[發(fā)明專利]基于信號差值改善輻射電磁干擾混合信號盲源分離的方法

有效

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• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103018598A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴飛;李柏超;陶志杰;林健
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 周長琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁兼容測試領(lǐng)域，具體涉及一種基于信號差值改善輻射電磁干擾混合信號盲源分離的方法。

背景技術(shù)

根據(jù)GJB151A-97《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求》的規(guī)定，電磁兼容測試分為電磁干擾（EMI）測試和電磁敏感（EMS）測試兩大部分，其中電磁干擾測試又分為傳導(dǎo)發(fā)射試驗和輻射發(fā)射試驗兩部分。其中傳導(dǎo)發(fā)射試驗考察在交、直流電源線上存在的、由被試品產(chǎn)生的干擾信號，而輻射發(fā)射試驗考察被測設(shè)備經(jīng)空間發(fā)射的信號。輻射發(fā)射試驗是指被試品中的某個部件、天線、電纜或者連接件輻射出來的、通過空間傳播的有意或無意的電磁能量。

如附圖1所示，現(xiàn)有的電磁輻射發(fā)射測試系統(tǒng)一般由接收天線、測量接收機和數(shù)據(jù)記錄裝置組成。系統(tǒng)中接收天線用于接收電磁輻射干擾電壓，測量接收機一方面用于接收天線收到的電磁輻射干擾電壓，另一方面對接收到的電磁輻射干擾電壓經(jīng)天線系數(shù)修正為相應(yīng)的電場強度輸出給數(shù)據(jù)記錄裝置，數(shù)據(jù)記錄裝置用于記錄數(shù)據(jù)序列。

對于具有干擾源信號類型未知、數(shù)目未知、混合方式未知特點的輻射電磁干擾源，現(xiàn)有的輻射測試面臨著較大的困難。而盲源分離理論具有無需知道源信號、無需知道源信號混合方式，僅從混合后的測試信號即可分離出源信號的特點，這與此類源信號的電磁干擾測試問題十分匹配。因此選用盲源分離理論解決現(xiàn)實存在的輻射電磁干擾測試問題是十分合適的。而盲源分離理論中，獨立分量分析方法是使用較多的方法。

在使用測量接收機采集電磁干擾混合信號時，無法采集電磁干擾混合信號的時間信息，這使得現(xiàn)有測試手段對電磁干擾混合信號的盲源分離效果有限，電磁干擾測試的準確度不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前電磁輻射發(fā)射測試中使用測量接收機采集電磁干擾混合信號時，無法采集電磁干擾混合信號的時間信息，使得對電磁干擾混合信號的盲源分離效果有限，電磁干擾測試的準確度不高的問題，提供了一種基于信號差值改善輻射電磁干擾混合信號盲源分離的方法。

本發(fā)明提供的一種基于信號差值改善輻射電磁干擾混合信號盲源分離的方法，包括如下步驟：

步驟一：在測試空間中設(shè)置M個測試位置，用于放置接收天線，以接收空間中輻射的電磁干擾混合信號；天線位置距被試品的距離按照相應(yīng)標準要求設(shè)定；

步驟二：首先，在每個測試位置對背景噪聲進行測試，在第i個測試位置測試的背景噪聲信號為然后，在每個測試位置對被試品進行輻射發(fā)射測試，在第i個測試位置測試的混合信號為a_i為被試品本身發(fā)射出的電磁干擾混合信號與背景噪聲信號的混合信號；

步驟三：以a_i(i＝1,2,…,M)與n_i(i＝1,2,…,M)為參考量輸入自適應(yīng)濾波器，利用混合信號中的背景噪聲信號與單獨測試得到的背景噪聲信號具有相關(guān)性，濾除混合信號中的背景噪聲信號，得到被試品自身發(fā)射的電磁干擾混合信號x_i(i＝1,2,…,M)；

步驟四：將濾除背景噪聲信號后的各個測試位置的電磁干擾混合信號組合成聯(lián)合矩陣X=[x₁,x₂…x_M]^T；

步驟五：構(gòu)建信號差值矩陣對聯(lián)合矩陣X進行差值處理，得到新矩陣Z=BX。

步驟六：以Z為電磁干擾混合信號矩陣，利用獨立分量分析方法做盲源分離。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

（1）不改變測試信號性質(zhì)，在各組測試信號之間挖掘信息以改善分離效果；

（2）弱化信號中變化微弱信息，凸顯信號中變化劇烈信息，提高了電磁干擾混合信號盲源分離的分離準確度；

（3）提升了電磁干擾混合信號盲源分離的分離速度。

附圖說明

圖1是常規(guī)電磁輻射發(fā)射測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中三個輻射源信號波形圖；

圖3是本發(fā)明實施例中實測測試現(xiàn)場布局示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例中實測下5個位置的混合信號波形圖；

圖5是本發(fā)明實施例中實測下5個位置濾除背景噪聲后的信號波形圖；

圖6是本發(fā)明實施例中實測下5個位置差值處理之后的信號波形圖；

圖7是本發(fā)明實施例中實測下分別直接處理與差值后處理的信號波形圖；

圖8是本發(fā)明改善輻射電磁干擾混合信號盲源分離方法的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的方法進行詳細說明。