一种基于电磁频谱特征的电磁辐射发射系统故障检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电磁频谱特征的电磁辐射发射系统故障检测方法，包括以下步骤：S1.确定测试频段和电磁辐射发射系统常见的M种故障状态，并测试得到N组背景环境噪声；S2.在第m种故障状态下，测试得到N组电磁辐射发射系统的辐射发射幅度；S3.提取第m种故障状态下的N组发射频谱电磁特征；S4.得到M种故障状态下，每一组故障状态的发射电磁频谱；S5.对每一种故障状态下的N组发射频谱电磁特征进行更新；S6.构建和训练故障识别模型；S7.利用成熟的故障识别模型进行电磁辐射发射系统的故障检测。本发明专利技术利用设备的电磁辐射发射特征与设备对应的关系，进行故障识别模型的训练，用于电磁辐射发射系统的故障检测，降低了故障检测的难度并减小了排查周期。的难度并减小了排查周期。的难度并减小了排查周期。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁频谱特征的电磁辐射发射系统故障检测方法


[0001]本专利技术涉及电磁辐射，特别是涉及一种基于电磁频谱特征的电磁辐射发射系统故障检测方法。

技术介绍

[0002]对于包含多个电子设备(或者分系统)的电磁辐射发射系统而言，各个电子设备往往分布于系统的不同位置，例如，对于飞机这些电子设备(或者分系统)都集中安装在飞机中部、底部或尾部的设备舱，或者驾驶舱内部等位置。
[0003]而电磁辐射发射系统内部空间资源十分宝贵和紧缺，放置电子设备的设备舱往往十分狭小，电子设备在其中紧密排布。在如此狭小空间范围内，不同设备所产生的电磁辐射发射信号相互影响和发生混叠，难以在所有设备都开机时将特定位置的电磁辐射发射特征与该位置附近相应设备一一对应起来。
[0004]电子设备内部由各种各样的核心电路结构及其他外围功能电路共同构成。内部电路所产生的激励源信号及其他功能信号都可以电磁辐射的形式发射到环境中，特别是高频信号，如时钟、I/O线和内部开关产生的信号。此外，印刷电路板的加工缺陷或电路本身所存在的设计缺陷以及附加的外设，也都将导致大量的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁频谱特征的电磁辐射发射系统故障检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.确定测试频段和电磁辐射发射系统常见的M种故障状态，并测试得到N组背景环境噪声S2.在第m种故障状态下，测试得到N组电磁辐射发射系统的辐射发射幅度S3.根据背景环境噪声和第m种故障状态下电磁辐射发射系统的辐射发射幅度，提取N组的发射频谱电磁特征；S4.在m＝1,2,...,M时，重复执行步骤S2～S3，得到M种故障状态下，每一组故障状态的发射电磁频谱；S5.提取每一种故障状态下精简的发射频谱电磁特征集，对该种故障状态下的N组发射频谱电磁特征进行更新，同时记录M种故障状态下精简的发射频谱电磁特征集中包含的所有测试频点；S6.基于人工智能算法构建故障识别模型，并将每一种故障状态的更新后N组发射频谱电磁特征作为样本，将故障种类作为样本标签；利用构建的样本和样本标签对故障识别模型进行训练，当M中故障状态下的所有组发射频谱样本特征均训练完成后，得到成熟的故障识别模型；S7.利用成熟的故障识别模型进行电磁辐射发射系统的故障检测。2.根据权利要求1所述的一种基于电磁频谱特征的电磁辐射发射系统故障检测方法，其特征在于：步骤S1中所述电磁辐射发射系统包括Q个设备，分别为设备1、设备2、
…
、设备Q；步骤S1中所述常见的M种故障状态中，每一种故障状态均对应着出现故障的不同设备组合。3.根据权利要求1所述的一种基于电磁频谱特征的电磁辐射发射系统故障检测方法，其特征在于：步骤S1所述的测试频段为长度K的向量，记为：Fre＝(fre1,fre2,...,fre
k
,...,fre
K
)；其中，fre
k
表示第k个测试频点，k＝1,2,...,K。4.根据权利要求1所述的一种基于电磁频谱特征的电磁辐射发射系统故障检测方法，其特征在于：所述步骤S1中测试N组背景环境噪声的过程包括：S101.在测试频段Fre＝(fre1,fre2,...,fre
k
,...,fre
K
)的各个频点下分别进行背景环境噪声测试，得到背景环境噪声；S102.重复执行N次步骤S101中的测试，得到N组背景环境噪声,记为：其中，表示第n次背景环境噪声测试得到的结果，n＝1,2,...,N；表示第n次背景环境噪声测试得到的结果，n＝1,2,...,N；表示第n次测试时，在第k个频点处测得的背景环境噪声，k＝1,2,...,K。
5.根据权利要求1所述的一种基于电磁频谱特征的电磁辐射发射系统故障检测方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：S201.在测试频段Fre＝(fre1,fre2,...,fre
k
,...,fre
K
)的各个频点下分别对磁辐射发射系统的辐射发射幅度进行测试，得到辐射发射幅度测试结果；S202.重复执行N次步骤S201中的测试，得到N组辐射发射幅度测试结果,记为：其中，表示第n次辐射发射幅度测试结果，n＝1,2,...,N；其中表示第n辐射发射幅度测试过程中在第k个频点处测得的结果。6.根据权利要求1所述的一种基于电磁频谱特征的电磁辐射发射系统故障检测方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下子步骤：S301.对于第m个状态下第n次辐射发射幅度测试结果提取出明显高于背景噪声的元素所对应的测试频点，作为第n组测试的发射频谱电磁特征：A1、对于中的第k个元素若与中的第k个元素之差大于设定阈值，则认为明显高于背景噪声，将对应的测试频点k加入集合中；A2、在k＝1,2,...,K时，重复执行步骤A1，得到发射频谱电磁特征：其中，K
′
表示发射频谱电磁特征中包含的频点数目；S302.在n＝1,2,...,N时，重复执行步骤S301，得到N组发射频谱电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐辉，张凡，姜子恒，陈爱新，苏东林，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：