CN107167670A - 一种基于脉冲噪声环境下的电磁辐射测量修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于脉冲噪声环境下的电磁辐射测量修正方法，具体步骤如下：根据频谱分析仪设置的分辨率带宽值，用脉冲噪声模型计算出相应的脉冲噪声修正因子；通过修正因子及测量得到的信号功率，计算出信号功率实际值；根据得到的信号功率实际值，结合测量天线参数，计算得出修正后的电磁辐射强度。本发明通过考虑频谱分析仪内部噪声、电磁辐射测量环境中的噪声及脉冲噪声模型的特点多个因素，对频谱分析仪基底噪声预测进行建模，所建立的模型能够对电磁辐射进行准确地测量。该方法对电磁辐射准确测量、环境保护及人们的身体健康有极大的参考价值，具有很好的社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于脉冲噪声环境下的电磁辐射测量修正方法。
背景技术
由频谱分析仪的工作原理可知，噪声在测量过程当中是无处不在的，噪声的存在给电磁辐射测量结果带来不可忽视的误差，在很多工厂、制造车间等地方，常常有很多设备在工作，此时的噪声呈现出脉冲形式，在脉冲噪声环境下，由于脉冲噪声的幅度比高斯白噪声大得多而且具有拖尾现象，所以在脉冲噪声环境下要准确测量某个设备的电磁辐射，得到一个准确的测量结果，须要寻求一种修正方法来减小噪声的影响。
对于电磁辐射强度测量修正方法，文献《频谱仪测量低电平信号的应用研究》(秦顺友.频谱仪测量低电平信号的应用研究[J].电子测量与仪器学报,2009,23(s1):51-55.)研究设置合适的频谱分析仪射频衰减、分辨率带宽及视频带宽等参数的方法，提高和改善低电平信号测量精度，文献《用频谱仪进行准确的信号功率测量》(陈峰.用频谱仪进行准确的信号功率测量[J].电子设计应用，2009(8):80-83.)主要是从原理上分析频谱分析仪各种参数设置的影响以及如何正确设置参数，从而获得准确的信号功率测量结果，上述文献主要分析了频谱分析仪测量电磁辐射时参数的设置，但并没有给出具体的修正方法。申请号2017102940481公布了一种基于高斯白噪声环境下电磁辐射测量修正方法，该方法只能解决高斯白噪声环境下电磁辐射测量修正，不能用于脉冲噪声环境下电磁辐射测量修正。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于脉冲噪声环境下的电磁辐射测量修正方法，该方法通过脉冲噪声模型准确的计算出脉冲噪声修正因子，实现脉冲噪声环境下电磁辐射准确测量。
本发明解决上述问题的技术方案包括以下步骤：
步骤1)根据频谱分析仪设置的分辨率带宽值，用脉冲噪声模型计算出相应的脉冲噪声修正因子；
步骤2)根据步骤1)得到的修正因子及测量得到的信号功率，计算出信号功率实际值；
步骤3)根据步骤2)得到的信号功率实际值，结合测量天线参数，计算出修正后的电磁辐射强度。
所述步骤1)中，根据频谱分析仪设置的分辨率带宽值，用脉冲噪声模型计算出相应的脉冲噪声修正因子，脉冲噪声修正因子的表达式为：
其中，Cp表示脉冲噪声修正因子，单位为dBm，R表示频谱分析仪内部阻抗，单位为Ω，Δf表示信号带宽，单位为MHz，RBW表示频谱分析仪中频滤波器分辨率带宽，单位为KHz，表示脉冲噪声函数频域表达式，函数表示频谱分析仪单位冲激响应函数。
所述步骤2)中，根据步骤1)得到的修正因子及测量得到的信号功率，计算出信号功率实际值，信号功率实际值为：
其中，S表示信号功率实际值，单位为dBm，SN表示测量信号功率值，单位为dBm，CP表示信号功率修正值，单位为dBm。
所述步骤3)中，根据步骤2)得到的信号功率实际值，结合测量天线参数，计算得出修正后的电磁辐射强度，修正过后的电磁辐射强度为：
其中，e表示的是修正过后的电磁辐射强度，单位为V/m，S表示信号功率实际值，单位为dBm，AF表示的是天线因子，单位为dB/m，ARF表示的是电缆损耗，单位为dB，Z表示射频电缆阻抗，单位为Ω。
本发明的有益效果是：
在脉冲噪声环境下，噪声对电磁辐射测量值影响非常大，目前还没有一种有效的解决方法提高电磁辐射测量准确度，本发明专利考虑了频谱分析仪测量电磁辐射环境中噪声的特点，用脉冲噪声模型和频谱分析仪的冲激响应函数直接计算出修正因子，该方法对电磁辐射准确测量、环境保护及人们的身体健康有极大的参考价值，具有很好的社会效益。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本实施例在以本发明内容为前提下进行，给出了详细的实施步骤，但发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明实验地点选择在机械制造工厂，实施对象为国内通用的WCDMA通信信号，试验中主要实验仪器是安诺尼接收天线HyperLOG60180和频谱分析仪AT6030D，WCDMA的中心频率及频谱分析仪参数设置如表1所示。
