CN116609715A - 一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法 - Google Patents

一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116609715A
CN116609715A CN202310587839.9A CN202310587839A CN116609715A CN 116609715 A CN116609715 A CN 116609715A CN 202310587839 A CN202310587839 A CN 202310587839A CN 116609715 A CN116609715 A CN 116609715A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse
parameter
double
exponential
width
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310587839.9A
Other languages
English (en)
Inventor
曹菲
杨静
欧阳晓平
何川
许剑锋
秦建强
冯晓伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rocket Force University of Engineering of PLA
Original Assignee
Rocket Force University of Engineering of PLA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rocket Force University of Engineering of PLA filed Critical Rocket Force University of Engineering of PLA
Priority to CN202310587839.9A priority Critical patent/CN116609715A/zh
Publication of CN116609715A publication Critical patent/CN116609715A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法，包括步骤：一、对待测双指数波型脉冲的关键形状参数进行预估；二、构建双指数波型脉冲理想模型；三、拟合指数波型脉冲理想模型中参数；四、计算宽带传感器对应输出的脉冲波形；五、获取输出的脉冲波形的峰值、10％～90％前沿和50％～50％半高宽；六、计算峰值、10％～90％前沿和50％～50％半高宽的相对误差。本发明将宽带传感器的频率响应建模为低通和高通理想滤波器级联模型，基于对待测脉冲波形的估计，计算输出波形，进而得到形状参数误差，在测量前根据先验信息对宽带传感器的测量误差进行估计，而确定传感器是否满足要求。

