系统内电磁兼容性预测分析系统及分析方法技术方案

本发明专利技术系统内电磁兼容预测分析系统及方法，包括两大部分，第一部分为输入与初始化部分，主要完成预测参数的输入、频谱数据与系统内文件的生成及线缆拓扑图的建立；第二部分是预测任务分析模块，主要结合输入与初始化模块所生成的一系列数据文件，完成EMC指标生成和EMI评估与分析功能。本发明专利技术电磁兼容性预测分析系统打破了技术垄断，提供一种新的系统与方法使设备的电磁兼容分析更方便。本发明专利技术电磁兼容性预测分析方法在系统的整个研制周期乃至整个生命周期内尽可能的确保其电磁兼容性。在系统研制周期内实现系统EMI评估与权衡分析，在系统全生命周期内提供经济有效的技术手段，最大可能的实现系统的电磁兼容。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术系统内电磁兼容预测分析系统及方法，包括两大部分，第一部分为输入与初始化部分，主要完成预测参数的输入、频谱数据与系统内文件的生成及线缆拓扑图的建立；第二部分是预测任务分析模块，主要结合输入与初始化模块所生成的一系列数据文件，完成EMC指标生成和EMI评估与分析功能。本专利技术电磁兼容性预测分析系统打破了技术垄断，提供一种新的系统与方法使设备的电磁兼容分析更方便。本专利技术电磁兼容性预测分析方法在系统的整个研制周期乃至整个生命周期内尽可能的确保其电磁兼容性。在系统研制周期内实现系统EMI评估与权衡分析，在系统全生命周期内提供经济有效的技术手段，最大可能的实现系统的电磁兼容。【专利说明】
本专利技术涉及一种系统内电磁兼容性预测分析系统及方法。
技术介绍
电磁兼容性预测技术专利技术以来即受到世界发达国家的重视并得到了发展应用。20世纪60年代末期电磁兼容性预测技术在美国首先被研究，70年代得到迅速发展。当时，在预测数学模型的研究、应用软件的研制和开发、航空航天工程应用实践等方面十分活跃。据资料介绍，到70年代初，国外已形成完整的系统分析方法，有针对性地开发了一些系统级(包括系统间和系统内)电磁兼容性预测分析程序，其中，最为著名的就是美国空军委托罗姆航空研究中心在1972年研制的系统内电磁兼容分析程序(IEMCAP)，其主要功能是针对航空与航天飞行器系统进行电磁兼容性预测评估。IEMCAP软件结合航空飞行器系统的自身特点，建立了完善的EMC干扰源、敏感器、耦合路径及系统模型(如EMC指标产生，EMC权衡分析等)，可进行EMC预测评估。已经多种类型飞机设计验证，遗憾的是，目前该软件仍对中国贸易禁运。除了美国的IEMCAP外，白俄罗斯的系统级EMC预测分析软件EMC Analyzer也是一款同样的系统级电磁兼容预测评估软件，其功能与IEMCAP大同小异，也主要是针对舰载、机载、星载及地面武器系统的系统级电磁兼容预测评估软件。EMC Analyzer目前对中国出售，但其价格非常昂贵，约为几十万美元。尽管IEMCAP与EMC Analyzer软件均为系统级的电磁兼容预测评估软件，但其最初都是针对飞机或舰船而设计的，软件里大部分模型均是结合飞机或舰船而建立的。我国对系统级的电磁兼容性预测分析研究较晚。从二十世纪九十年代开始，国内一些高等院校和科研院所如北京航空航天大学、电子科技大学、航天机电集团二院、中船总701所，中电集团10所和中电集团28所等逐步开展了电磁兼容性预测分析技术研究。针对某些具体系统(如飞机、舰船和雷达等)，编制了部分预测分析软件。如北京航空航天大学于90年代初开发的一套针对飞机的电磁兼容预测软件BHEMCAP它由五大部分组成:(I)飞机总体模块，它是描述飞机整体结构布局的图形化模块；(2)天线对天线预测模块，用来分析天线对天线之间的干扰；(3)电缆耦合预测模块，用来分析电缆中导线对导线之间的耦合干扰；(4)电磁场对机内设备耦合干扰预测模块，用来分析飞机上天线辐射的电磁波对机内设备的干扰。