表1频谱分析仪参数设置
本发明一种基于脉冲噪声环境下的电磁辐射测量修正方法，包括以下步骤：
步骤1)根据频谱分析仪设置的分辨率带宽值，用脉冲噪声模型计算出相应的脉冲噪声修正因子；
步骤2)根据步骤1)得到的修正因子及测量得到的信号功率，计算出信号功率实际值；
步骤3)根据步骤2)得到的信号功率实际值，结合测量天线参数，计算出修正后的电磁辐射强度。
所述步骤1)中，根据频谱分析仪设置的分辨率带宽值，用脉冲噪声模型计算出相应的脉冲噪声修正因子，脉冲噪声修正因子的表达式为：
其中，Cp表示脉冲噪声修正因子，单位为dBm，R表示频谱分析仪内部阻抗，单位为Ω，本实施例中为50Ω，Δf表示信号带宽，单位为MHz，本实施例中为5MHz，RBW表示中频滤波器分辨率带宽，单位为KHz，本实施例中为30KHz，函数表示频谱分析仪的单位冲激响应函数，表示脉冲噪声函数频域表达式，根据上面的参数，脉冲噪声修正因子具体计算如下：
所述步骤2)中，根据步骤1)得到的修正因子及测量得到的信号功率，计算出信号
功率实际值，信号功率实际值为：
其中，S表示信号功率实际值，单位为dBm，SN表示信号测量功率值，单位为dBm，CP表示信号功率修正值，单位为dBm。
在本实施案例中通过信号功率测量值SN为-37.43dBm，和步骤1)计算得到的信号功率修正值CP为-38.86dBm，则可以得到信号功率实际值S为：
所述步骤3)中，根据步骤2)得到的信号功率实际值，结合测量天线参数，计算得出修正后的电磁辐射强度为：
其中，e表示的是修正后的电磁辐射强度，单位为V/m，S表示实际信号功率值，单位为dBm，本实施例中为-42.95dBm，AF表示天线因子，单位为dB/m，本实施例中为36.84dB/m，ARF表示电缆损耗，单位为dB，本实施例中为3dB，Z表示射频电缆阻抗，单位为Ω，本实施例中为50Ω，可计算出修正后电磁辐射强度为：
从数据上可以看出，本发明提出的一种基于脉冲噪声环境下的电磁辐射测量修正方法是有效的。
Claims (4)
1.一种基于脉冲噪声环境下的电磁辐射测量修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)根据频谱分析仪设置的分辨率带宽值，用脉冲噪声模型计算出相应的脉冲噪声修正因子；
步骤2)根据步骤1)得到的修正因子及测量得到的信号功率，计算出信号功率实际值；
步骤3)根据步骤2)得到的信号功率实际值，结合测量天线参数，计算出修正后的电磁辐射强度。
2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲噪声环境下的电磁辐射测量修正方法，其特征在于，所述步骤1中，脉冲噪声修正因子的表达式为：
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其中，Cp表示脉冲噪声修正因子，单位为dBm，R表示频谱分析仪内部阻抗，单位为Ω，Δf表示信号带宽，单位为MHz，RBW表示频谱分析仪中频滤波器分辨率带宽，单位为KHz，表示脉冲噪声函数频域表达式,表示频谱分析仪单位冲激响应函数。
3.根据权利要求1所述的一种基于脉冲噪声环境下的电磁辐射测量修正方法，其特征在于，所述步骤2中，信号功率实际值为：
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其中，S表示信号功率实际值，单位为dBm，SN表示测量信号功率值，单位为dBm，CP表示信号功率修正值，单位为dBm。
4.根据权利要求1所述的一种基于脉冲噪声环境下的电磁辐射测量修正方法，其特征在于，所述步骤3中，修正后的电磁辐射强度为：
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其中，e表示修正后的电磁辐射强度，单位为V/m，S表示信号功率实际值，单位为dBm，AF表示天线因子，单位为dB/m，ARF表示电缆损耗，单位为dB，Z表示射频电缆阻抗，单位为Ω。
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