CN115236419B - 一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法，包括以下步骤：S1、记录实际电磁环境信号发生装置中显示的实际电磁环境信号波峰系数值
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE001
；S2、设置信号发生装置输出实际电磁环境信号，利用频谱分析仪测量信号的信道功率值
Figure 134762DEST_PATH_IMAGE002
；S3、设置频谱分析仪记录最大的平均信道功率值，并设置最大平均信道功率值的变化范围，得到了最大平均信道功率值
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE003
；S4、根据最大平均信道功率值
Figure 522010DEST_PATH_IMAGE004
计算得到最大峰值信道功率值
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE005
，然后通过最大峰值信道功率值
Figure 19857DEST_PATH_IMAGE006
计算实际电磁环境信号的电场强度。本发明有益效果：只需要进行一次测试布置，即可准确测量实际电磁环境信号的场强，且适用频段范围广，可有效提升实际电磁环境信号电场强度标定的效率。

Description

一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法
技术领域
本发明属于汽车电磁兼容技术领域，尤其是涉及一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法。
背景技术
随着车辆电动化、智能化、网联化的发展和实际电磁环境的日渐复杂，车辆在实际环境中因受到电磁信号的干扰而出现故障的案例越来越多，严重威胁行车安全、影响用户体验。针对上述情况，行业内已建立了试验室电磁环境复现方法，通过实际电磁环境信号的采集及电磁环境信号的试验室回放，对车辆进行辐射抗扰度测试并评估车辆的电磁兼容品质，其中，开展信号的电场强度标定是进行车辆辐射抗扰度测试的必要前提。由于实际电磁环境信号具有宽窄带信号共存、调制方式多样、电场强度随时间变化等特点，因此无法按照传统方法利用场强探头直接标定。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法，可以对实际电磁环境信号的场强进行准确标定，标定方法覆盖10kHz-6GHz频段，同时可大幅度提高测试效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法，包括以下步骤：
S1、记录实际电磁环境信号发生装置中显示的实际电磁环境信号波峰系数值
Figure 353253DEST_PATH_IMAGE001
；
S2、设置信号发生装置输出实际电磁环境信号，利用频谱分析仪测量信号的信道功率值
Figure 208076DEST_PATH_IMAGE002
；
S3、设置频谱分析仪记录最大的平均信道功率值，并设置最大平均信道功率值的变化范围，得到了最大平均信道功率值
Figure 925496DEST_PATH_IMAGE003
；
S4、根据最大平均信道功率值
Figure 258389DEST_PATH_IMAGE004
计算得到最大峰值信道功率值
Figure 10444DEST_PATH_IMAGE005
，然后通过最大峰值信道功率值
Figure 561468DEST_PATH_IMAGE006
计算实际电磁环境信号的电场强度。
进一步的，在步骤S1中，
Figure 766184DEST_PATH_IMAGE008
以对数形式表示。
进一步的，在步骤S2中，利用频谱分析仪测量信号的信道功率值
Figure 902768DEST_PATH_IMAGE009
，如下式：
Figure 509329DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 440376DEST_PATH_IMAGE011
为实际电磁环境信号的平均信道功率值；
Figure 132389DEST_PATH_IMAGE012
为实际电磁环境信号带宽内每个频点的测量值，
Figure 807084DEST_PATH_IMAGE013
表示测量频点数量。
进一步的，在步骤S3中，变化范围的设置应兼顾测试速度和测试精度，变化范围包括±5%。
进一步的，在步骤S4中，利用下式完成对实际电磁环境信号的电场强度标定：
Figure 268152DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 635680DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 814988DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 27795DEST_PATH_IMAGE017
均以对数形式表示，
Figure 608949DEST_PATH_IMAGE018
和
Figure 85061DEST_PATH_IMAGE019
单位为
Figure 751665DEST_PATH_IMAGE020
；
Figure 768163DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 469403DEST_PATH_IMAGE022
均以对数形式表示；
Figure 172873DEST_PATH_IMAGE023
为实际电磁环境信号的电场强度，单位
Figure 795616DEST_PATH_IMAGE024
；
Figure 615804DEST_PATH_IMAGE026
为最大峰值信道功率值，单位
Figure 905971DEST_PATH_IMAGE027
；