Description

一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法
技术领域
本发明属于脉冲形状参数测量误差估计技术领域，具体涉及一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法。
背景技术
在高空电磁脉冲和雷电效应试验领域，线缆或天线端口的耦合电流能反映被试品的耦合特性，是常见的被测量。耦合电流一般具有双指数脉冲或阻尼震荡脉冲形式，是宽带信号。其中双指数脉冲形式的耦合电流有三个关键的形状参数，分别是峰值、10％～90％前沿，50％～50％半高宽。为准确测量耦合脉冲电流，常采用频率响应平坦、3dB带宽足够宽的电流传感器进行测量，而3dB带宽的电流传感器的工作频率多种多样，导致3dB带宽的电流传感器的测量误差各不相同，为将测量的形状参数误差控制在一定范围内，需选择合适的宽带传感器，因此，现如今缺少一种根据测量系统频域参数估计双指数波型脉冲形状参数测量误差的方法，以便确定所选的宽带传感器是否合适。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法，将脉冲宽带传感器的频率响应建模为低通和高通理想滤波器级联模型，基于对待测脉冲波形的估计，计算输出波形，进而得到形状参数误差，在测量前根据先验信息对宽带传感器的测量误差进行估计，该误差可用于确定宽带传感器频率参数是否满足测试要求，作为测量系统的选型依据，提高测量精度，方法步骤简单，便于实施，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对待测双指数波型脉冲的关键形状参数进行预估，所述关键形状参数包括峰值、10％～90％前沿和50％～50％半高宽，得到峰值预估值P、10％～90％前沿预估值tr、50％～50％半高宽预估值tw；
步骤二、构建双指数波型脉冲理想模型IDEXP(t)＝k(e-αt-e-βt)ε(t)，其中，k为系数参数，α为第一指数参数，β为第二指数参数，ε(t)为阶跃函数；
步骤三、根据步骤一预估的峰值预估值P、10％～90％前沿预估值tr、50％～50％半高宽预估值tw拟合步骤二中的系数参数k，第一指数参数α和第二指数参数β；
步骤四、根据公式计算工作频率已知的宽带传感器对应输出的脉冲波形u(t)，其中，/>ωhi＝2πfhi，fhi为宽带传感器的-3dB高频截止频率，ωlo＝2πflo，flo为宽带传感器的-3dB低频截止频率；
步骤五、获取u(t)的峰值P'、10％～90％前沿t'r和50％～50％半高宽t'w；
步骤六、根据公式计算峰值的相对误差eP、10％～90％前沿的相对误差/>和50％～50％半高宽的相对误差/>
上述的一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法，其特征在于：步骤一中，峰值预估值P取1。
上述的一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法，其特征在于：步骤三中，根据步骤一预估的峰值预估值P、10％～90％前沿预估值tr、50％～50％半高宽预估值tw可采用基于神经网络训练的拟合方法，拟合步骤二中的系数参数k，第一指数参数α和第二指数参数β。
本发明的有益效果是，方法步骤简单，将脉冲宽带传感器的频率响应建模为低通和高通理想滤波器级联模型，基于对待测脉冲波形的估计，计算输出波形，进而得到形状参数误差，在测量前根据先验信息对宽带传感器的测量误差进行估计，该误差可用于确定宽带传感器频率参数是否满足测试要求，作为测量系统的选型依据，提高测量精度，便于实施，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明双指数形式脉冲形状示意图。
图2为本实例中的输出波形示意图。
图3为本发明的方法流程框图。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明的一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法，包括以下步骤：
步骤一、对待测双指数波型脉冲的关键形状参数进行预估，所述关键形状参数包括峰值、10％～90％前沿和50％～50％半高宽，得到峰值预估值P、10％～90％前沿预估值tr、50％～50％半高宽预估值tw；
步骤二、构建双指数波型脉冲理想模型IDEXP(t)＝k(e-αt-e-βt)ε(t)，其中，k为系数参数，α为第一指数参数，β为第二指数参数，ε(t)为阶跃函数；
步骤三、根据步骤一预估的峰值预估值P、10％～90％前沿预估值tr、50％～50％半高宽预估值tw拟合步骤二中的系数参数k，第一指数参数α和第二指数参数β；
步骤四、根据公式计算工作频率已知的宽带传感器对应输出的脉冲波形u(t)，其中，/>ωhi＝2πfhi，fhi为宽带传感器的-3dB高频截止频率，ωlo＝2πflo，flo为宽带传感器的-3dB低频截止频率；
步骤五、获取u(t)的峰值P'、10％～90％前沿t'r和50％～50％半高宽t'w；
步骤六、根据公式计算峰值的相对误差eP、10％～90％前沿的相对误差/>和50％～50％半高宽的相对误差/>
本实施例中，步骤一中，峰值预估值P取1。
本实施例中，步骤三中，根据步骤一预估的峰值预估值P、10％～90％前沿预估值tr、50％～50％半高宽预估值tw可采用基于神经网络训练的拟合方法，拟合步骤二中的系数参数k，第一指数参数α和第二指数参数β。
本实施例中，已知待测波形具有双指数波形状，如图1所示，P4表示波形峰值，P3表示波形峰值的90％，P1表示波形峰值的10％，10％～90％前沿即为P1和P3在横轴上的距离，50％～50％半高宽即为P2和P4在横轴方向上的距离，对待测双指数波型脉冲的关键形状参数进行预估，待测双指数波型脉冲的10％～90％前沿的区间范围为[5ns,10ns]，待测双指数波型脉冲的50％～50％半高宽的区间范围为[60ns,100ns]，得到峰值预估值P取1、10％～90％前沿预估值tr取5ns、50％～50％半高宽预估值tw取100ns。拟合得到k＝1.1141，α＝7.8742×106，β＝3.5821×108。
工作频率已知的宽带传感器，其工作频率为[10kHz，70MHz],则计算得到输出波形如图2所示，实线表示计算得到的输出波形，虚线表示步骤一中拟合得到的双指数脉冲，得到输出波形的10％～90％前沿t'r＝7.475ns，50％～50％半高宽t'w＝100.7ns，峰值P'＝0.9863。
根据步骤六中公式计算，峰值的相对误差eP＝1.37％，10％～90％前沿的相对误差50％～50％半高宽的相对误差/>该测量系统对前沿的测量误差较大，高频响应不足。
本发明使用时，将脉冲宽带传感器的频率响应建模为低通和高通理想滤波器级联模型，基于对待测脉冲波形的估计，计算输出波形，进而得到形状参数误差，在测量前根据先验信息对宽带传感器的测量误差进行估计，该误差可用于确定宽带传感器频率参数是否满足测试要求，作为测量系统的选型依据，提高测量精度，方法步骤简单，便于实施。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对待测双指数波型脉冲的关键形状参数进行预估，所述关键形状参数包括峰值、10％～90％前沿和50％～50％半高宽，得到峰值预估值P、10％～90％前沿预估值tr、50％～50％半高宽预估值tw；
步骤二、构建双指数波型脉冲理想模型IDEXP(t)＝k(e-αt-e-βt)ε(t)，其中，k为系数参数，α为第一指数参数，β为第二指数参数，ε(t)为阶跃函数；
步骤三、根据步骤一预估的峰值预估值P、10％～90％前沿预估值tr、50％～50％半高宽预估值tw拟合步骤二中的系数参数k，第一指数参数α和第二指数参数β；
步骤四、根据公式计算工作频率已知的宽带传感器对应输出的脉冲波形u(t)，其中，/>ωhi＝2πfhi，fhi为宽带传感器的-3dB高频截止频率，ωlo＝2πflo，flo为宽带传感器的-3dB低频截止频率；
步骤五、获取u(t)的峰值P'、10％～90％前沿t'r和50％～50％半高宽t'w；
步骤六、根据公式计算峰值的相对误差eP、10％～90％前沿的相对误差/>和50％～50％半高宽的相对误差/>
2.按照权利要求1所述的一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法，其特征在于：步骤一中，峰值预估值P取1。
3.按照权利要求1所述的一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法，其特征在于：步骤三中，根据步骤一预估的峰值预估值P、10％～90％前沿预估值tr、50％～50％半高宽预估值tw可采用基于神经网络训练的拟合方法，拟合步骤二中的系数参数k，第一指数参数α和第二指数参数β。
CN202310587839.9A 2023-05-24 2023-05-24 一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法 Pending CN116609715A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310587839.9A CN116609715A (zh) 2023-05-24 2023-05-24 一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310587839.9A CN116609715A (zh) 2023-05-24 2023-05-24 一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116609715A true CN116609715A (zh) 2023-08-18

