CN106841851A - 一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法 - Google Patents

一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法 Download PDF

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武丹丹
马谢
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Abstract

本发明提供一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法，该方法包括：计算信息系统中电磁兼容相关的n个设备中两两设备之间的电磁干扰冗余度，并将所有计算结果建立元素集合C；根据信息系统薄弱环节判决函数模型M，计算出信息系统电磁兼容性能最薄弱环节干扰冗余度判决阈值M1和次薄弱环节干扰冗余度判决阈值M2；取集合C中所有大于M1的元素组成集合C1,，取集合C中所有大于M1、且小于M2的元素组成集合C2,。本发明对系统潜在的电磁干扰问题进行分级，能够帮助设计人员快速定位众多潜在电磁干扰环节中的最薄弱环节，从而指导设计人员根据对电磁兼容性能影响的重要程度和防护设计的难易程度，有针对性的进行复杂信息系统电磁防护性能的设计。

Description

一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法
技术领域
本发明涉及电磁兼容设计领域，尤其是涉及一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法。
背景技术
电磁兼容性能是复杂信息系统的一项重要性能指标，是提高复杂信息系统可靠性的重要因素。随着当前复杂信息系统集成程度的日益提高，使得内部空间有限、上装电子设备众多的大规模、超大规模复杂电子信息系统内部的电磁兼容问题日益严重和凸显。
由于引起信息系统内部电磁兼容问题的原因众多，且电磁兼容问题又属于交叉学科的系统性问题，因此，快速定位造成复杂信息系统内部电磁兼容问题的干扰源、耦合途径和受扰设备十分困难。当前主要依据测试人员多年的电磁兼容经验，并结合相应的测试手段来判断，能够在一定程度上找到信息系统内部的电磁兼容性能薄弱环节。但该方法只能在系统集成后进行，并且对测试人员的实际工程经验的依赖性较强，由于缺少相关规范指导，防护措施零散、碎片化，指标不成体系，使得解决上述问题只能采取后期加固的方法，可能造成较为严重的过防护与欠防护问题，弊端较多。
而另一种当前高校和科研单位正在研究和探索的“自顶向下”系统级电磁兼容设计手段，着眼于系统设计阶段进行电磁兼容预设计，能够对复杂信息系统潜在电磁干扰进行相关的分析和评估。采用基于系统仿真与设计反复迭代的方式，能够在一定程度上对复杂信息系统电磁兼容设计提供有效的指导，避免过设计和欠设计。但由于该方法目前也处于探索研究阶段，一般为表现为就具体问题进行具体分析，无法做到在众多的潜在干扰耦合环节中快速识别和定位系统最薄弱环节。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法，解决快速定位造成复杂信息系统内部电磁兼容问题的干扰源、耦合途径和受扰设备十分困难的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法，该方法包括：
确定信息系统中电磁兼容相关的设备数量n；
计算n个设备中两两设备之间的电磁干扰冗余度Aij(i≤n,j≤n)，并将所有计算结果建立元素集合C，其中Aij表示为设备i对设备j在某一时空频域内的干扰冗余度；
根据信息系统薄弱环节判决函数模型M，计算出信息系统电磁兼容性能最薄弱环节干扰冗余度判决阈值M1和信息系统电磁兼容性能次薄弱环节干扰冗余度判决阈值M2，其中
4)取集合C中所有大于M1的元素组成集合即得到对系统电磁兼容性能影响最严重的影响因素集合，取集合C中所有大于M1、且小于M2的元素组成集合即得到对系统电磁兼容性能影响次严重的影响因素集合。
作为进一步的技术方案，Aij＝PTi-Li(f,d)-Sj，其中，PTi为设备i的发射功率；Li(f,d)为设备i在自由空间传播损耗函数，Li(f,d)＝32+10*lgfMHz+20*lgdkm，fMHz为频率，dkm为空间距离；Sj为设备j的接收灵敏度。
作为进一步的技术方案，元素集合C的建立方法为：首先建立设备对象干扰矩阵N，将干扰矩阵N中的元素组成集合C，C＝{A11,A12,…,Ann}。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明基于薄弱环节判决函数模型，能够在众多的干扰耦合因素中，快速定位复杂信息系统电磁兼容最薄弱环节和次薄弱环节，从而指导设计人员有针对性的采取电磁防护设计措施，时效性强，能够起到事半功倍的效果。
2、本发明在解决上装设备数量多、电磁干扰耦合问题严酷的大规模、超大规模的复杂信息系统电磁兼容问题上的优势非常显著，通过快速定位薄弱环节，节省时间和经济成本，避免一概而论、东拼西凑，以及由于过设计和欠设计而对系统全寿命周期内的持续性能造成的不必要隐患。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法，如图1所示，该方法包括步骤：