Figure 786203DEST_PATH_IMAGE029
为接收天线的天线系数，单位
Figure 161820DEST_PATH_IMAGE030
,取实际电磁环境信号中心频率所对应的天线系数。
一种实际电磁环境信号的电场强度标定装置，包括发射天线、实际电磁环境信号发生装置、功率放大装置、壁板连接器、接收天线、频谱分析仪；
发射天线与接收天线设置在试验室内；
发射天线通过功率放大装置与实际电磁环境信号发生装置连接；
发射天线通过壁板连接器与功率放大装置连接；
接收天线通过壁板连接器与频谱分析仪连接。
一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，所述处理器用于执行一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法。
一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法。
一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法。
相对于现有技术，本发明所述的一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法具有以下有益效果：
本发明所述的一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法，只需要进行一次测试布置，即可准确测量实际电磁环境信号的场强，且适用频段范围广，可有效提升实际电磁环境信号电场强度标定的效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的实际电磁环境信号电场强度标定布置示意图；
图2（a）为本发明实施例所述的实际电磁环境信号频谱图示意图；
图2（b）为本发明实施例所述的实际电磁环境信号最大峰值信道功率值处理结果示意图；
图2（c）为本发明实施例所述的实际电磁环境信号电场强度处理结果示意图。
附图标记说明：
1-发射天线；2-实际电磁环境信号发生装置；3-功率放大装置；4-壁板连接器；5-接收天线；6-频谱分析仪。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提出一种高效简便、高准确性、覆盖频段范围广的实际电磁环境信号电场强度标定方法，包括标定步骤、参数设置要求、数据处理要求等。
1）记录实际电磁环境信号发生装置中显示的实际电磁环境信号波峰系数（峰均比）值
Figure 520120DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 930373DEST_PATH_IMAGE032
以对数形式表示。
2）按照图1所示测试布置，设置信号发生装置输出实际电磁环境信号，由于信号的峰值测量值对频谱分析仪的分辨率带宽的设置较为敏感，因此频谱分析仪端设置平均值检波器检波、频谱最大值保持模式，在满足信噪比的情况下应设置分辨率带宽以减小对噪声信号的检测。利用频谱分析仪测量信号的信道功率值
Figure 981506DEST_PATH_IMAGE033
，如以下公式：
Figure 641157DEST_PATH_IMAGE034
其中，
Figure 803148DEST_PATH_IMAGE035
—实际电磁环境信号的平均信道功率值；
Figure 802328DEST_PATH_IMAGE036
实际电磁环境信号带宽内每个频点的测量值，
Figure 227625DEST_PATH_IMAGE038
表示测量频点数量；
3）由于信号发生装置循环输出实际电磁环境信号，而频谱分析仪是最大值保持模式及信道功率测量的模式，因此测得的平均信道功率值可能会有一些变化，设置频谱分析仪记录最大的平均信道功率值，并设置最大平均信道功率值的变化范围，变化范围的设置应兼顾测试速度和测试精度，推荐±5%，即最大平均信道功率值的变化范围在±5%以内时，就测量得到了最大平均信道功率值
Figure 577834DEST_PATH_IMAGE039
。
4）根据最大平均信道功率值
Figure 340254DEST_PATH_IMAGE040
计算得到最大峰值信道功率值
Figure 662782DEST_PATH_IMAGE041
，后通过最大峰值信道功率值
Figure 784279DEST_PATH_IMAGE042
计算实际电磁环境信号的电场强度，如以下公式所示，即可完成对实际电磁环境信号的电场强度标定：
Figure 621785DEST_PATH_IMAGE043
其中，
Figure 125578DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure 364930DEST_PATH_IMAGE045
和
Figure 928766DEST_PATH_IMAGE046
均以对数形式表示，
Figure 253568DEST_PATH_IMAGE047
和
Figure 561053DEST_PATH_IMAGE048
单位为
Figure 389332DEST_PATH_IMAGE020
；
Figure 124070DEST_PATH_IMAGE049
其中，
Figure 670589DEST_PATH_IMAGE050
均以对数形式表示，
Figure 109660DEST_PATH_IMAGE051
—实际电磁环境信号的电场强度，单位
Figure 58025DEST_PATH_IMAGE052
；
Figure 229243DEST_PATH_IMAGE053
—最大峰值信道功率值，单位
Figure 263058DEST_PATH_IMAGE054
；
Figure 912345DEST_PATH_IMAGE056
—接收天线的天线系数，单位
Figure 449637DEST_PATH_IMAGE058
,应取实际电磁环境信号中心频率所对应的天线系数；
