[發明專利]一種基于光路切換的寬帶電磁成像面信號采集系統

有效

• 申請號: 201710312093.5
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107064834B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 謝樹果;朱誼龍;李圓圓;郝旭春
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

一種基于光路切換的寬帶電磁成像面信號采集系統，由上位機、STM32F4控制板、雙ADC、光電信號轉換模塊、兩個一切八光開關、步進電機掃描模塊構成。上位機發送數據采集命令，使系統開始工作，步進電機運載16個電場探頭在電磁成像上進行掃描，每個探頭在像面上，每隔一段距離采集一次電磁信號，16個探頭由兩個一切八光開關連接，在電磁信號采集過程中，兩個一切八光開關同時順序切換，則雙光路在16個探頭之間順序切換，兩路激光經光電信號轉換模塊后，將光信號轉換為電信號，電信號再由雙ADC進行電信號的采集，最后將采集到的數據傳回到上位機并保存，實現對電磁成像上電磁信號的采集，總共采集16*80個點的數據。

技術領域

本發明屬于寬帶電磁探測領域中的信號采集系統部分，主要涉及一種寬帶電磁成像面的信號采集技術。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，信息化系統越來越復雜，同一平臺上裝載的電子設備越來越多，對電磁兼容的要求也越來越高；另一方面，電磁環境日益復雜，電子電器設備和系統面臨越來多的電磁干擾，其性能降低、功能喪失的概率顯著增加。因此，對系統電磁兼容性的研究與電磁輻射的排查顯得尤為重要。

在電磁兼容領域，現階段對被試品電磁輻射主要的排查手段，是由接收天線、探頭或功率計等接收設備連接頻譜儀、接收機等設備組成。這種輻射排查設備在測試時通常需要對測試物品進行逐點人工掃描測試，效率很低，對人員經驗的依賴性很強；此外，傳統的電磁輻射測量設備體積較大，無法適用于范圍較小的電磁測量。為了克服上述缺點，利用拋物反射面對電磁輻射進行探測，可以實現快速、無干擾的電磁探測。電磁信號經拋物反射面反射后，在其像面上形成縮小電磁圖像，基于光路切換的寬帶電磁成像面信號采集系統就是實現在像面上電磁信號的快速檢測。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種基于光路切換的寬帶電磁成像面信號采集系統，實現對電磁信號快速有效的檢測。

本發明技術解決方案：一種基于光路切換的寬帶電磁成像面信號采集系統，實現對1.2×0.6m²寬帶電磁成像面上的電磁信號的快速準確采集，系統掃描時間在20s以內，電磁信號采集量為16*80。本發明的技術方案主要是通過對兩個一切八光開關的快速切換，實現對16路電場探頭電磁信號采集。

本發明包括：上位機、STM32F4控制板、雙ADC模數轉換模塊、光電信號轉換模塊、兩個一切八光開關及步進電機掃描模塊；

上位機：發送命令及接收數據，給控制板發送測試命令，觸發系統進行電磁信號采集；完成信號采集，讀取所采集到成像面信號數據并保存；

STM32F4控制板：控制各部件有序工作，包括控制步進電機在成像面上進行掃描、雙ADC的同步采樣，兩個一切八光開關的順序切換；

ADC模數轉換模塊：以設定的頻率完成對電信號的AD采樣；

光電信號轉換模塊：將光信號轉換為電信號，由于成像面電場的存在，電場探頭將光調制，調制后的光經光電轉換模塊轉換為電信號；

兩個一切八光開關：使光路在兩套8個電場探頭之間高速切換，從而測量得到各個電場探頭通道的信號值；

步進電機掃描模塊：運載16個電場探頭在電磁成像面上來回掃描，測量像面上的電磁信號；

上位機發送數據采集命令，使系統開始工作，步進電機運載16個電場探頭在電磁成像上進行掃描，每個探頭在像面上，每隔一段距離采集一次電磁信號，16個探頭由兩個一切八光開關連接，在電磁信號采集過程中，兩個一切八光開關同時順序切換，則雙光路在16個探頭之間順序切換，兩路激光經光電信號轉換模塊后，將光信號轉換為電信號，電信號再由雙ADC進行電信號的采集，最后將采集到的數據傳回到上位機并保存，實現對電磁成像上電磁信號的采集，總共采集16*80個點的數據。