(5)机载设备预测模块，用来分析同一舱段内的设备之间的干扰。其他软件还有航天总公司二院组织开发的“航天系统EMC系统内预测通用软件一 EMCLAB_INTRA。综上，现有的电磁兼容性分析系统主要存在以下缺点:1、在一定范围内为垄断技术，且价格昂贵；2、针对于特定的对象而研制的，缺乏普遍的适用性；3、主要应用于系统设计阶段。
技术实现思路
为解决现有系统内电磁兼容预测系统缺乏且适用范围窄的技术问题，本专利技术提供一种系统内电磁兼容预测分析系统。本专利技术的具体解决方案如下:一种系统内电磁兼容预测分析系统，其特殊之处在于:包括两大部分，第一部分为输入与初始化部分，第二部分为预测任务分析部分；所述输入与初始化部分包括数据输入模块、频谱模型、线缆图模块、初始化处理模块，所述数据输入模块输入的数据包括各分系统数据、分系统所包含的各设备数据、设备所包含的各端口数据及线缆束拓扑图数据，所述端口数据包括端口的采样频点、端口所处的电磁环境的环境曲线、发射端口与接收端口的有意频谱、发射端口与接收端口的无意频谱、发射端口与接收端口的的初始频谱偏移因子、发射端口与接收端口的初始指标、发射端口与接收端口的指标调整限值、接收端口的安全裕度；所述初始指标是由模型曲线加上或不加频谱偏移因子形成的，所述模型曲线是指端口的各采样频点与相对应的电平所形成的曲线，所述线缆束拓扑图数据包括点、段、路三种类型的数据，所述点指的是单个端口的位置坐标、所述段包括构成段的两个点的位置坐标、所述路包括构成路的多个点的位置坐标及通信线缆类型及参数；所述频谱模块为各端口提供数据模型，用户根据数据模型的要求在数据输入时提供参数；所述初始化处理模块可为数据输入模块提供输入界面，可调用频谱模块中的模型算法并根据端口的初始频谱偏移因子与指标调整限值生成频谱曲线；可将数据输入模块中输入的线缆束拓扑图数据提供给线缆图模块；可将数据输入模块中输入的数据以文件形式进行保存，读取保存过的文件；所述线缆图模块用于将初始化处理模块提供的线缆束拓扑图数据进行图形显示，并将显示图形中的点、段、路的数据进行保存形成线缆束文件；所述预测任务分析部分包括任务分析模块、EMC指标生成模块、EMI比较分析模块、耦合路径计算模块、传输模型模块；所述传输模型模块包括天线耦合模块、线线耦合模块、场线耦合模块、共阻抗耦合模块、壳体壳体耦合模块；所述耦合路径模块用于调用线缆束文件判断系统内任一对收、发端口之间是否存在耦合路径，如果存在，应用相应的传输模型模块计算该对收、发端口公共频率的功率传输系数；所述分析与频谱调整模块采用端口频谱数据及功率传输系数计算接收端口的干扰功率及EMI干扰余量；所述EMC指标生成模块调用分析与频谱调整模块用于调整端口无意频谱的生成指标，使其满足初始指标和指标调整限值限定的调整范围；所述EMI比较分析模块包括原始系统EMI评估模块与EMI权衡分析模块，原始系统EMI评估模块可对原有系统中所有收发端口对间的EMC安全裕量进行分析计算，并且对于每个接收端口，考虑所有发射端口及环境场，计算总接收功率的EMI干扰余量，所述原始系统EMI评估模块调用分析与频谱调整模块计算每个接收端口与发射端口产生的干扰功率并进行叠加得到总的干扰功率及在总干扰功率下端口的EMC安全裕量;所述EMI权衡分析模块用于计算修改后系统中端口对间的EMI干扰余量，并将所获得的计算数据与原始系统的数据进行对比，输出两种状态下的干扰状况以供用户进行EMC权衡设计参考。还包括EMC指标处理模块，所述EMC指标处理模块用于对生成的EMC指标进行存储以方便后续的调用。