Family

ID=87679639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310587839.9A Pending CN116609715A (zh) 2023-05-24 2023-05-24 一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116609715A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103853696A (zh) * 2012-11-29 2014-06-11 中国人民解放军军械工程学院 一种雷电回击通道底部电流的脉冲函数表示方法
US20220200231A1 (en) * 2019-01-25 2022-06-23 The Regents Of The University Of California Rare-earth-doped alumina-oxide laser gain media
CN115792764A (zh) * 2022-11-30 2023-03-14 西北核技术研究所 一种传输系数法测量电磁脉冲系统误差的分析方法
CN116299110A (zh) * 2022-11-30 2023-06-23 西北核技术研究所 一种用于双指数波形式电磁脉冲测量的时域标定方法
US20230288773A1 (en) * 2020-07-31 2023-09-14 Georgia Tech Research Corporation Methods and systems for reconfigurable hybrid metasurfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103853696A (zh) * 2012-11-29 2014-06-11 中国人民解放军军械工程学院 一种雷电回击通道底部电流的脉冲函数表示方法
US20220200231A1 (en) * 2019-01-25 2022-06-23 The Regents Of The University Of California Rare-earth-doped alumina-oxide laser gain media
US20230288773A1 (en) * 2020-07-31 2023-09-14 Georgia Tech Research Corporation Methods and systems for reconfigurable hybrid metasurfaces
CN115792764A (zh) * 2022-11-30 2023-03-14 西北核技术研究所 一种传输系数法测量电磁脉冲系统误差的分析方法
CN116299110A (zh) * 2022-11-30 2023-06-23 西北核技术研究所 一种用于双指数波形式电磁脉冲测量的时域标定方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JING YANG: "Estimation_Method_of_Bandwidth_Requirements_for_Double_Exponential_Pulse_Measurement", 《IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY》, 9 November 2023 (2023-11-09), pages 1981 - 1988 *
杨静: "宽带测量系统-3 dB通带频率上下限的工程估计", 《现代应用物理》, 6 June 2020 (2020-06-06), pages 2 - 5 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109669075B (zh) 基于开口矩形波导的介质复介电常数无损反射测量方法
WO2019196425A1 (zh) 网络报文时延测量的可信度评估方法、装置及存储介质
CN108548578B (zh) 一种基于自适应阈值的超声波回波信号特征峰识别方法
CN109709420B (zh) 一种基于矢量网络分析仪的一体化线缆测试方法
CN110514963B (zh) 一种改进双端行波故障测距方法
CN106506101B (zh) 一种接收机幅频响应自动化校准方法及装置
CN101692109B (zh) 基于系统辨识的阻抗测量方法
CN114001804A (zh) 一种基于时间差法超声波计量装置的校准方法及系统
CN111983539A (zh) 在片s参数测量系统校准方法
CN117310455B (zh) 一种基于电信号的口腔扫描仪电路板故障检测方法
CN104931785B (zh) 一种基于众数法的pcb特性阻抗的测试方法
CN106908800B (zh) 一种提高脉冲测距精度的方法及脉冲测距设备
CN116609715A (zh) 一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法
CN109145258B (zh) 基于非线性拟合的威布尔分布参数置信区间估计方法
CN109525308B (zh) 一种光模块的检测方法、装置、设备及存储介质
CN115792764A (zh) 一种传输系数法测量电磁脉冲系统误差的分析方法
CN112698333B (zh) 一种适用于气体和液体的超声波飞行时间测定方法及系统
CN114035149B (zh) 一种提升干涉仪测向系统灵敏度的方法
CN104794358A (zh) 一种用于振弦式采集支点频率的参数估计与拟合方法
CN106932746B (zh) 一种电子式电流互感器性能试验系统及方法
CN108957174A (zh) 一种电压暂降检测装置及方法
CN110275060B (zh) 量子精密磁探测的射频功率相对稳定性测试电路及方法
CN108090259A (zh) 一种改进阻抗分析方法
CN107192890A (zh) 一种射频脉冲抖动的测量方法
Zheng et al. A new characteristic peaks group judgement method for the accurate measurement of time‐of‐flight in the ultrasonic gas flowmeter

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination