DE102007042266A1 - Method for rejection of ambient interference signal during measurement of interference emissions of electric and electronic devices, involves digitalizing signal of antenna through analog to digital converter - Google Patents

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Abstract

The method involves digitalizing a signal of an antenna (1,2) through an analog to digital converter (5,6). The digitalized signals are adaptively filtered and superimposed such that a rejection of the ambient interferences (10a,10b,10c) takes place and the time domain signal of the emissions of the measuring object is determined. An independent claim is included for an arrangement for rejection of ambient interference signal during the measurement of interference emissions of electric and electronic devices.

Description

Aufgrund kontinuierlich steigender Zahl an externen Sendeanlagen, wie z. B. Mobilfunkbasisstationen, Radio- und Fernsehsender sowie neuerdings das breitbandige DVB-T Signal, gestaltet sich die Suche nach störemissionsfreien Freifeldmessplätzen (engl. Open Area Test Sites, ORTS) zunehmend als problematisch. Abhilfe schaffen hier geschirmte Kammern, die in der Lage sind elektromagnetische Signale aus der Umgebung wirkungsvoll zu Unterdrücken. In solchen Schirmkammern kann die Emissionen des zu untersuchenden Geräts abgeschirmt von äußeren elektromagnetischen Störsignalen gemessen werden. Die Anschaffungsinvestitionen einer solchen Kammer, welche u. a. von der Größe der in Zukunft zu untersuchenden Objekte abhängen, liegen in etwa um eine Faktor 50 höher als die Kosten für einen Freifeldmessplatz. Während die Initialkosten für einen Freifeldmessplatz gering sind, können die laufenden Aufwendungen für Instandhaltung und Messbetrieb bei einem annähernd störemissionsfreien Freifeld sehr hoch sein. Zudem sind diese aufgrund der immer dichter besiedelten und stärker urbanisierten Gegenden zunehmend schwieriger zu betreiben.by virtue of continuously increasing number of external transmitters, such. As mobile base stations, radio and television stations and more recently the broadband DVB-T signal, designed to search for emission-free Open Field Test Sites (ORTS) increasingly as problematic. Shielded chambers create a remedy here, which are capable of electromagnetic signals from the environment effectively suppress. In such umbrella chambers the emissions of the device under investigation can be shielded from external electromagnetic interference signals are measured. The acquisition investment such a chamber, which u. a. of the size depend on objects to be examined in the future in a factor of 50 higher than the cost of a free-field measuring station. While the initial costs for a free field measurement are low, the current Expenses for maintenance and measuring operation at one almost free of interference emission free field very high be. In addition, these are due to the increasingly dense and increasingly urbanized areas increasingly difficult to operate.

Als Alternative hierzu bieten sich Messgeräte an, die in der Lage sind zwischen Emission des Messobjekts und Umgebungsstörung zu unterscheiden bzw. die Umgebungsstörung zu unterdrücken und somit eine Emissionsmessung des Messobjekts im Freifeld zu ermöglichen. Ein System nach dem Stand der Technik, welches die Messung und Unterdrückung von Umgebungsstörungen im Frequenzbereich durchführt, wurde in der internationalen PCT-Schrift WO 00/46928 vorgestellt. Dieses Gerät der Firma CASSPER Instrumentation Systems Inc. basiert im Wesentlichen auf zwei konventionellen Messempfängern, welche sequentiell enge Frequenzbänder der Störaussendung über den gesamten Frequenzbereich messen. Dadurch ist eine genaue Messung des Leistungsspektrums der Störaussendungen möglich. Aufgrund der sequentiellen Messung ist diese Methode allerdings mit dem Nachteil verbunden, dass die Messzeiten, abhängig von gewünschter Auflösung und zu untersuchender Frequenzbandbreite, sehr lange sind. Weitere Nachteile des beschriebenen Systems sind die begrenzte Unterdrückung transienter und breitbandiger Störsignale.As an alternative to this, it is possible to use measuring devices which are able to differentiate between emission of the test object and environmental disturbance or to suppress the environmental disturbance and thus enable an emission measurement of the test object in the free field. A prior art system which performs the measurement and suppression of environmental disturbances in the frequency domain has been described in PCT International Publication WO 00/46928 presented. This device from CASSPER Instrumentation Systems Inc. is essentially based on two conventional measuring receivers, which measure sequentially narrow frequency bands of the emitted interference over the entire frequency range. This allows accurate measurement of the power spectrum of the emissions. Due to the sequential measurement, however, this method has the disadvantage that the measurement times, depending on the desired resolution and the frequency bandwidth to be examined, are very long. Further disadvantages of the system described are the limited suppression of transient and broadband interference signals.

