實現(xiàn)電磁輻射干擾測試接收機的高速掃描的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種實現(xiàn)電磁輻射干擾測試接收機的高速掃描的方法和裝置，其中裝置為電磁輻射干擾測試接收機的寬帶中頻信號依次通過頻帶分割模塊、基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊及信道并行檢波模塊后，最終同步完成若干信道的并行檢波。采用上述方案，能夠提高電磁輻射干擾測試接收機的掃描速度，極大的提高測試效率，降低電磁兼容的測試的花費。
【專利說明】實現(xiàn)電磁輻射干擾測試接收機的高速掃描的方法和裝置【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明屬于電磁輻射干擾測試接收機的高速掃描【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種實 現(xiàn)電磁輻射干擾測試接收機的高速掃描的方法和裝置?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]電磁輻射干擾測試接收機主要用于電磁兼容EMC的認證測試及干擾信號的查找 和分析，國家規(guī)定所有電子設(shè)備都必須通過強制性認證測試?，F(xiàn)在的電磁輻射干擾測試接 收機按照國家標準都是通過控制接收機本振的小步進，然后混頻與輸入信號進行差頻，再 通過國家標準規(guī)定的多種標準檢波器如最大值，最小值，均方根值，平均值等實現(xiàn)對信號電 平的檢波。由于干擾信號可能間歇的脈沖或突發(fā)信號，針對這種信號的變化規(guī)律，所以標 準規(guī)定在每個步進頻率上必須駐留一定的時間，但由于每個步進頻率點上，只能檢波出一 個頻點的電平值，以IkHz的分辨率，完成150kHz到3GHz —個標準段的測試，每點駐留時間 3ms不丟信號的情況下，則需要9000秒，即7.5個小時一整天時間，如果不符合限定標準，則 需要調(diào)試被測設(shè)備再次測試。由此可見測試非常耗時。[0003]現(xiàn)有的電磁輻射干擾測試接收機都是通過數(shù)字掃描實現(xiàn)的，其原理是通過控制本 振頻率以小于1/3分辨率帶寬的頻率步進掃描，在每個步進點駐留一定時間，然后再通過 數(shù)字檢波實現(xiàn)，對于本振的步進來講都是小步進掃描。[0004]現(xiàn)有技術(shù)的缺點:由于電磁輻射干擾測試接收機頻段寬，掃描點數(shù)比較多，且每點 需要駐留一段時間，因此完成一次電磁兼容的測試掃描需要時間比較長。而且電磁兼容測 試一般需要在暗室中進行，每測試一次需要花費很大的資金。[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實現(xiàn)電磁輻射干擾 測試接收機的高速掃描的方法和裝置。[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:[0008]一種實現(xiàn)電磁輻射干擾測試接收機的高速掃描的裝置，其中，電磁輻射干擾接收 機的寬帶中頻信號依次通過頻帶分割模塊、基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊 及信道并行檢波模塊后，最終同步完成若干信道的并行檢波。[0009]所述的高速掃描的裝置，其中，所述頻帶分割模塊，用于將寬帶中頻信號，通過至 少一個固定的預(yù)濾波器分割成至少二個子頻帶后，再經(jīng)數(shù)字混頻搬移到零中頻，獲得每個 頻帶的時域正交數(shù)據(jù)，并發(fā)送至基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊進行處理。