[發(fā)明專利]一種基于六軸機(jī)械臂的電子系統(tǒng)EMI檢測(cè)與定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010527924.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN111596159B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉瑞;葛樹志;劉銀華;魏相霞;蔣婉玥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;B25J9/16
• 代理公司: 青島致嘉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37236
• 代理人: 苗穎

1.一種基于六軸機(jī)械臂的電子系統(tǒng)EMI檢測(cè)與定位方法，其特征在于，所述方法為：在輻射點(diǎn)源正前方高度H處布置固定天線，并根據(jù)輻射點(diǎn)源與固定天線的位置構(gòu)建固定天線-輻射點(diǎn)源空間坐標(biāo)系，以所述固定天線-輻射點(diǎn)源空間坐標(biāo)系構(gòu)建采樣面，并在采樣面上劃分M×N點(diǎn)陣作為預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)；使用搭載于可移動(dòng)平臺(tái)的六軸機(jī)械臂移動(dòng)檢測(cè)天線定位在預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)，通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀分別檢測(cè)記錄預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)上的電磁輻射強(qiáng)度和與固定天線之間的相位差，遍歷所有預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)，計(jì)算受測(cè)電子系統(tǒng)3/5m處電磁輻射強(qiáng)度；基于近場(chǎng)EMI分布算法將采樣面內(nèi)掃描到的所有采樣點(diǎn)的位置坐標(biāo)和該點(diǎn)上的電場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)算，最終推導(dǎo)出被測(cè)電子系統(tǒng)待測(cè)平面的電磁場(chǎng)分布；

使用搭載于可移動(dòng)平臺(tái)的六軸機(jī)械臂移動(dòng)天線定位在預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)的方法為：給六軸機(jī)械臂的可移動(dòng)平臺(tái)建立可移動(dòng)平臺(tái)空間坐標(biāo)系進(jìn)行粗定位，獲得可移動(dòng)平臺(tái)坐標(biāo)M(x_m,y_m),預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)S(x_s,y_s,z_s)以及可移動(dòng)平臺(tái)坐標(biāo)系(X_m,Y_m,Z_m)與固定天線-輻射點(diǎn)源坐標(biāo)系(X,Y,Z)間的轉(zhuǎn)角β，根據(jù)轉(zhuǎn)角β將預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)S(x_s,y_s,z_s)變換到可移動(dòng)平臺(tái)空間坐標(biāo)系中S_m(x_sm,y_sm,z_sm)，然后計(jì)算出六軸機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程T：

其中n,o,a三個(gè)向量分別表示六軸機(jī)械臂末端坐標(biāo)系的3個(gè)坐標(biāo)軸上的單位向量投影到可移動(dòng)平臺(tái)坐標(biāo)M(x_m,y_m)的方向余弦；p向量則表示六軸機(jī)械臂末端坐標(biāo)系原點(diǎn)在可移動(dòng)平臺(tái)坐標(biāo)系的坐標(biāo)，即S_m，根據(jù)以上設(shè)定，求解六軸機(jī)械臂的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，即六軸機(jī)械臂六個(gè)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角θ₁～θ₆；

為了反演計(jì)算受測(cè)電子系統(tǒng)3/5m處電磁輻射強(qiáng)度，首先計(jì)算輻射點(diǎn)源的瞬時(shí)功率，計(jì)算公式如公式(1)所示,

式中，與分別表示空間中坡印廷矢量通過的某平面上的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分布，Ex與Ey是檢測(cè)天線在X,Y極化方向上的所測(cè)到的電磁波強(qiáng)度分布，η是空氣的平面波阻抗，η＝377Ω；

然后，將受測(cè)電子系統(tǒng)與3/5m標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)距離的間距記為d,通過計(jì)算該距離d下的自由空間衰減即可獲得3/5m場(chǎng)內(nèi)的電磁輻射強(qiáng)度，計(jì)算公式如公式(2)、(3)所示：

E＝120+20LogEr (3)

式中，Er的單位是V/m，E的單位是電磁輻射強(qiáng)度，單位dBμV/m。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于六軸機(jī)械臂的電子系統(tǒng)EMI檢測(cè)與定位方法，其特征在于：所述采樣面的形狀可以是球面或柱面或平面，采樣面正交放置在固定天線-輻射點(diǎn)源空間坐標(biāo)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于六軸機(jī)械臂的電子系統(tǒng)EMI檢測(cè)與定位方法，其特征在于：通過所述近場(chǎng)EMI分布算法反演待測(cè)設(shè)備表面電磁輻射強(qiáng)度分布的具體計(jì)算過程為：首先，獲得采樣面各預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)處的電場(chǎng)復(fù)振幅E(x,y,z),如公式(4)所示：

式中，A為預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)處電場(chǎng)復(fù)振幅的模，k_x,k_y,k_z為EMI傳輸坡印廷矢量在空間中x、y、z方向上的分量；

然后，對(duì)采樣面電場(chǎng)分布進(jìn)行平面卷積并取空間傅里葉變換，即可獲得所測(cè)輻射點(diǎn)源在采樣平面范圍內(nèi)的空間頻率譜f(k_x,k_y,k_z)，如公式(5)所示，

最后，在獲得空間頻譜的基礎(chǔ)上，根據(jù)輻射點(diǎn)源在Y軸的輻射距離R對(duì)空間頻譜進(jìn)行相位變換，通過算子將采樣面的原始EMI電磁波相位分布反演到輻射點(diǎn)位，然后使用逆傅里葉變換獲得初始點(diǎn)位的電場(chǎng)分布，即受測(cè)設(shè)備表面的EMI輻射強(qiáng)度分布，如公式(6)所示，