CN113092917B - 一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法，包括以下步骤：S1：根据电子设备工作场景，梳理各类基本波形信号并进行构建；S2：对于单个基本波形信号，改变其调制组合、时间分布、频率分布、能量包络，施加给电子设备，根据电子设备的性能指标变化判断电子设备是否敏感；S3：按照步骤S2进行试验，找到电子设备的调制、时间、频率、能量敏感点，给出电子设备对此信号的适应性边界；S4：对各个基本波形信号进行处理，得到所有信号调制组合、时间分布、频率分布、能量包络的适应性边界，得到电子设备在复杂电磁环境下的工作性能适应性边界。本发明实现了电子设备电磁环境适应性边界的快速测试，支撑了电子设备电磁环境适应性摸边探底。

Description

一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法

技术领域

本发明涉及电磁环境适应性边界测试，特别是涉及一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法。

背景技术

在实际复杂电磁环境下，电子设备除了可以接收到正常功能信号外，还会受到电子干扰、电磁干扰等不同类型信号的影响，使得电子设备对正常功能信号的检测及信号处理能力降级甚至无法工作，影响电子设备性能的发挥。根据电子设备工作指标及性能，对电子设备进行工作指标及性能边界测试，本质上是电子设备对复杂电磁环境的适应性，结合工作指标及性能，对电子设备在不同电磁波形、典型工作场景下的电磁环境适应性进行试验，得到电子设备可适应电磁环境的边界，为电子设备性能的正常发挥提供保障。

由于电子设备所处的电磁环境复杂多变，目前已有方法直接通过对各类辐射源进行模拟器模拟发射，对电子设备进行测试，其所需模拟器和通道数量巨大，试验展开困难，并且电子设备对不同的电磁环境有不同的响应结果，难以遍历所有的电磁环境，所以无法对电子设备在复杂电磁环境下的工作指标及性能给出一个有价值的结论。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法，实现了电子设备电磁环境适应性边界的快速测试，有效解决现有方法存在的电磁环境难遍历、试验所需模拟器和通道数量巨大、试验展开困难等难题，有力的支撑了电子设备电磁环境适应性摸边探底。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法，包括以下步骤：

S1：根据电子设备工作场景，梳理各类基本波形信号并进行构建；

S2：对于单个基本波形信号，改变其调制组合、时间分布、频率分布、能量包络，施加给电子设备，根据电子设备的性能指标变化判断电子设备是否敏感；

S3：按照步骤S2进行试验，找到电子设备的调制、时间、频率、能量敏感点，给出电子设备对此信号的适应性边界；

S4：对各个基本波形信号,按照步骤S3进行处理，得到所有信号调制组合、时间分布、频率分布、能量包络的适应性边界，综合给出电子设备在复杂电磁环境下的工作性能适应性边界。

本发明的有益效果是：本发明从电子设备性能敏感因素的角度出发，提出用调制组合、时间分布、频率分布、能量包络这四个特征量，对复杂电磁环境进行量化表征，实现复杂电磁环境的降维、定量描述，测试电子设备对这四个特征量的适应性边界。本发明可实现电子设备电磁环境适应性边界的快速测试，有效解决现有方法存在的电磁环境难遍历、试验所需模拟器和通道数量巨大、试验展开困难等难题，有力的支撑了电子设备电磁环境适应性摸边探底。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为基本波形信号的类别示意图；

图3为调制组合所包含的调制内容示意图；

图4为适应性边界的测试流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

本发明通过对各类辐射源特点、变化规律以及电子设备响应的分析，从电子设备性能敏感因素的角度出发，提出用调制组合、时间分布、频率分布、能量包络这四个特征量，对复杂电磁环境进行量化表征，实现复杂电磁环境的降维、定量描述，测试电子设备对这四个特征量的适应性边界。这样就可以对电子设备在复杂电磁环境下的工作性能进行摸边探底。

空间、时间、频率和能量作为复杂电磁环境的外在表象，是描述复杂电磁环境外在特征的直接方式。这种“四域”特征描述方法反映了在特定的空间内，电磁能量随时间和频率的分布规律。

空域特征表示电磁辐射在不同空域的分布情况和电磁信号随空间的变化情况。时域特征是电磁环境信号特性在时间序列上的表现形态，反映的是电磁环境随时间的变化规律。频域特征是电磁环境各种辐射源所占用频谱范围的表现形态。能域特征是空间内电磁信号强度的分布状态。