S101，根据已知信息系统，梳理系统电磁兼容相关的各个设备对象，确定设备数量n。如根据已知车辆确定与车辆系统电磁兼容相关的设备对象，数量为n。
S201，计算所有设备对象中两两之间的电磁干扰冗余度Aij(i≤n,j≤n)，Aij表示为设备i对设备j在某一时空频域内的干扰冗余度，Aij＝PTi-Li(f,d)-Sj，其中，PTi为设备i发射功率，单位：dBm；Li(f,d)为设备i在自由空间传播损耗函数，Li(f,d)＝32+10*lgfMHz+20*lgdkm，单位：dB，fMHz为频率，dkm为空间距离；Sj为设备j的接收灵敏度，单位：dBm。
S301，建立设备对象干扰矩阵N，
S401，将干扰矩阵N中的元素组成集合C，C＝{A11,A12,…,Ann}；
S501，计算车辆电磁兼容性能最薄弱环节干扰冗余度判决阈值M1；
S601，根据M1，确定车辆电磁兼容性能最薄弱环节集合C1；
S602，参考N和C1，快速确定造成车辆电磁兼容问题的最薄弱环节设备对象，具体为：取集合C中所有大于M1的元素组成集合即得到对系统电磁兼容性能影响最严重的影响因素集合。
S701，计算车辆电磁兼容性能次薄弱环节干扰冗余度判决阈值M2；
S801，根据M2，确定车辆电磁兼容性能次薄弱环节集合C2；
S802，参考N和C2，快速确定造成车辆电磁兼容问题的次薄弱环节设备对象，具体为：取集合C中所有大于M1、且小于M2的元素组成集合即得到对系统电磁兼容性能影响次严重的影响因素集合。
前述步骤中，计算M1和M2的方法为：根据设备数量n和设备对象两两之间的电磁干扰冗余度Aij，建立复杂信息系统薄弱环节判决函数模型M。
其中，M1为复杂信息系统电磁兼容性能最薄弱环节干扰冗余度判决阈值；M2为复杂信息系统电磁兼容性能次薄弱环节干扰冗余度判决阈值。
本发明的创新点为：
(1)建立电磁兼容性能薄弱环节判决函数
通过电磁兼容性能薄弱环节判决函数模型，建立设备数量、干扰矩阵集合与最薄弱环节判决阈值、次薄弱环节判决阈值之间的对应关系，得到电磁兼容性能薄弱环节判决阈值。通过判决阈值，对计算结果进行重要程度分级排序。能够在复杂信息系统集成的电子设备数量多、规模大的情况下，有效、快速的帮助设计人员从众多的潜在干扰威胁中快速定位最薄弱环节的位置，指导设计人员有针对性的采取电磁防护设计措施，避免由于过设计和欠设计而对系统全寿命周期内的持续性能造成的不必要隐患。
(2)基于离散非线性技术的干扰冗余度计算方法
采用离散非线性技术，综合考虑设备对象之间的线性(增益、衰减、滤波等)和非线性(互调、减敏、交调、相互混频、调幅调相转换等)效应以及高阶的非线性响应等要素对复杂信息系统电磁兼容性能造成的影响，能够为快速、精确的对复杂信息系统进行干扰冗余度计算提供必要的依据和理论支撑。
基于本发明，可以在复杂电子信息系统的设计阶段，通过快速定位系统电磁兼容性能薄弱环节，为系统制定有效的电磁防护设计手段和措施提供明确的指导依据。通过该快速定位方法建立的薄弱环节判决函数模型，得到复杂信息系统薄弱环节判决阈值，对系统潜在的电磁干扰问题进行分级，能够帮助设计人员快速定位众多潜在电磁干扰环节中的最薄弱环节，从而指导设计人员根据对电磁兼容性能影响的重要程度和防护设计的难易程度，有针对性的进行复杂信息系统电磁防护性能的设计。
其次，本发明可有效定位解决大规模、超大规模电子设备集成的复杂信息系统的电磁兼容性能薄弱环节，能够避免潜在电磁干扰源和敏感设备数量巨大、干扰路径复杂多样时，设计人员盲目进行电磁加固所带来的过设计和欠设计问题，节约时间和成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法，其特征在于，该方法包括：
确定信息系统中电磁兼容相关的设备数量n；
计算n个设备中两两设备之间的电磁干扰冗余度Aij(i≤n,j≤n)，并将所有计算结果建立元素集合C，其中Aij表示为设备i对设备j在某一时空频域内的干扰冗余度；
根据信息系统薄弱环节判决函数模型M，计算出信息系统电磁兼容性能最薄弱环节干扰冗余度判决阈值M1和信息系统电磁兼容性能次薄弱环节干扰冗余度判决阈值M2，其中
4)取集合C中所有大于M1的元素组成集合即得到对系统电磁兼容性能影响最严重的影响因素集合，取集合C中所有大于M1、且小于M2的元素组成集合即得到对系统电磁兼容性能影响次严重的影响因素集合。
2.根据权利要求1所述的一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法，其特征在于，Aij＝PTi-Li(f,d)-Sj，其中，PTi为设备i的发射功率；Li(f,d)为设备i在自由空间传播损耗函数，Li(f,d)＝32+10*lgfMHz+20*lgdkm，fMHz为频率，dkm为空间距离；Sj为设备j的接收灵敏度。
3.根据权利要求1所述的一种电磁兼容性能薄弱环节快速定位方法，其特征在于，元素集合C的建立方法为：首先建立设备对象干扰矩阵N，将干扰矩阵N中的元素组成集合C，C＝{A11,A12,…,Ann}。
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