本发明专利技术公开了一种具有量化电磁干扰的电磁兼容快速测试诊断系统，该系统中接收天线安装在频谱测试仪上，电流探头的夹头端夹在被试品之间相互连接的电缆上，电流探头的另一端连接在频谱测试仪上，频谱测试仪与计算机连接；所述计算机中设有电磁兼容快速测试诊断单元。所述电磁兼容快速测试诊断单元用以现场快速检测被试品的电磁发射频谱，并对其电磁发射频谱进行分析诊断，判断其电磁发射特性是否超出极限值标准或者发生异常。本发明专利技术系统对解决电磁兼容问题和进行电磁环境监测评估具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种具有量化电磁干扰的电磁兼容快速测试诊断系统，属于电磁兼容技术中的电磁干扰测试
技术介绍
随着科学技术的发展，越来越多的电子、电气设备进入社会的各个角落。在有限的空间内，电子设备、电气设备密度增加，设备的功率越来越大，无线电频谱日益拥挤，致使有限空间的电磁环境日益恶化。如何在时间、空间、频谱资源有限的情况下，使处于同一电磁环境中的电子设备、电气设备互不干扰，并正常运行，成为一个重要的问题，即电磁兼容(EMC一Electromagnetic Compatibility)所需要解决的问题。 人民邮电出版社于2006年9月14日出版的《工程电磁兼容》(作者V. PrasadKodali，译者陈淑凤，高攸纲，苏东林，周璧华)一书中指出电磁兼容是指器件、设备或者系统既能够在它所处的电磁环境中满意地发挥其功能，而与此同时又没有把超过容限的电磁骚扰引入此环境中的任何其他的器件、设备或者系统的能力。器件、设备或者系统在工作时，不可避免的产生对外的电磁发射。当这种发射超过一定容限时，就可能造成环境内的其他器件、设备或者系统性能下降，即出现了电磁干扰现象。为了检验被试品的电磁发射是否超标，需要进行电磁干扰测试。目前，电磁干扰测试最常用的实验室方法是使用微波暗室。微波暗室是一种室内测试设施，对外部电磁环境具有较高的隔离度，因此微波暗室尤其适合涉及微弱信号的高灵敏度测试。然而，微波暗室的建造成本一般是非常高的。电磁干扰从它的源到达被干扰设备的机制很多，主要是辐射和传导。对被试品的辐射发射进行测试，将被试品置于屏蔽暗室中，接收天线置于距被试品固定的测试距离(lm、3m或10m)，并通过精确校准过的电缆接至测试辐射发射的接收机，将测试辐射发射的接收机获得的被试品发射电平输入计算机，在计算机内与相应的极限值进行比较，从而判断被试品辐射发射是否超标。传导发射测试包括电缆传导发射和端口传导发射等，测试思路与辐射发射测试类似。不同的是，电缆传导发射测试不使用接收天线而是使用电流探头检测电缆传导，端口传导发射测试使用直连方式检测端口传导。(见文献工程电磁兼容，V. Prasad Kodali,人民邮电出版社，Page (s) :116_120)。这些测试均在暗室内完成，测试过程比较复杂。
技术实现思路
随着电子、电气设备日益增多，设备间的电磁兼容问题日益突出，如何判定一台设备(被试品)是否对外界产生电磁干扰成为一个重要问题。为了克服微波暗室方法成本高、操作实现复杂的不足，本专利技术提供一种具有量化电磁干扰的电磁兼容快速测试诊断系统。该系统基于Labview搭建的软件平台结合硬件设备，用以现场快速检测被试品的电磁发射频谱，并对其电磁发射频谱进行分析诊断，判断其电磁发射特性是否发生异常或超出极限值标准。本专利技术系统可以方便快捷的对被试品进行现场电磁干扰测试、分析、诊断。本专利技术的一种具有量化电磁干扰的电磁兼容快速测试诊断系统，该系统通过计算机交互界面控制检测测试的进行，获取频谱相关信息。在检测测试界面下选择测试所用的测量天线或电流探头以及测试所用的射频线缆，设置测试类型。当线路匹配良好时，频谱测量模块读取的电平值是仪表输入端口所取得的射频电压。设备将测量天线、电流探头系数及线缆损耗保存至数据库中，在进行检测测试时，根据选择的测试设备，对频谱测试仪获得的数据进行相应的自动修正。试验测试开始后，录入被试品等试验测试信息，设置频谱测试仪的工作参数，包括起始终止频率、参考电平、衰减、RBW、扫描时间等，频谱测试仪仪器开始工作，电磁兼容快速测试诊断单元软件采集数据并进行修正显示，结果保存至计算机中生成快速诊断比对数据库。