明专利技术所述方法，步骤一，设置频谱测量装置的测量参数，测量重频变化或跳频的矩形脉冲信号，读取功率读数稳定值；然后首次提出能量采样系数、等效能谱密度、等效平均电压因子等概念及获得方法，对均方根值检波或者峰值检波下重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数进行计算；最后根据功率读数、峰值场强修正系数，获取辐射场场强。本方法能解决重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强测量方法中复杂、实施困难的难题，直接、快速、准确测量峰值场强和平均值场强，简便可行，易于推广使用。易于推广使用。易于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法


[0001]本专利技术涉及射频辐射场电场测量领域，特别是一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法。

技术介绍

[0002]强脉冲辐射场影响用频设备正常工作，应开展电磁环境适应性验证试验。试验中，为了区分试验区的电磁环境背景、排除外界电磁辐射源的影响，应对脉冲辐射场的峰值场强和平均值场强进行测量，并识别辐射源，确保用频设备处于规定辐射波形、规定能量的脉冲辐射场中，保证试验结果有效、可信。
[0003]装备电磁辐射场波形多种多样，重频变化或跳频的矩形脉冲信号是其中常用类型，需要提供实用有效的测量方法。
[0004]本专利技术技术人员在另一项专利技术《一种重频变化或跳频脉冲信号辐射场场强的频域测量方法》中，解决了难以获取重频变化或跳频脉冲信号测量稳定值的问题，从而可以获得峰值场强和平均值场强。
[0005]但是按照该专利技术对脉冲单元为矩形脉冲信号的重频变化或跳频脉冲信号辐射场测量时，矩形脉冲信号的峰值场强修正系数含有多个参数，尤其是均方根值检波下峰值场强修正系数，获取方法相对繁琐，需要多参数参与和多变量表征，且不具有单调性，需要复杂计算或编程计算或仿真，工程实施不方便。
[0006]研究处理重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场的峰值场强修正系数的简化办法，给出简便的、工程上应用方便的重频变化或跳频的矩形脉冲信号修正方法，是本专利技术解决的主要技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对矩形脉冲信号的重频变化或跳频的辐射场，提供一种频域测量方法，巧妙设计峰值场强修正参数的获得方式，直接、快速、准确测量峰值场强和平均值场强，简便可行，易于推广使用。
[0008]本专利技术提供的一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一，设置频谱测量装置的测量参数，对重频变化或跳频的矩形脉冲信号进行测量，读取测量频率处功率读数稳定值(简称功率读数稳定值或功率读数)；
[0010]1)频谱测量装置的测量频率设在测量样本信号谱峰上；
[0011]2)频谱测量装置的驻留时间设为不大于测量样本信号的时间长度T
min
；
[0012]3)频谱测量装置的迹线方式设为最大值保持；
[0013]4)频谱测量装置的检波方式：均方根值检波或者峰值检波；
[0014]5)频谱测量装置的测量分辨率带宽：测量分辨率带宽引起的场强测量偏差在其允许范围内；当峰值检波时，还满足测量分辨率带宽和测量样本信号各频率分量相位差共同
造成的场强测量偏差在其允许范围内；
[0015]测量样本信号；重频变化或跳频的矩形脉冲信号中单个脉冲、时间长度为T
min
、载频为f
h
的信号；T
min
为重频变化矩形脉冲信号的最小脉冲重复周期，或者为脉间跳频或脉组跳频的矩形脉冲信号的脉冲重复周期；f
h
为重频变化矩形脉冲信号的固有载频，或者为脉间跳频或脉组跳频的矩形脉冲信号的任一跳频载频。
[0016]步骤二，获取重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数(简称峰值场强修正系数)；
[0017]1)均方根值检波下峰值场强修正系数为
[0018][0019]k
RMS_PM_p
：均方根值检波下重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数，简称均方根值检波下峰值场强修正系数；
[0020]L：驻留时间；
[0021]B
rbw
：测量分辨率带宽；
[0022]ρ
PM
(B
rbw
)：能量采样系数，测量样本信号经过频谱测量装置中频滤波器后，用于均方根值检波计算的能量在输出信号全部能量的占比；
[0023]β
PM
：等效能谱密度，物理意义为测量频率处频谱密度归一化的测量样本信号经过频谱测量装置中频滤波器后，输出信号全部能量均匀分布在测量分辨率带宽上时的能谱密度；
[0024]τ：测量样本信号的脉冲宽度。
[0025]2)峰值检波下峰值场强修正系数为
[0026][0027]k
PEAK_PM_p
：峰值检波下重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数，简称峰值检波下峰值场强修正系数；
[0028]α
PM
：等效平均电压因子，物理意义为测量频率处频谱冲激强度为1的模拟周期矩形脉冲信号经过频谱测量装置中频滤波器后，中频输出信号峰值电压强度平均分布在测量分辨率带宽内谱线上时的幅度；
[0029]模拟周期矩形脉冲信号：以测量样本信号为单元进行周期性延拓获得的信号。
[0030]步骤三，根据测量频率处功率读数稳定值、重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数、平均占空比，计算重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强，
[0031]峰值场强：
[0032]平均值场强：
[0033]k
PM_p
：重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数；
[0034]E
p
：重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场的峰值场强(简称峰值场强)，单位V/m；
[0035]E
a
：重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场的平均值场强(简称平均值场强)，单位V/
m；
[0036]D：重频变化或跳频的矩形脉冲信号的平均占空比(简称平均占空比)；
[0037]P
read
：测量频率处的功率读数稳定值(简称功率读数稳定值或功率读数)，单位dBm；
[0038]F
A
：天线系数，单位dB/m；
[0039]F
D
：衰减器和连接电缆的总衰减量，单位dB。
[0040]本专利技术团队已经在《一种重频变化或跳频脉冲信号辐射场场强的频域测量方法》的专利技术创造中，首次创造性地提出设计中间参数表征均方根值检波下或者峰值检波下重频变化或跳频脉冲信号辐射场峰值场强修正系数的方法。但是，该方法具体应用到重频变化或跳频的矩形脉冲信号，仍需要经过复杂的理论换算或编程计算或仿真来完成，在测量现场使用还是比较繁琐。本专利技术的方法就是针对重频变化或跳频的矩形脉冲信号，首先设置频谱测量装置的测量参数，对重频变化或跳频的矩形脉冲信号进行测量，读取测量频率处功率读数稳定值；其次，非常重要的是，将均方根值检波下的中间参数设计为能量采样系数和等效能谱密度的乘积形式，分析能量采样系数、等效能谱密度的变化规律，以及峰值检波下等效平均电压因子的变化规律，简化这三个中间参数的计算方法并给出具体取值，从而简化获得关键指标峰值场强修正系数的步骤；最后，读取测量频率处的功率读数稳定值，进而计算场强值。
[0041]优选地，步骤一中，当采用高斯型中频滤波器的频谱测量装置进行测量、测量分辨率带宽引起的场强允许偏差为0.5dB时，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，设置频谱测量装置的测量参数，测量重频变化或跳频的矩形脉冲信号，读取测量频率处功率读数稳定值；1)频谱测量装置的测量频率设在测量样本信号谱峰上；2)频谱测量装置的驻留时间设为不大于测量样本信号的时间长度T
min
；3)频谱测量装置的迹线方式设为最大值保持；4)频谱测量装置的检波方式：均方根值检波或者峰值检波；5)频谱测量装置的测量分辨率带宽：测量分辨率带宽引起的场强测量偏差在其允许范围内；当峰值检波时，还满足测量分辨率带宽和测量样本信号各频率分量相位差共同造成的场强测量偏差在其允许范围内；测量样本信号；重频变化或跳频的矩形脉冲信号中单个脉冲、时间长度为T
min
、载频为f
h
的信号；T
min
为重频变化矩形脉冲信号的最小脉冲重复周期，或者为脉间跳频或脉组跳频的矩形脉冲信号的脉冲重复周期；f
h
为重频变化矩形脉冲信号的固有载频，或者为脉间跳频或脉组跳频的矩形脉冲信号的任一跳频载频；步骤二，获取重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数；1)均方根值检波时，峰值场强修正系数为k
RMS_PM_p
：均方根值检波下重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数；L：驻留时间；B
rbw
：测量分辨率带宽；ρ
PM
(B
rbw
)：能量采样系数，测量样本信号经过频谱测量装置中频滤波器后，用于均方根值检波计算的能量在输出信号全部能量的占比；β
PM
：等效能谱密度，物理意义为测量频率处频谱密度归一化的测量样本信号经过频谱测量装置中频滤波器后，输出信号全部能量均匀分布在测量分辨率带宽上时的能谱密度；τ：测量样本信号的脉冲宽度；2)峰值检波时，峰值场强修正系数为k
PEAK_PM_p
：峰值检波下重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数；α
PM
：等效平均电压因子，物理意义为测量频率处频谱冲激强度为1的模拟周期矩形脉冲信号经过频谱测量装置中频滤波器后，中频输出信号峰值电压强度平均分布在测量分辨率带宽内谱线上时的幅度；模拟周期矩形脉冲信号：以测量样本信号为单元进行周期性延拓获得的信号；步骤三，根据测量频率处功率读数稳定值、重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数、平均占空比，计算重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强
峰值场强：平均值场强：k
PM_p
：重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场峰值场强修正系数；E
p
：重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场的峰值场强，单位V/m；E
a
：重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场的平均值场强，单位V/m；D：重频变化或跳频的矩形脉冲信号的平均占空比；P
read
：测量频率处的功率读数稳定值，单位dBm；F
A
：天线系数，单位dB/m；F
D
：衰减器和连接电缆的总衰减量，单位dB。2.如权利要求1所述的一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法，其特征在于，步骤一中，当采用高斯型中频滤波器的频谱测量装置进行测量、测量分辨率带宽引起的场强允许偏差为0.5dB时，所述测量分辨率带宽：6dB测量分辨率带宽B
rbw_GS_6dB
≥1.3/T
min
；或者3dB测量分辨率带宽B
rbw_GS_3dB
≥1/T
min
；B
rbw_GS_6dB
：高斯型中频滤波器的频谱测量装置的6dB测量分辨率带宽；B
rbw_GS_3dB
：高斯型中频滤波器的频谱测量装置的3dB测量分辨率带宽。3.如权利要求2所述的一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法，其特征在于，步骤一中，当采用高斯型中频滤波器的频谱测量装置进行均方根值检波测量，测量分辨率带宽引起的场强允许偏差为0.5dB时，所述测量分辨率带宽，6dB测量分辨率带宽为1.3/T
min
≤B
rbw_GS_6dB
≤0.5/τ；或者3dB测量分辨率带宽为1/T
min
≤B
rbw_GS_3dB
≤0.5/τ。4.如权利要求2所述的一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法，其特征在于，步骤一中，当采用高斯型中频滤波器的频谱测量装置进行峰值检波测量，测量分辨率带宽引起的场强允许偏差为0.5dB时，所述测量分辨率带宽：6dB测量分辨率带宽或者3dB测量分辨率带宽5.如权利要求1所述的一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法，其特征在于，步骤二中，所述能量采样系数G(f)：频谱测量装置内中频滤波器的幅频函数；f：频率；f0：测量频率；f
IF
：频谱测量装置的中频频率；
Sa(
·
)：采样函数；表示卷积。6.如权利要求5所述的一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法，其特征在于，步骤二中，采用高斯型中频滤波器的频谱测量装置进行测量时，6dB测量分辨率带宽下，所述能量采样系数，当B
rbw_GS_6dB
L＜0.1且1.3/T
min
≤B
rbw_GS_6dB
≤0.5/τ时，ρ
PM
(B
rbw_GS_6dB
)＝1.509B
rbw_GS_6dB
L；或当0.1≤B
rbw_GS_6dB
L≤0.9082且1.3/T
min
≤B
rbw_GS_6dB
≤0.5/τ时，ρ
PM
(B
rbw_GS_6dB
)＝
‑
0.787(B
rbw_GS_6dB
L)2+1.733B
rbw_GS_6dB
L
‑
0.02；或当0.9082＜B
rbw_GS_6dB
L≤1.507且1.3/T
min
≤B
rbw_GS_6dB
≤0.5/τ时，ρ
PM
(B
rbw_GS_6dB
)＝
‑
0.247(B
rbw_GS_6dB
L)2+0.733B
rbw_GS_6dB
L+0.446；或当B
rbw_GS_6dB
L＞1.507且1.3/T
min
≤B
rbw_GS_6dB
≤0.5/τ时，ρ
PM
(B
rbw_GS_6dB
)＝1；ρ
PM
(B
rbw_GS_6dB
)：高斯型中频滤波器的频谱测量装置在6dB测量分辨率带宽下对重频变化或跳频的矩形脉冲信号测量时的能量采样系数；B
rbw_GS_6dB
：高斯型中频滤波器的频谱测量装置的6dB测量分辨率带宽。7.如权利要求5所述的一种重频变化或跳频的矩形脉冲辐射场场强频域测量方法，其特征在于，步骤二中，采用高斯型中频滤波器的频谱测量装置进行测量时，3dB测量分辨率带宽下，所述能量采样系数当B
rbw_GS_3dB
L＜0.1且1/T
min
≤B
rbw_GS_3dB
≤0.5/τ时，ρ
PM
(B
...

【专利技术属性】
技术研发人员：成伟兰，冯婷婷，何纯全，吴文力，赵炳秋，万海军，
申请(专利权)人：中国人民解放军九二七二八部队，
类型：发明
国别省市：