Ferner wird im Buch „Testing for EMC Compliance" von Mark I. Montrose und Edward M. Nakauchi (S. 69–70) beschrieben, dass durch Gewichtung und Addition zweier Signale, wobei ein Signal aus der Summe der Umgebungsstörungen und dem Störsignal des Messobjekts besteht und das zweite Signal ausschließlich die Umgebungsstörungen enthält, eine Störunterdrückung erreicht werden kann. Das vorgestellte Verfahren ist mit dem Nachteil behaftet, dass nur eine Umgebungsstörquelle unterdrückt werden kann.Further, in the book "Testing for EMC Compliance" by Mark I. Montrose and Edward M. Nakauchi (pp. 69-70) described that by weighting and adding two signals, wherein a signal consists of the sum of the ambient noise and the interference signal of the measurement object and the second signal contains only the ambient noise, a noise suppression can be achieved. The presented method has the disadvantage that only one environmental source of interference can be suppressed.

Die zuvor beschriebenen sehr lange andauernden Messzeiten lassen sich durch den Einsatz von Zeitbereichsmethoden um einige Größenordnungen reduzieren. Ein Verfahren zur Berechnung des Spektrums und Bestimmung des Spitzenwerts, Mittelwerts und Effektivwerts wurde in der internationalen PCT-Schrift WO 03/102610 A2 vorgestellt. Das Verfahren hat den Nachteil, dass das Eingangssignal nicht kontinuierlich ausgewertet wird. Mit dem Verfahren kann die derzeitige EMV-Norm CISPR 16-1-1 nicht erfüllt werden.The very long measuring times described above can be reduced by the use of time domain methods by a few orders of magnitude. A method for calculating the spectrum and determining the peak, mean and root mean square has been described in PCT International Publication WO 03/102610 A2 presented. The method has the disadvantage that the input signal is not continuously evaluated. The procedure can not meet the current EMC standard CISPR 16-1-1.

Ein Verfahren zur Quasi-Spitzenwertdetektion wurde in der Offenlegungsschrift DE 103 15 372 A1 beschrieben. Das Verfahren wertet die Abstände zwischen Impulsen des gemessenen Störsignals sowie digitalisierte Signalabschnitte des Störsignals aus zur Erzeugung eines Signals, welches einem digitalen Quasi-Spitzenwertdetektor zugeführt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass das Eingangssignal nicht kontinuierlich ausgewertet wird. Mit diesem Verfahren kann die derzeitige EMV-Norm CISPR 16-1-1 nicht erfüllt werden.A method for quasi-peak detection has been disclosed in the published patent application DE 103 15 372 A1 described. The method evaluates the distances between pulses of the measured interfering signal and digitized signal portions of the interfering signal to produce a signal which is fed to a digital quasi-peak detector. This method has the disadvantage that the input signal is not continuously evaluated. This procedure does not meet the current EMC standard CISPR 16-1-1.

Ein Verfahren und eine Anordnung welche es ermöglicht Störemissionssignale mit einer hohen Dynamik durch die Verwendung mehrerer Analog-Digital-Wandler zu digitalisieren sind in der Offenlegungsschrift DE 10 2005 026 928 gezeigt. Dabei wird der Amplitudenbereich in mehrere Bereiche unterteilt, und jeder Bereich mittels eines Analog-Digital-Wandlers digitalisiert. Ein Verfahren und eine Anordnung welche es ermöglichen dabei einen maximalen Signal-Rausch-Abstand zu erreichen sind in der Offenlegungsschrift DE 10 2004 03 016 dargestellt. Dabei werden die Amplitudenbereiche der einzelnen Analog-Digital-Wandler so gewählt, dass das Quantisierungsrauschen für ein bekanntes Eingangssignal minimal wird.A method and an arrangement which makes it possible to digitize high-dynamic noise emission signals by the use of a plurality of analog-to-digital converters are disclosed in the publication DE 10 2005 026 928 shown. In this case, the amplitude range is divided into several areas, and digitized each area by means of an analog-to-digital converter. A method and an arrangement which make it possible to achieve a maximum signal-to-noise ratio in the published patent application DE 10 2004 03 016 shown. The amplitude ranges of the individual analog-to-digital converters are selected such that the quantization noise for a known input signal becomes minimal.

In DE 10 2006 005 595 wird ein Verfahren und eine Anordnung zur Messung von Störemissionen in Realzeit beschrieben. Dabei wird das gemessene und digitalisierte Störsignal mittels eines Dezimationsfilters bandbegrenzt und dadurch dessen Abtastrate reduziert. Mittels Kurzzeit-Fouriertransformation wird das Spektrogramm des gemessenen Störsignals in Realzeit berechnet. Das Spektrogramm wird mittels einer Einheit von einem oder mehreren Detektoren ausgewertet. Das erhaltene Spektrum wird gespeichert. Das vorgestellte Verfahren erlaubt es normkonforme Emissionsmessungen in Zeitbereich in einer geschirmten Umgebung wie. z. B. in einer Absorberhalle durchzuführen. Eine Unterdrückung von Umgebungsstörungen kann mit der beschriebenen Anordnung nicht durchgeführt werden.In DE 10 2006 005 595 For example, a method and apparatus for measuring spurious emissions in real time will be described. The measured and digitized interference signal is band-limited by means of a decimation filter, thereby reducing its sampling rate. By means of short-time Fourier transformation, the spectrogram of the measured interference signal is calculated in real time. The spectrogram is evaluated by means of a unit of one or more detectors. The obtained spectrum is stored. The presented method allows standard emission measurements in the time domain in a shielded environment such as. z. B. perform in an absorber hall. A suppression of environmental disturbances can not be performed with the described arrangement.

Die vorgestellten Verfahren sind mit den Nachteilen verbunden, dass eine Störunterdrückung nur in engen Bändern stattfinden kann, und damit eine Unterdrückung von breitbandigen Umgebungsstörungen nicht möglich ist. Ein weiterer Nachteil, ist dass zur Störunterdrückung der Abstand der zweiten Antenne um einen Faktor 10 höher sein sollte als der Abstand zwischen der ersten Antenne und dem Messobjekt. Damit ergibt sich für eine typische EMV-Messung in 10 m Abstand eine Anordnung bei der die zweite Antenne 100 m vom Messobjekt entfernt sein muss. Ein weiterer Nachteil sind die langen Messzeiten von mehreren Stunden aufgrund der sequentiellen Messung im Frequenzbereich. Die vorgestellten Zeitbereichsmessverfahren erlauben keine Unterdrückung von Störemissionen.The presented methods are associated with the disadvantages that interference suppression only in narrow bands can take place, and thus a suppression of broadband Ambient noise is not possible. Another Disadvantage, is that for Störunterdrückung the distance the second antenna should be 10 times higher as the distance between the first antenna and the measurement object. This results in a typical EMC measurement in 10 m Distance an arrangement in which the second antenna 100 m from the object to be measured must be removed. Another disadvantage is the long measurement times of several hours due to the sequential measurement in the frequency domain. The presented time domain measuring methods do not allow suppression of spurious emissions.

Es wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Störemissionssignal und die Umgebungsstörungen mittels zwei oder mehr Antennen in eine Spannung zu wandeln, diese bandzubegrenzen, zu digitalisieren und anschließend digital so zu überlagern, dass eine breitbandige Unterdrückung der Umgebungsstörungen erfolgt und aus dem erhaltenen störkompensierte Zeitbereichssignal mittels Fouriertransformation auf bekannte Weise das Amplitudenspektrum berechnet wird.It is therefore proposed according to the invention, the Noise emission signal and ambient noise by means of two or more antennas to transform into a voltage, this bandlimiting, digitizing and then digital so superimpose that broadband oppression the environmental disturbances takes place and from the obtained interference-compensated Time domain signal by Fourier transform in a known manner the amplitude spectrum is calculated.

Vorzugsweise wird ein System aus zwei Antennen verwendet, wobei die Antennen so ausgerichtet werden, dass mit der ersten Antenne sowohl die Umgebungsstörungen als auch die Störemission des Prüflings empfangen werden. Die zweite Antenne wird vorzugsweise so ausgerichtet, dass vorwiegend die Umgebungsstörung empfangen wird. Die Signale beider Antennen werden zunächst analog gefiltert, um bei der anschließenden Analog-Digital-Wandlung die Nyquistbedingung einhalten zu können. Die Analog-Digital-Wandlung kann mittels eines Analog-Digital-Wandlers erfolgen oder mittels eines Systems aus mehreren Analog-Digital-Wandlern, wie in DE 10 2005 026 928 beschrieben. Dies ist insbesondere Vorteilhaft, falls transiente Störemissionssignale mit hoher Dynamik erfasst werden sollen. Die digitalisierten Signale der Analog-Digital-Wandler werden mittels eines digitalen Signalverarbeitungsmoduls überlagert, so dass eine Auslöschung der Signalanteile der Umgebungsstörungen erfolgt.Preferably, a system of two antennas is used, the antennas being aligned so that both the ambient noise and the interference emission of the device under test are received with the first antenna. The second antenna is preferably oriented so that predominantly the ambient noise is received. The signals of both antennas are first filtered analogously in order to comply with the Nyquist condition in the subsequent analog-to-digital conversion can. The analog-to-digital conversion can be done by means of an analog-to-digital converter or by means of a system of several analog-to-digital converters, as in DE 10 2005 026 928 described. This is particularly advantageous if transient spurious emission signals are to be detected with high dynamics. The digitized signals of the analog-to-digital converters are superimposed by means of a digital signal processing module, so that an extinction of the signal components of the ambient noise occurs.