通过检测测试，可以获得被试品的辐射发射频谱、电缆源线传导发射频谱、端口天线端子传导发射频谱以及电磁环境电磁频谱信息。本专利技术利用LabviewS. 5语言编程得到的电磁兼容快速测试诊断单元包括有频谱系数修正模块301、辐射频谱消噪模块302、辐射频谱滤波模块303、辐射分析诊断模块304、环境电磁频谱动态显示模块305、电缆传导分析诊断模块306、端口传导分析诊断模块307 ;频谱系数修正模块301用于对接收到的第一辐射发射频谱FA(a)、第二辐射发射频谱FA(b)、环境电磁频谱FB、电缆传导频谱FC和端口传导频谱FD进行修正处理；辐射频谱消噪模块302、辐射频谱滤波模块303和辐射分析诊断模块304顺次对修正后的第一辐射发射频谱FA (a)、第二辐射发射频谱FA (b)进行处理；环境电磁频谱动态显示模块305用于直观显示修正后的环境电磁频谱FB;电缆传导分析诊断模块306用于对修正后的电缆传导频谱FC进行与标准曲线对比，找出异常频点；端口传导分析诊断模块307用于对修正后的端口传导频谱FD —方面进行与标准曲线对比，找出异常频点；另一方面进行与CE106极限值曲线对比,找出超标频点。本专利技术电磁兼容快速测试诊断系统的优点在于①本专利技术基于Labview8. 5搭建的软件平台，结合硬件设备(如计算机、频谱测试仪)，可以在现场获取被试品的辐射发射频谱、电缆传导频谱和端口传导频谱，并与相应的极限值曲线进行比较，简化快速的对被试品的电磁兼容特性进行测试诊断，判断其电磁发射是否超标，而无需将被试品从现场送至专门的微波暗室进行试验，节省了大量的时间和人力。同时，电磁兼容快速测试诊断系统的制造和使用成本要比微波暗室低很多。②本专利技术利用LabviewS. 5语言编程得到的电磁兼容快速测试诊断单元将频谱测试仪与计算机集成在了一起，体积较小、偏于携带运输，并且防震、抗高低温，具有较强的环境适应性。③本专利技术测试诊断得到的数据结论存储在计算机中，方便调用查看。此外，除了与极限值曲线进行比较外，本专利技术还可以将被试品的发射频谱曲线与被试品正常工作状态下的发射频谱曲线进行比较分析，判断其电磁发射特性是否发生了异常。④本专利技术系统还能够对电磁环境进行实时检测。附图说明图I是本专利技术电磁兼容快速测试诊断系统所需的硬件结构框图。图2是本专利技术电磁兼容快速测试诊断单元的功能结构框图。、图2A是本专利技术环境电磁频谱动态显示界面。图3A是被试品关机状态下的背景环境频谱图。图3B是被试品工作时包含背景环境的频谱图。图3C是背景滤除后的被试品辐射发射频谱图。图4是天线端子传导发射与极限值的分析诊断图。图5是辐射发射与历史数据的分析诊断图。图6是某一时刻某背景环境电磁频谱图。 具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。参见图I所示，本专利技术的一种具有量化电磁干扰的电磁兼容快速测试诊断系统，该系统包括的硬件设备有接收天线11、电流探头12、频谱测试仪20和计算机30 ;所述计算机30内安装有电磁兼容快速测试诊断单元；所述电磁兼容快速测试诊断单元为采用Labview 8. 5语言编程得到。硬件设备之间的连接关系为接收天线11通过射频线缆连接到频谱测试仪20上，电流探头12的夹头端夹在被试品的电源线缆上，电流探头12的输出端通过探头线缆连接在频谱测试仪20上，被试品通过端口线缆连接到频谱测试仪20上，频谱测试仪20与计算机30通过数据线相连。接收天线11用于在lm、3m或IOm固定距离上接收空间中被试品发射的辐射发射信号VA、以及环境电磁信号VB ；电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有量化电磁干扰的电磁兼容快速测试诊断系统，该系统包括的硬件设备有接收天线（11）、电流探头（12）、频谱测试仪（20）和计算机（30）；其特征在于：所述计算机（30）内采用Labview语言编程得到了电磁兼容快速测试诊断单元；所述电磁兼容快速测试诊断单元包括有频谱系数修正模块（301）、辐射频谱消噪模块（302）、辐射频谱滤波模块（303）、辐射分析诊断模块（304）、环境电磁频谱动态显示模块（305）、电缆传导分析诊断模块（306）、端口传导分析诊断模块（307）；频谱系数修正模块（301）第一方面采用第一修正