本方法应用于试验室内实际电磁环境信号的电场强度标定，主要用于提高实际电磁环境信号场强标定的效率和通用性。相比于通过CW信号进行场强标定需要三个操作步骤，本发明中提到的方法只需一个步骤即可达到同样的效果。按照图1所示进行布置并测试实际电磁环境信号的信道功率值，通过数据处理即可实现实际电磁环境信号的场强标定，且适用于10kHz~6GHz内的所有实际电磁环境信号，该方法标定结果如图2所示。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、记录实际电磁环境信号发生装置中显示的实际电磁环境信号波峰系数值
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
S2、设置信号发生装置输出实际电磁环境信号，利用频谱分析仪测量信号的信道功率值
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
S3、设置频谱分析仪记录最大的平均信道功率值，并设置最大平均信道功率值的变化范围，得到了最大平均信道功率值
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
S4、根据最大平均信道功率值
Figure DEST_PATH_IMAGE004
计算得到最大峰值信道功率值
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，然后通过最大峰值信道功率值
Figure DEST_PATH_IMAGE006
计算实际电磁环境信号的电场强度。
2.根据权利要求1所述的一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法，其特征在于：在步骤S1中，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
以对数形式表示。
3.根据权利要求1所述的一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法，其特征在于：在步骤S2中，利用频谱分析仪测量信号的信道功率值
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，如下式：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为实际电磁环境信号的平均信道功率值；
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为实际电磁环境信号带宽内每个频点的测量值，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示测量频点数量。
4.根据权利要求1所述的一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法，其特征在于：在步骤S3中，变化范围的设置应兼顾测试速度和测试精度，变化范围包括±5%。
5.根据权利要求1所述的一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法，其特征在于：在步骤S4中，利用下式完成对实际电磁环境信号的电场强度标定：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure DEST_PATH_IMAGE018
和
Figure DEST_PATH_IMAGE020
均以对数形式表示，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
和
Figure DEST_PATH_IMAGE024
单位为
Figure DEST_PATH_IMAGE025
；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
均以对数形式表示；
Figure DEST_PATH_IMAGE028
为实际电磁环境信号的电场强度，单位
Figure DEST_PATH_IMAGE029
；
Figure DEST_PATH_IMAGE030
为最大峰值信道功率值，单位
Figure DEST_PATH_IMAGE031
；
Figure DEST_PATH_IMAGE032
为接收天线的天线系数，单位
Figure DEST_PATH_IMAGE033
,取实际电磁环境信号中心频率所对应的天线系数。
6.一种实际电磁环境信号的电场强度标定装置，基于权利要求1-5任一所述的一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法，其特征在于：包括发射天线、实际电磁环境信号发生装置、功率放大装置、壁板连接器、接收天线、频谱分析仪；
发射天线与接收天线设置在试验室内；
发射天线通过功率放大装置与实际电磁环境信号发生装置连接；
发射天线通过壁板连接器与功率放大装置连接；
接收天线通过壁板连接器与频谱分析仪连接。
7.一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，其特征在于：所述处理器用于执行上述权利要求1-5任一所述的一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法。
8.一种服务器，其特征在于：包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-5任一所述的一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法。
9.一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的一种实际电磁环境信号的电场强度标定方法。
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