[發明專利]一種從電磁頻譜中提取頻率源數量及基頻值的方法

有效

• 申請號: 201610806021.1
• 申請日: 2016-09-07
• 公開（公告）號: CN106443183B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 蘇東林;尚曉凡;賈云峰;劉焱
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R23/167
• 分類號: G01R23/167
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種從電磁干擾發射頻譜中提取諧波分量及設備中頻率源數量及基頻值的方法，屬于電磁兼容技術領域。

背景技術

隨著電子技術的進步和電子信息產業的蓬勃發展，電氣電子設備數量呈爆炸式增長，這些設備在工作時會產生一些有用或無用的電磁發射，這些發射可能導致其它電子設備性能降級、傳輸錯誤、控制失靈，甚至嚴重威脅人員的健康與安全，危害極大，因此要對設備的電磁干擾進行控制。

對于電磁兼容工程師而言，要對設備的電磁干擾進行控制，需要首先查找電磁干擾源，然后提取其電磁發射特征進行分析，之后再采取相應的電磁兼容性措施。

目前排查干擾源的方法是對設備采取電磁兼容性測試，根據相應標準(如國軍標GJB-151A《軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求》)中規定的發射極限值(極限值是指根據相應標準規定，被測設備的測試值不應超過的最大值。如GJB-151A中第5.3.15.2極限規定：“電場輻射發射不應超過圖RE102-1～RE102-3所示的值。”)，判斷設備是否符合電磁兼容性要求。當發現設備的電磁發射超過限值時，電磁兼容工程師一般只能使用個人經驗法或近場探頭檢測法來判斷產生干擾的原因。經驗法對工程師的專業技能要求較高，且存在很大的不確定性。近場探頭檢測法的成本很高，耗費時間長，且通常需要對設備的狀態進行變更(如打開機箱或斷開某些電路板)才能進行，效果并不理想。

在大量的電磁干擾測試中發現，被測設備的電磁發射頻譜雖然復雜，但相當一部分的案例中，具有穩定頻率的窄帶干擾信號及其由于非線性產生的諧波在被測頻譜中占據主導地位。這些發射頻譜中的超標諧波雖然占據的頻譜很寬，但是由穩定的頻率源(如晶振或穩定頻率的開關電路)產生的，所以稱為諧波分量。如果可以根據這些超標的數據，經過分析確定被測設備中頻率源的數量及其基頻值，便可以確定該類諧波分量的來源，進而可以分析其發射特征，進而采取針對性較強的措施，具有重要的意義。

目前尚未有相關文獻報導。

發明內容

本發明技術解決問題：克服現有技術的不足，針對電磁干擾發射頻譜中的主要貢獻者——諧波分量，提供一種從電磁頻譜中提取頻率源數量及基頻值的方法，使用自相關-方差分析綜合法對諧波分量進行分析，提取被測設備中基頻數量及基頻值的方法。

本發明技術解決方案：一種從電磁頻譜中提取頻率源數量及基頻值的方法，其步驟如下：

首先采集被測設備的發射頻譜數據，并使用多分辨率分析法得到其中與頻率源緊密相關的諧波分量；然后計算諧波分量的自相關序列，從自相關序列中提取出備選基頻值，同時將諧波分量中該備選基頻值對應的諧波置0；然后使用方差分析法檢驗該備選基頻值的有效性：如有效，則將結果記錄為有效基頻值，否則將其刪除；然后重新計算諧波分量的自相關序列，重復上述步驟直到確定不再包含新的頻率源為止；最后剔除有效基頻值中重復的結果后計數并輸出，若有效基頻值與某個元器件的工作頻率相等，則可以找到頻譜數據中諧波產生的根源，可以指導被測設備電磁兼容性設計和整改。

本發明使用自相關-方差分析綜合法對諧波分量進行分析，提取被測設備中基頻數量及基頻值的過程包括下列步驟：

步驟一：讀取并顯示測數據，選擇待分析的頻段

使用測試頻率序列AF_test＝{f₀(1),f₀(2),...,f₀(n₀)}為橫坐標，測試幅度值序列AV_test＝{v_t0(1),v_t0(2),…,v_t0(n₀)}為縱坐標，做出被測設備的幅度頻譜圖。同時，根據被測設備的特征，調用該被測設備適用的極限值。

之后，根據測試結果與標準極限值的關系，選擇關心的頻段(如超標頻段)進行分析。選擇的頻段頻率序列為F_test＝{f(1),f(2),...,f(n)}，幅度值序列為V_test＝{v_t(1),v_t(2),...,v_t(n)}。

步驟二：剔除寬帶分量，提取測試數據中諧波分量V_harm