Beispielsweise kann eine Umgebungsstörung, welche von einem Punkt ausgesendet wird, und von beiden Antennen mit einem Laufzeitunterschied empfangen wird dadurch unterdrückt werden, dass mittels eines digitalen Filters die Laufzeit eines Signals kompensiert wird, die Phase um 180° gedreht wird, und zum zweiten Kanal hinzuaddiert wird. Die Bestimmung des Laufzeitunterschieds kann beispielsweise mittels Kreuzkorrelation erfolgen ( E. Schrüfer, Signalverarbeitung 1990, S. 259 ).For example, an ambient noise emitted from one point and received by both antennas with a propagation delay difference can be suppressed by compensating the propagation time of a signal by means of a digital filter, rotating the phase by 180 °, and adding it to the second channel becomes. The determination of the transit time difference can take place, for example, by means of cross-correlation ( E. Schrüfer, Signal Processing 1990, p. 259 ).

Üblicherweise besteht die Umgebungsstörung aus vielen unterschiedlichen Quellen, welche von verschiedenen Objekten, wie z. B. Fernsehturm oder Mobilfunkmast abgestrahlt werden. Üblicherweise sind entweder die Emissionen zweier Umgebungsstörquellen in Gleichphase, wie dies z. B. bei DVB-T der Fall ist, oder sie liegen in unterschiedlichen Frequenzbändern. In beiden Fällen ist es vorteilhaft die Korrektur der Laufzeit über definierte Frequenzbänder getrennt durchzuführen. Vorzugsweise erfolgt zur Korrektur die Transformation in den Frequenzbereich. Hierbei wird vorzugsweise die schnelle diskrete Fourier-transformation verwendet. Der Laufzeitunterschied wird derart korrigiert, dass eine Multiplikation mit einem Korrekturspektrum erfolgt und die Phasenlage um 180° gedreht wird. Die Addition kann beispielsweise im Frequenzbereich erfolgen, indem die Amplitudenspektren addiert werden. Zur Bestimmung des umgebungsstörkompensierten Signals im Zeitbereich, wird die inverse Fouriertransformation auf das zuvor aus der Addition berechnete Amplitudenspektrum angewandt.Usually the environmental disorder consists of many different ones Sources of different objects, such. B. TV tower or Mobile mast are radiated. Usually either the emissions of two ambient noise sources in phase, as this z. As is the case with DVB-T, or they are in different Frequency bands. In both cases it is advantageous the correction of the transit time over defined frequency bands perform separately. Preferably, for correction the transformation into the frequency domain. This is preferably used the fast discrete Fourier transformation. The runtime difference is corrected such that multiplication with a correction spectrum takes place and the phase angle is rotated by 180 °. The addition can be done in the frequency domain, for example, by adding the amplitude spectra become. To determine the ambient noise-compensated signal in the time domain, the inverse Fourier transform is applied to the previous one applied from the addition amplitude spectrum applied.

Filter, welche die Eigenschaft haben die Übertragungsfunktion je nach Eingangssignal anzupassen werden als adaptive Filter bezeichnet. Bei der Unterdrückung muss zunächst das digitalisierte Signal mit der Übertragungsfunktion eines Filters korrigiert werden, so dass sich bei der anschließenden Addition die digitalisierten Signale beider Antennen derart überlagern, dass sich die korrelierten Spektralanteile beider digitalisierten Signale destruktiv überlagern. Hierzu wird angenommen, dass die Emission des zu messenden Gerätes unkorreliert zur Umgebungsstörung ist. Um eine maximale Unterdrückung der korrelierten Spektralanteile zur erreichen, wird vorzugsweise ein adaptives Filter verwendet, welches mittels der Auswertung des umgebungsstörkompensierten Signals die Koeffizienten in einer Weise optimiert, dass die korrelierten Spektralanteile nach der Addition minimal werden.Filter, which the property have the transfer function ever to adapt to input signal are referred to as adaptive filters. In the suppression must first digitized Corrected signal with the transfer function of a filter be, so that in the subsequent addition of the superimpose digitized signals of both antennas in such a way that the correlated spectral components of both digitized Overlay signals destructively. For this purpose it is assumed that the emission of the device to be measured is uncorrelated to the environmental disturbance. To a maximum suppression of To achieve correlated spectral components, is preferably a used adaptive filter, which by means of the evaluation of the ambient noise compensated Signals optimizes the coefficients in a way that correlates Spectral components after addition become minimal.

Beispielsweise können adaptive Filter verwendet werden, welche im Einzelschrittverfahren arbeiten. Hierbei können FIR oder IIR Filter verwendet werden, wobei der sogenannte Least Mean Square (LMS) Algorithmus verwendet wird, um die Filterkoeffizienten zu optimieren. Die Funktionsweise solcher adaptiver Filter ist beispielsweise in dem Buch „Adaptive Filter Theory, Fourth Edition" von Simon Haykin, 2002 auf Seite 232 ff beschrieben.For example, adaptive filters may be used which operate in a one-step process. In this case, FIR or IIR filters can be used, whereby the least mean square (LMS) algorithm is used to optimize the filter coefficients. The operation of such adaptive filters is for example in the book "Adaptive Filter Theory, Fourth Edition" by Simon Haykin, 2002 on page 232 ff described.