根据电磁学理论，空间任何一点电磁环境状况可用场强E(r,t)表示，其中r表示辐射源空间位置信息，t表示时间。对于平面电磁波而言，辐射源产生的电磁波通过天线辐射出去后，在任何位置的信号强度均可以用功率密度谱S(r,t,f)表示，f表示频率，表达的是任一给定空间位置，在任一时刻、任一频率点，单位面积上单位时间、单位带宽流过的电磁能量。

为了保证通信效果，克服远距离信号传输中的问题，在信号传递过程中，必须要通过调制将信号频谱搬移到高频信道中进行传输。这种将要发送的信号加载到高频信号的过程就叫调制，实际应用中，无论模拟信号还是数字信号，通常有三种最基本的调制方法：调幅、调频和调相，其他的调制方式基本上是根据需求对上述三种基本方法的变形。调制方式存在于信号传递过程中，也就是体现在现有的电磁环境表征的“四域”特征中。调制方式作为信号的主要特征参数，可以影响到信号的时域、频域和能域分布。

目前对电子设备的电磁环境适应性边界试验同样是对应于“四域”特征进行的，其本质是将信号自身的特征参数融入到“四域”中，随着电磁环境中信号种类越来越多，现有的试验方法从时、频、空、能无法遍历所有的信号种类，这就导致试验得到的电子设备电磁环境适应性边界不全面。

因此，本发明提出从信号自身特征参数出发，提出一种新的快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法，将信号的特征参数表征为调制组合、时间分布、频率分布和能量包络，这样一方面可以在内场通过基本波形信号上述四种特征参数组合、多种基本波形信号综合的方式，遍历电子设备工作场景中的信号种类，试验结果更加全面，另一方面可以通过电磁信号传递模型，将试验得到的电磁边界与实际工作场景建立联系，试验结果更具有可信度，具体地：

如图1所示，一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法，包括以下步骤：

S1：根据电子设备工作场景，梳理各类基本波形信号并进行构建；

S2：对于单个基本波形信号，改变其调制组合、时间分布、频率分布、能量包络，施加给电子设备，根据电子设备的性能指标变化判断电子设备是否敏感；

S3：按照步骤S2进行试验，找到电子设备的调制、时间、频率、能量敏感点，给出电子设备对此信号的适应性边界，也称为敏感边界；

S4：对各个基本波形信号,按照步骤S3进行处理，得到所有信号调制组合、时间分布、频率分布、能量包络的适应性边界，综合给出电子设备在复杂电磁环境下的工作性能适应性边界。

如图2所述，在本申请的实施例中，所述的基本波形信号包括模拟类信号和数字类信号。

如图3所示，在本申请的实施例中，步骤S2中所述的调制组合包括幅度调制、频率调制、相位调制；根据电子设备工作场景，模拟类信号与数字类信号会有很多种调制组合，但本质上均是幅度调制、频率调制、相位调制这三种调制方式的拓展和组合，因此本申请以包含幅度调制、频率调制和相位调制的调制组合为基准；

所述时间分布是指波形信号中的时间参数以及工作场景中信号出现的时序信息；

所述频率分布是指波形信号中的频率参数以及工作场景中电子设备的频率信息；

所述能量包络是指波形信号中的能量参数。

如图4所示，所述步骤S3包括：

S301.电子设备开机预热；

S302.电子设备系统校准；

S303.构建电子设备功能电磁环境，判断电子设备是否能够正常工作：

若否，则返回步骤S302重新进行电子设备系统校准；

若是，进入步骤S304；

S304.设置信号的调制组合、时间分布以及频率分布参数，并施加给电子设备；

S305.调节信号能量包络，判断电子设备是否出现敏感现象：

若否，继续调节信号能量包络直至电子设备出现敏感现象；

若是，记录此时信号调制、时间和频率下对应的能量参数，进入步骤S306；

S306.根据试验需要，判断是否继续针对此类信号重新设置调制、时间、频率参数：

若是，则返回步骤S304；

若否，将所有记录进行整合，得到不同信号调制、时间和频率下对应的能量参数，即电子设备对信号的适应性边界，也称为敏感边界。

在本申请的实施例中，不同电子设备对敏感的判断依据不同，敏感的判据一方面可以通过测试电子设备的内部电磁指标，当电磁指标异常时，我们认为出现敏感，另一方面可以通过电子设备的工作性能，当电子设备的工作性能出现降级甚至不工作时，我们认为出现敏感，需要注意，上述两方面其实是相互关联的，一个是反映电子设备内部电磁指标，另一个是反映电子设备的工作性能。以雷达为例，对上述两方面判据进行说明。