关系CFA(a)＝FA(a)+Ke(天线)+Lf(射频线缆)对输入的第一辐射发射频谱FA(a)进行修正，得到第一修正辐射发射频谱CFA(a)；Ke(天线)表示接收天线（11）的天线衰减系数；Lf(射频线缆)表示接收天线（11）的射频线缆损耗；频谱系数修正模块（301）第二方面采用第二修正关系CFA(b)＝FA(b)+Ke(天线)+Lf(射频线缆)对输入的第二辐射发射频谱FA(b)进行修正，得到第二修正辐射发射频谱CFA(b)；频谱系数修正模块（301）第三方面采用第三修正关系CFB＝FB+Ke(天线)+Lf（射频线缆)对输入的环境电磁频谱FB进行修正，得到修正环境电磁频谱CFB；频谱系数修正模块（301）第四方面采用第四修正关系CFC＝FC+Ke(探头)+Lf(探头线缆)对输入的电缆传导频谱FC进行修正，得到修正电缆传导频谱CFC；频谱系数修正模块（301）第五方面采用第五修正关系CFD＝FD+Lf(端口线缆)对输入的端口传导频谱FD进行修正，得到修正端口传导频谱CFD；Lf(端口线缆)表示被试品与频谱测试仪（20）之间连接的端口线缆损耗；辐射频谱消噪模块（302）一方面采用消噪算法对所述的第一修正辐射发射频谱CFA(a)进行消噪处理，获得第一消噪辐射发射频谱FA2(a)输出；辐射频谱消噪模块（302）另一方面采用消噪算法对所述的第二修正辐射发射频谱CFA(b)进行消噪处理，获得第二消噪辐射发射频谱FA2(b)输出；辐射频谱滤波模块（303）第一方面对所述的第一消噪辐射发射频谱FA2(a)进行极大值遍历，将幅值大于前后极小值5dB以上的频点默认为电磁信号FA2(a)SA；辐射频谱滤波模块（303）第二方面对所述的第二消噪辐射发射频谱FA2(b)进 行极大值遍历，将幅值大于前后极小值5dB以上的频点默认为电磁信号FA2(b)SA；辐射频谱滤波模块（303）第三方面对FA2(a)SA与FA2(b)SA进行同频点信号比对，若存在同频点信号，则将FA2(b)中的该频点幅值基于前后极小值进行线性插值处理，获得滤波辐射发射频谱FA3输出；辐射频谱滤波模块（303）第四方面对FA2(a)SA与FA2(b)SA进行同频点信号比对，若不存在同频点信号，则将FA2(b)作为滤波辐射发射频谱FA3输出；辐射分析诊断模块（304）对所述的滤波辐射发射频谱FA3进行辐射分析诊断，判断被试品的辐射发射特性是否合格或者是否异常，具体步骤为：第304？1步：根据GJB？151A－1997《军用设备设备和分系统电磁发射和敏感度要求》和GJB？152A－1997《军用设备设备和分系统电磁发射和敏感度测量》中RE102测试项目要求和方法，得到RE102极限值曲线；第304？2步：将所述的滤波辐射发射频谱FA3与RE102极限值曲线进行比对，提取出被试品的辐射发射超标频点；FA3中幅值大于RE102极限值曲线的频点即为超标频点；第304？3步：根据是否存在超标频点判断被试品的辐射发射特性是否合格，若存在超标频点，则被试品的辐射发射特性不满足GJB？151A－1997《军用设备设备和分系统电磁发射和敏感度要求》中的相关规定，即为不合格；反之，则为合格；第304？4步：将所述的滤波辐射发射频谱FA3与快速诊断比对数据库中的信息形成的标准曲线进行比对，提取出被试品的辐射发射异常频点；FA3中幅值与标准曲线相差2dB以上的频点即为异常频点；第304？5步：根据是否存在异常频点判断被试品的辐射发射特性是否异常，若存在异常频点，即为异常；反之，则为正常。当被试品的辐射发射特性发生异常时，根据差异幅度判定异常程度，若FA3中异常频点幅值与标准曲线相差2dB～4dB，则为轻度异常；若FA3中异常频点幅值与标准曲线相差4dB～8dB，则为中度异常；若FA3中异常频点幅值与标准曲线相差8dB以上，则为重度异常；环境电磁频谱动态显示模块（305）一方面用于显示修正环境电磁...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢树果，刘亚奇，李圆圆，杜威，张宇，陈曦，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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