Beispielsweise können adaptive Filter verwendet werden, welche die Signale blockweise verarbeiten. Vorzugsweise werden hierbei Filter verwendet, welche im Frequenzbereich arbeiten. Die Transformation in den Frequenzbereich erfolgt vorzugsweise mittels schneller Fouriertransformation. Die Korrektur erfolgt mittels Multiplikation mit einem Korrekturspektrum, wobei dieses vorzugsweise mittels des LMS Algorithmus optimiert wird. Die Funktionsweise solcher Filter ist beispielsweise in dem Buch „Adaptive Filter Theory, Fourth Edition" von Simon Haykin, 2002 auf Seite 244 ff beschrieben.For example, adaptive filters can be used which process the signals in blocks. Preferably, filters are used which operate in the frequency domain. The transformation into the frequency domain preferably takes place by means of fast Fourier transformation. The correction takes place by means of multiplication with a correction spectrum, this preferably using of the LMS algorithm is optimized. The functioning of such filters is for example in the book "Adaptive Filter Theory, Fourth Edition" by Simon Haykin, 2002 on page 244 ff described.

Um das umgebungsstörkompensierte Signal im Zeitbereich zu bestimmen, kann die inverse Fouriertransformation verwendet werden.Around the ambient noise compensated signal in the time domain determine, the inverse Fourier transform can be used.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung ist ein System, welche die Signalverarbeitung in Realzeit durchführt. Um eine Verarbeitung der Signale in Realzeit wirtschaftlich durchzuführen, wird das digitalisierte Signal jeder Antenne mittels eines Dezimationsfilters bandbegrenzt und die Abtastrate reduziert. Die Anwendung eines solchen Verfahrens ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 10 2006 005 595 beschrieben.An advantageous further development is a system which performs the signal processing in real time. In order to economically perform processing of the signals in real time, the digitized signal of each antenna is bandlimited by means of a decimation filter and the sampling rate is reduced. The application of such a method is for example in the published patent application DE 10 2006 005 595 described.

Bei der praktischen Anwendung kann es aufgrund von Mehrwegeausbreitungen dazu kommen, dass das Signal der Antenne, welche die Umgebungsstörungen empfängt, bestimmte Spektralanteile nur sehr gedämpft empfängt, da eine destruktive Überlagerung am Empfangspunkt vorliegt.at The practical application may be due to multipath propagation come to that the signal of the antenna, which the ambient disturbances receives, certain spectral components only very muted receives, as a destructive overlay on Receiving point is present.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung verwendet mindestens zwei Antennen, um die Umgebungsstörungen zu empfangen, wobei das digitalisierte Signal jeder Antenne, welche die Umgebungsstörungen empfängt ein adaptives Filter verwendet, wobei die Koeffizienten vorzugsweise so optimiert werden, dass nach der additiven Überlagerung aller gefilterten Signale eine destruktive Überlagerung der Umgebungsstörungen erfolgt.A advantageous development uses at least two antennas, to receive the environmental noise, the digitized Signal from each antenna receiving the ambient noise uses an adaptive filter, the coefficients preferably be optimized so that after the additive overlay of all filtered signals a destructive overlay the ambient noise occurs.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung verwendet eine Anordnung aus mehreren parallelen Analog-Digital-Wandlern zur Erhöhung des Dynamikbereichs. Die Funktionsweise eines solchen Aufbaus sind in der Offenlegungsschrift DE 10 2005 026 928 beschrieben.An advantageous development uses an arrangement of several parallel analog-to-digital converters to increase the dynamic range. The operation of such a structure are in the published patent application DE 10 2005 026 928 described.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung führt eine Auswertung des umgebungsstörkompensierten Signals im Zeitbereich durch, wobei die Auswertung in Realzeit erfolgt. Dabei wird vorzugsweise ein Spektrogramm mittels Kurzzeit-Fouriertransformation berechnet und mittels eines oder mehrerer Detektoren ausgewertet. Eine beispielhafte Realisierung ist in der Offenlegungssschrift DE 10 2006 005 595 beschrieben.An advantageous further development carries out an evaluation of the ambient-interference-compensated signal in the time domain, the evaluation taking place in real time. In this case, a spectrogram is preferably calculated by means of short-time Fourier transformation and evaluated by means of one or more detectors. An exemplary implementation is in the disclosure document DE 10 2006 005 595 described.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in Figuren schematisch dargestellt sind. Im Einzelnen zeigt:in the The invention will be described below with reference to exemplary embodiments explained in more detail, which is shown schematically in figures are. In detail shows:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 an embodiment of an inventive arrangement

2. zeigt ein Ausführungsbeispiel des digitalen Signalverarbeitungsmoduls 7 2 , shows an embodiment of the digital signal processing module 7