判断雷达在复杂电磁环境是否敏感，一方面可以通过干信比(ISR)判断，干信比是表征雷达接收干扰信号与功能信号之间能量的差值，干信比越大表明相对于功能信号，干扰信号能量越高，当干信比超过某一阈值(阈值与雷达内部器件和系统有关)，雷达就会出现敏感现象，不能正常工作，干信比是可以通过试验进行测量得到；另一方面通过雷达的工作性能判断，雷达通常用来追踪探测目标，当雷达不能稳定的追踪探测甚至丢失目标，我们认为出现敏感情况，这种可以直观观测。

在本申请的实施例中，所述步骤S4包括：

对每一个基本波形信号,按照步骤S304～S306进行适应性边界测试，得到该基本波形的适应性边界后，判断是否测试完所有的基本波形信号：

若否，继续进行下一个基本波形的测试；

若是，测试结束，得到各类信号的调制组合、时间分布、频率分布、能量包络适应性边界，进而得到电子设备在复杂电磁环境下的工作性能适应性边界。

综上，通过对各类辐射源特点、变化规律以及电子设备响应的分析，从电子设备性能敏感因素的角度出发，提出用调制组合、时间分布、频率分布、能量包络这四个特征量，对复杂电磁环境进行量化表征，实现复杂电磁环境的降维、定量描述，测试电子设备对这四个特征量的适应性边界。本发明可实现电子设备电磁环境适应性边界的快速测试，有效解决现有方法存在的电磁环境难遍历、试验所需模拟器和通道数量巨大、试验展开困难等难题，有力的支撑了电子设备电磁环境适应性摸边探底。

上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：根据电子设备工作场景，梳理各类基本波形信号并进行构建；

S2：对于单个基本波形信号，改变其调制组合、时间分布、频率分布、能量包络，施加给电子设备，根据电子设备的性能指标变化判断电子设备是否敏感；

所述的调制组合包括幅度调制、频率调制、相位调制；

所述时间分布是指波形信号中的时间参数以及工作场景中信号出现的时序信息；

所述频率分布是指波形信号中的频率参数以及工作场景中电子设备的频率信息；

所述能量包络是指波形信号中的能量参数；

S3：按照步骤S2进行试验，找到电子设备的调制、时间、频率、能量敏感点，给出电子设备对此信号的适应性边界；

S4：对各个基本波形信号,按照步骤S3进行处理，得到所有信号调制组合、时间分布、频率分布、能量包络的适应性边界，综合给出电子设备在复杂电磁环境下的工作性能适应性边界。

2.根据权利要求1所述的一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法，其特征在于：步骤S1中所述的基本波形信号包括模拟类信号和数字类信号。

3.根据权利要求1所述的一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法，其特征在于：所述步骤S3包括：

S301.电子设备开机预热；

S302.电子设备系统校准；

S303.构建电子设备功能电磁环境，判断电子设备是否能够正常工作：

若否，则返回步骤S302重新进行电子设备系统校准；

若是，进入步骤S304；

S304.设置信号的调制组合、时间分布以及频率分布参数，并施加给电子设备；

S305.调节信号能量包络，判断电子设备是否出现敏感现象：

若否，继续调节信号能量包络直至电子设备出现敏感现象；

若是，记录此时信号调制、时间和频率下对应的能量参数，进入步骤S306；

S306.根据试验需要，判断是否继续针对此类信号重新设置调制、时间、频率参数：

若是，则返回步骤S304；

若否，将所有记录进行整合，得到不同信号调制、时间和频率下对应的能量参数，即电子设备对信号的适应性边界。

4.根据权利要求3所述的一种快速实现电子设备电磁环境适应性边界测试方法，其特征在于：所述步骤S4包括：

对每一个基本波形信号,按照步骤S304~S306进行适应性边界测试，得到该基本波形的适应性边界后，判断是否测试完所有的基本波形信号：

若否，继续进行下一个基本波形的测试；

若是，测试结束，得到各类信号的调制组合、时间分布、频率分布、能量包络适应性边界，进而得到电子设备在复杂电磁环境下的工作性能适应性边界。

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