[0010]所述的高速掃描的裝置，其中，所述基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模 塊，用于將一個寬帶信號進行頻域分割變成多個子頻帶，再將每個子頻帶的時域正交數(shù)據(jù) 再分割成若干個范圍為l-99kHz窄信道，同時獲得各個窄信道的時域正交數(shù)據(jù)。[0011]所述的高速掃描的裝置，其中，所述基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊中的多相濾波為具有一個共同的輸入端、若干個輸出端的一組濾波器；設(shè)置將一個子頻 帶的信號S (η)均勻分成D個l-99kHz窄信道的y信號輸出，S (η)首先通過抽取濾波器進 行D倍抽取，再進行濾波。[0012]所述的高速掃描的裝置，其中，所述一組濾波器為濾波器的多相分量；所述基于多 相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊中的離散傅立葉變換并行輸出D個信道的正交數(shù) 據(jù)。[0013]所述的高速掃描的裝置，其中，所述信道并行檢波模塊，用于將正交數(shù)據(jù)進行檢波 處理后，將D個信道的檢波結(jié)果合并輸出，即獲得一個頻帶的結(jié)果輸出并發(fā)送顯示；所述檢 波處理，包括最大值檢波、最小值檢波、平均值檢波、均方根值檢波、準峰值檢波、ClSPR平均 值檢波、CISPR均方根值檢波。[0014]所述的高速掃描的裝置，其中，所述D個信道的取值為1-16384之間的整數(shù)。[0015]一種實現(xiàn)電磁輻射干擾測試接收機的高速掃描的方法，其中，包括以下步驟:[0016]步驟一:將寬帶中頻信號，通過至少一組固定的預(yù)濾波器分割成至少二個子頻帶 后，再經(jīng)數(shù)字混頻搬移到零中頻，獲得每個頻帶的時域正交數(shù)據(jù)；[0017]步驟二:將每個子頻帶的時域正交數(shù)據(jù)再分割成若干個更窄的信道，同時獲得各 個更窄信道的時域正交數(shù)據(jù)，并且并行輸出若干個更窄信道的正交數(shù)據(jù)；[0018]步驟三:將正交數(shù)據(jù)進行檢波處理后，將D個信道的檢波結(jié)果合并輸出，即獲得一 個頻帶的結(jié)果輸出并發(fā)送顯示。[0019]所述的高速掃描的方法，其中，所述步驟二中，所述若干個信道為D個窄信道，D的 取值為1-16384之間的整數(shù)。[0020]所述的高速掃描的方法，其中，所述檢波處理包括最大值檢波、最小值檢波、平均 值檢波、均方根值檢波、準峰值檢波、CISPR平均值檢波、CISPR均方根值檢波。[0021]采用上述方案，能夠提高電磁輻射干擾測試接收機的掃描速度，極大的提高測試 效率，降低電磁兼容的測試的花費；并且，通過頻帶分割、多信道處理算法與FFT算法的組 合設(shè)計，結(jié)合電磁輻射干擾測試標準，實現(xiàn)了多分辨率濾波器的并行處理，滿足了每點駐留 時間要求，極大的提高了電磁兼容測試效率，同樣設(shè)置情況下可使測試效率提高上千倍?！緦＠綀D】

【附圖說明】[0022]圖1為本發(fā)明高速掃描裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]圖2為本發(fā)明頻帶分割模塊分割成4個子頻帶的示意圖。[0024]圖3為本發(fā)明基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊處理數(shù)據(jù)示意圖?！揪唧w實施方式】[0025]以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。[0026]實施例1[0027]通過提高電磁輻射干擾接收機的中頻處理帶寬，然后把電磁輻射干擾接收機的寬 帶中頻信號分成三個流程模塊依次處理如圖1所示，包括頻帶分割模塊、基于多相濾波和 離散傅立葉變換的信道化模塊、信道并行檢波模塊，最終同步完成很多個信道的并行檢波。 