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des digitalen Signalverarbeitungsmoduls 7 3 shows an embodiment of the digital signal processing module 7

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des digitalen Signalverarbeitungsmoduls 7 4 shows an embodiment of the digital signal processing module 7

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Messsystems. Mittels der Antenne 1 wird das Störsignal 9 sowie die Umgebungsstörungen 10a, 10b, und 10c empfangen, mit dem Tiefpassfilter 3 bandbegrenzt und mittels des Analog-Digital-Wandlers 5 digitalisiert. Die Antenne 2 wird vorzugsweise so ausgerichtet, dass vorwiegend die Umgebungsstörungen 10a, 10b und 10c empfangen werden. Das mittels Antenne 2 empfangene Signal wird durch das Tiefpassfilter 4 bandbegrenzt, und durch den Analog-Digital-Wandler 6 digitalisiert. Das digitale Signalverarbeitungsmodul 7 führt eine Überlagerung der digitalisierten Signale derart durch, dass die Umgebungsstörungen unterdrückt werden. Das erhaltene Signal wird in dem Speicher 8 abgelegt. 1 shows an embodiment of the measuring system according to the invention. By means of the antenna 1 becomes the interfering signal 9 as well as the environmental disturbances 10a . 10b , and 10c received, with the low-pass filter 3 band-limited and by means of the analog-to-digital converter 5 digitized. The antenna 2 is preferably aligned so that mainly the environmental disturbances 10a . 10b and 10c be received. The by antenna 2 received signal is through the low pass filter 4 band limited, and by the analog-to-digital converter 6 digitized. The digital signal processing module 7 performs an overlay of the digitized signals in such a way that the ambient noise is suppressed. The received signal is stored in the memory 8th stored.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des digitalen Signalverarbeitungsmoduls 7. Das Eingangssignal s1 wird mittels eines digitalen Filters 11 gefiltert. Vorzugsweise wird ein FIR-Filter verwendet. Vorzugsweise besitzt das Filter eine einstellbare Charakteristik. Vorzugsweise wird das Filter so eingestellt, dass nach der anschließenden Addition eine maximale Unterdrückung der Umgebungsstörungen erfolgt. Mittels der Additionseinheit 12 erfolgt eine Addition des gefilterten Signals mit dem Signal s2. 2 shows an embodiment of the digital signal processing module 7 , The input signal s1 is by means of a digital filter 11 filtered. Preferably, an FIR filter is used. Preferably, the filter has an adjustable characteristic. Preferably, the filter is set so that after the subsequent addition of a maximum suppression of ambient noise occurs. By means of the addition unit 12 An addition of the filtered signal with the signal s2.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des digitalen Signalverarbeitungsmoduls 7. Aus den Eingangssignalen s1 sowie s2 werden mittels der Module 13 und 14 die Amplitudenspektren A1 und A2 berechnet. Vorzugsweise erfolgt die Berechnung der Amplitudenspektren mittels einer schnellen Fouriertransformation. Vorzugs weise werden die Signale im Zeitbereich und die Amplitudenspektren seriell durch die Module 13 und 14 verarbeitet. Das Amplitudenspektrum A2 wird durch die Multipliziereinheit 17 und dem in Modul 16 berechnet und gespeicherten Korrekturspektrum korrigiert und zum Spektrum A1 mittels des Addierers 15 addiert. Vorzugsweise wird das Korrekturspektrum mittels Modul 16 in Abhängigkeit des Amplitudenspektrums A2 derart gewählt, dass im Amplitudenspektrum A4 die Umgebungsstörungen maximal unterdrückt werden. Mittels Modul 18 wird aus dem korrigierten Amplitudenspektrum A4 das umgebungsstörkompensierte Ausgangsignal s4 berechnet, wobei vorzugsweise die inverse schnelle Fouriertransformation eingesetzt wird. 3 shows an embodiment of the digital signal processing module 7 , From the input signals s1 and s2 are by means of the modules 13 and 14 the amplitude spectra A1 and A2 calculated. The calculation of the amplitude spectra preferably takes place by means of a fast Fourier transformation. Preference, the signals in the time domain and the amplitude spectra are serially through the modules 13 and 14 processed. The amplitude spectrum A2 is determined by the multiplier unit 17 and in module 16 calculated and stored correction spectrum corrected and to the spectrum A1 by means of the adder 15 added. Preferably, the correction spectrum by means of module 16 as a function of the amplitude spectrum A2 selected such that in the amplitude spectrum A4, the environmental disturbances are maximally suppressed. By module 18 the ambient-noise-compensated output signal s4 is calculated from the corrected amplitude spectrum A4, the inverse fast Fourier transformation preferably being used.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des digitalen Signalverarbeitungsmoduls 7. Aus dem Eingangssignal s2 wird mittels Modul 19 das Amplitudenspektren Alb berechnet. Vorzugsweise erfolgt die Berechnung der Amplitudenspektren mittels schneller Fouriertransformation. Durch die Multipliziereinheit 23 wird aus dem Amplitudenspektrum Alb und dem in Modul 22 berechneten Korrekturspektrum das kreuzkorrelierte Amplitudenspektrum A3b gebildet. Mittels Modul 24 wird das Amplitudenspektrum A3b in den Zeitbereich transformiert, wobei vorzugsweise die inverse schnelle Fouriertransformation eingesetzt wird. Das Signal s3b wird mittels eines Addierers 20 zu dem Einganssignal s1 hinzu addiert. Mittels Modul 21 wird aus der Summe s4b das Amplitudenspektrum A4b berechnet, wobei vorzugsweise die schnelle Fouriertransformation verwendet wird. Vorzugsweise wird das Korrekturspektrum mittels Modul 22 derart gewählt, dass im Ausgangssignal s4b die Umgebungsstörungen maximal unterdrückt werden. 4 shows an embodiment of the digi talen signal processing module 7 , From the input signal s2 is by means of module 19 the amplitude spectrum Alb is calculated. The calculation of the amplitude spectra preferably takes place by means of fast Fourier transformation. Through the multiplier unit 23 is calculated from the amplitude spectrum Alb and the in module 22 computed correction spectrum formed the cross-correlated amplitude spectrum A3b. By module 24 the amplitude spectrum A3b is transformed into the time domain, whereby preferably the inverse fast Fourier transformation is used. The signal s3b is by means of an adder 20 added to the input signal s1. By module 21 is calculated from the sum s4b the amplitude spectrum A4b, preferably the fast Fourier transform is used. Preferably, the correction spectrum by means of module 22 selected such that in the output signal s4b the environmental disturbances are maximally suppressed.

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Claims (22)

Verfahren und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, wobei ein System zur Messung elektromagnetischer Störaussendungen aus zwei oder mehr Antennen sowohl das Störsignal als auch die Umgebungsstörungen empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Antennen mittels Analog-Digital-Wandler digitalisiert werden und die digitalisierten Signale adaptiv gefiltert und derart überlagert werden, dass eine Unterdrückung der Umgebungsstörung erfolgt und dadurch das Zeitbereichssignal der Emissionen des Messobjekts bestimmt wird.Method and arrangement for carrying out the method, wherein a system for measuring electromagnetic emissions from two or more antennas receive both the interference signal and the ambient interference, characterized in that the signals of the antennas are digitized by means of analog-to-digital converters and the digitized signals adaptive are filtered and superimposed so that a suppression of the environmental disturbance takes place and thereby the time domain signal of the emissions of the measurement object is determined. Verfahren und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Anordnung aus zwei Antennen, wobei eine Antenne sowohl das Störsignal des Messobjektes als auch die Umgebungsstörung empfängt und mittels der zweiten Antenne vorwiegend die Umgebungsstörung empfangen wird.Method and device for carrying out the Method according to claim 1 with an arrangement of two antennas, wherein an antenna both the interference signal of the measurement object as well as the environmental disturbance receives and by means of the second antenna mainly receive the environmental interference becomes. Verfahren und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Anordnung aus mehr als zwei Antennen, wobei eine Antenne sowohl das Störsignal des Messobjektes als auch die Umgebungsstörung empfangen, und mittels der übrigen Antennen die Umgebungsstörungen empfangen werden.Method and device for carrying out the The method of claim 1 with an array of more than two Antennas, wherein one antenna both the interference signal of Receive the object to be measured as well as the environmental disturbance, and by means of the other antennas the ambient disturbances be received. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 2, wobei die digitalisierten Signale der Antennen mittels adaptiver digitaler Filterung gefiltert und additiv überlagert werden.A method and arrangement according to claim 2, wherein the digitized signals of the antennas by means of adaptive digital Filtering filtered and additively superimposed. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das adaptive Filter ein FIR Filter ist, wobei die Koeffizienten unter Verwendung des Least Mean Square (LMS) Algorithmus eingestellt werden.A method and arrangement according to claim 2 or 3, wherein the adaptive filter is a FIR filter, where the coefficients set using the Least Mean Square (LMS) algorithm become. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Adaptive Filter als Frequenzbereichsfilter realisiert wird.A method and arrangement according to claim 2 or 3, wherein the adaptive filter is realized as a frequency domain filter. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 6, wobei das Frequenzbereichsfilter in folgenden Schritten das Signal verarbeitet: • Transformation des Zeitbereichssignals in den Frequenzbereich mittels FFT • Korrektur des Spektrums im Frequenzbereich • Transformation des Spektrums in ein Zeitbereichssignal mittels inverser FFTThe method and arrangement of claim 6, wherein the Frequency domain filter processes the signal in the following steps: • Transformation of the time domain signal in the frequency domain by means of FFT • Correction of the spectrum in the frequency domain • Transformation of the spectrum into a time domain signal by means of inverse FFT Verfahren und Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Berechung der FFT überlappend erfolgt.A method and arrangement according to claim 7, wherein the Calculation of the FFT is overlapping. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 1, wobei die adaptive Filterung in zwei Schritten erfolgt, wobei zunächst das Signal mittels eines Dezimationsfilters bandbegrenzt und dezimiert wird, und anschließend die adaptive Filterung mit der reduzierten Abtastfrequenz erfolgt.A method and arrangement according to claim 1, wherein the Adaptive filtering is done in two steps, taking first bandlimited and decimated the signal by means of a decimation filter and then the adaptive filtering with the reduced sampling frequency he follows. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 9, wobei das Dezimationsfilter ein Polyphasen FIR Filter ist.A method and arrangement according to claim 9, wherein said Decimation filter is a polyphase FIR filter. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 10, wobei die adaptive Filterung mittels eines adaptiven Frequenzbereichsfilters durchgeführt wird, wobei die Kreuzkorrelationsfunktion zwischen dem additiv überlagerten Signal, welches aus der Summe der Störemissionen des Messobjekts sowie den Umgebungsstörungen besteht, und dem Umgebungsstörsignal zur Bestimmung der Koeffizienten des adaptiven Frequenzbereichsfilters verwendet wird.The method and arrangement of claim 10, wherein the adaptive filtering by means of an adaptive frequency domain filter is performed, the cross-correlation function between the additive superimposed signal, which from the Sum of the interfering emissions of the test object as well as the ambient disturbances exists, and the ambient noise signal for determining the Coefficient of the adaptive frequency domain filter is used. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 1, wobei Antennen mit verschiedenen Richtcharakteristiken derart angeordnet werden, dass eine Antenne oder Nahfeldsonde vorwiegend die Störemissionen des Messobjekts empfangen werden und eine oder mehrere Antennen mit vorwiegend das Umgebungsstörsignal sowie die Störemissionen des Messobjekts empfangen.The method and arrangement of claim 1, wherein antennas be arranged with different directional characteristics such that an antenna or near field probe mainly the interference emissions of DUT are received and one or more antennas with mainly the ambient interference signal as well as the interference emissions of the DUT received. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Umgebungsstörungen durch zwei Antennen empfangen werden, wobei eine Antenne vertikal und die andere horizontal polarisiert ist.The method and arrangement of claim 3, wherein the Ambient interference can be received by two antennas, one antenna being vertical and the other being polarized horizontally is. Verfahren und Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zur Analog-Digital-Wandlung eines oder mehrer empfangener Signale ein mehrstufiges Analog-Digital-Wandler System verwendet wird.Method and arrangement according to one of the previous Claims, wherein for analog-to-digital conversion of one or several received signals a multi-stage analog-to-digital converter System is used. Verfahren und Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zur Analog-Digital-Wandlung des Signals der ersten Antenne ein mehrstufiges Analog-Digital-Wandler System verwendet wird, und die Signale der weiteren Antennen mittels eines einstufigen Analog-Digital-Wandler Systems digitalisiert werden.Method and arrangement according to one of the previous Claims, wherein the analog-to-digital conversion of the signal the first antenna is a multilevel analog-to-digital converter system is used, and the signals of the other antennas by means of a single-stage analog-to-digital converter system to be digitized. Verfahren und Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die digitale Signalverarbeitung in Realzeit durchgeführt wird.Method and arrangement according to one of the previous Claims, wherein the digital signal processing in real time is carried out. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 16, wobei die adaptive Filterung auf einem digitalen Signalprozessor durchgeführt wird.The method and arrangement of claim 16, wherein the adaptive filtering is done on a digital signal processor becomes. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 16, wobei die adaptive Filterung auf Field Programmable Gate Arrays durchgeführt wird.The method and arrangement of claim 16, wherein the adaptive filtering performed on field programmable gate arrays becomes. Verfahren und Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aus dem berechneten Zeitbereichssignal des Messobjekts mittels FFT ein Amplitudenspektrum berechnet wird.Method and arrangement according to one of the preceding claims, wherein from the comput neten time range signal of the test object by means of FFT an amplitude spectrum is calculated. Verfahren und Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aus dem berechneten Zeitbereichssignal des Messobjekts mittels zeitlich überlappender FFTs ein Amplitudenspektrogramm berechnet wird.Method and arrangement according to one of the preceding Claims, wherein from the calculated time domain signal of the DUT by means of temporally overlapping FFTs Amplitudenspektrogramm is calculated. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 20, wobei mittels eines Detektors die Bewertung des Amplitudenspektrogramms erfolgt.The method and arrangement of claim 20, wherein the evaluation of the amplitude spectrogram by means of a detector he follows. Verfahren und Anordnung nach Anspruch 19, 20 oder 21, wobei die Berechnung in Realzeit durchgeführt wird.A method and arrangement according to claim 19, 20 or 21, wherein the calculation is performed in real time.
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