一种系统内电磁兼容性的预测分析方法，其特殊之处在于:包括以下步骤:I】获取待分析的系统的相关数据；数据包括各分系统数据、分系统所包含的各设备数据、设备所包含的各端口数据及线缆束拓扑图数据，所述端口数据包括端口的采样频点、端口所处的电磁环境的环境曲线、发射端口与接收端口的有意频谱、发射端口与接收端口的无意频谱、发射端口与接收端口的的初始频谱偏移因子、发射端口与接收端口的初始指标、发射端口与接收端口的指标调整限值、接收端口的安全裕度；所述线缆束拓扑 图数据包括点、段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统内电磁兼容预测分析系统，其特征在于：包括两大部分，第一部分为输入与初始化部分，第二部分为预测任务分析部分；所述输入与初始化部分包括数据输入模块、频谱模型、线缆图模块、初始化处理模块；所述数据输入模块输入的数据包括各分系统数据、分系统所包含的各设备数据、设备所包含的各端口数据及线缆束拓扑图数据；所述端口数据包括端口的采样频点、端口所处的电磁环境的环境曲线、发射端口与接收端口的有意频谱、发射端口与接收端口的无意频谱、发射端口与接收端口的的初始频谱偏移因子、发射端口与接收端口的初始指标、发射端口与接收端口的指标调整限值、接收端口的安全裕度；所述初始指标是由模型曲线加上或不加频谱偏移因子形成的，所述模型曲线是指端口的各采样频点与相对应的电平所形成的曲线；所述线缆束拓扑图数据包括点、段、路三种类型的数据，所述点指的是单个端口的位置坐标、所述段包括构成段的两个点的位置坐标、所述路包括构成路的多个点的位置坐标及通信线缆类型及参数；所述频谱模块为各端口提供数据模型，用户根据数据模型的要求在数据输入时提供参数；所述初始化处理模块可为数据输入模块提供输入界面，可调用频谱模块中的模型算法并根据端口的初始频谱偏移因子与指标调整限值生成频谱曲线；可将数据输入模块中输入的线缆束拓扑图数据提供给线缆图模块；可将数据输入模块中输入的数据以文件形式进行保存，读取保存过的文件；所述线缆图模块用于将初始化处理模块提供的线缆束拓扑图数据进行图形显示，并将显示图形中的点、段、路的数据进行保存形成线缆束文件；所述预测任务分析部分包括任务分析模块、EMC指标生成模块、EMI比较分析模块、耦合路径计算模块、传输模型模块；所述传输模型模块包括天线耦合模块、线线耦合模块、场线耦合模块、共阻抗耦合模块、壳体壳体耦合模块；所述耦合路径模块用于调用线缆束文件判断系统内任一对收、发端口之间 是否存在耦合路径，如果存在，应用相应的传输模型模块计算该对收、发端口公共频率的功率传输系数；所述分析与频谱调整模块采用端口频谱数据及功率传输系数计算接收端口的干扰功率及EMI干扰余量；所述EMC指标生成模块调用分析与频谱调整模块用于调整端口无意频谱的生成指标，使其满足初始指标和指标调整限值限定的调整范围；所述EMI比较分析模块包括原始系统EMI评估模块与EMI权衡分析模块；，所述原始系统EMI评估模块调用分析与频谱调整模块计算每个接收端口与发射端口产生的干扰功率并进行叠加得到总的干扰功率及在总干扰功率下端口的EMC安全裕量；所述EMI权衡分析模块用于计算修改后系统中端口对间的EMI干扰余量，并将所获得的计算数据与原始系统的数据进行对比，输出两种状态下的干扰状况以供用户进行EMC权衡设计参考。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭恩全，杜浩，荣海东，陈晨，刘明杰，周海鹏，赵乾，
申请(专利权)人：陕西海泰电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：