每個模塊實現(xiàn)方法如下:[0028]頻帶分割模塊101:主要對要處理的寬帶中頻，通過幾個固定的預(yù)濾波器分割成 幾個頻帶，比如對40MHz的寬帶中頻用帶寬為IOMHz的中頻預(yù)濾波器進行分割，可以分割成 4個子頻帶如圖2所示。寬帶中頻信號經(jīng)過頻帶分割后再經(jīng)數(shù)字混頻搬移到零中頻，然后通 過數(shù)字化方法獲得每個頻帶的時域I/Q正交數(shù)據(jù)，并送給后續(xù)基于多相濾波和離散傅立葉 變換的信道化模塊進行處理?；诙嘞酁V波和離散傅立葉變換的信道化模塊，其原理如圖3 所示:則是通過高效的濾波和離散傅立葉變換方法把中頻預(yù)濾波模塊獲得的子頻帶數(shù)據(jù)再 分割成若干個(D個)更窄信道，同時獲得各個更窄信道的時域I/Q正交數(shù)據(jù)。也就是說，對 一個寬帶信號進行頻域分割變成多個子頻帶，再把子頻帶變成多個窄的信道，然后再獲得 每個窄信道的時域數(shù)據(jù)。(這里的信道的寬度就是接收機時域掃描所設(shè)置的步進頻率，一般 為分辨率帶寬的1/4)。I/Q正交:正交的信號分量，一個信號可以分解為I+jQ，I為同相分 量，Q為正交分量，j是復(fù)數(shù)算子，表示I與Q相差90度?；诙嘞酁V波和離散傅立葉變換 的信道化模塊使用多相濾波器組(具有一個共同的輸入端、若干個輸出端的一組濾波器)和 離散傅立葉變換，把一個寬帶的子頻帶信號S (η)均勻分成若干個更窄的信道y(m)信號輸 出。S (η)首先通過抽取濾波器進行D倍抽取(先抽取后濾波)，抽取濾波器不是原先的原型 低通濾波器h(n)，而是該濾波器的多相分量hp(η)，其運算量就降至原來的1/D，極大地提高 了該模塊的處理能力。另外，DFT離散傅立葉變換可以采用高效算法FFT來實現(xiàn)，運算速度 可以大大加快。經(jīng)過如上處理后，將并行輸出D個信道的I/Q正交數(shù)據(jù)。[0029]信道并行檢波模塊則對前面模塊獲取的D個信道的時域I/Q正交數(shù)據(jù)分別進行并 行檢波處理，包括最大值檢波、最小值檢波、平均值檢波、均方根值檢波、準峰值檢波、CISPR 平均值檢波、CISPR均方根值檢波，最后將D個信道的檢波結(jié)果合并輸出，也就獲得一個寬 頻帶(如之前所述的IOMHz)的結(jié)果輸出送顯。D取值范圍為1-16384，D的最佳取值為2η，η 為整數(shù)，這時可用FFT快速傅立葉變換替代DFT離散傅立葉變換，從而可以大大提高運算速 度。[0030]本發(fā)明使電磁輻射干擾測試接收機I次獲取整個大中頻帶寬的寬帶數(shù)據(jù),分割為 η個子頻帶，再進行η個子頻帶的信道化處理及信道化并行檢波，最終獲取了多個(n*D個) 窄信道(窄信道帶寬為掃描分辨率帶寬的1/4)的時域檢波數(shù)據(jù)，這就在測試接收機要求每 個信道駐留時間為t的情況下，傳統(tǒng)的本振小步進掃描，一次駐留時間內(nèi)只能獲得一個頻 率步進或信道(分辨率帶寬的1/4)的檢波值，而該發(fā)明在駐留時間為t的情況下，同時獲 得了 n*D個信道。本發(fā)明理論上提高效率為n*D倍，實際由于DSP處理數(shù)據(jù)需要一點時間， 但該時間小于t，因此提高效率至少n* (D-1)倍。設(shè)置接收機的駐留時間時，相當于同時 在多個信道上上駐留。[0031]舉例說明，在某型號電磁輻射干擾測試接收機中，中頻信號帶寬為40MHz，中心頻 率48MHz，采樣頻率為64MHz，要求電磁輻射干擾分辨率帶寬為1kHz，設(shè)置每點駐留時間為 IOOms0[0032]用頻帶分割模塊把IOMHz帶寬分割為4個頻帶，分別經(jīng)過IOMHz帶寬的數(shù)字濾波 器進行濾波提取，再經(jīng)過數(shù)字混頻至零中頻，這樣就完成了頻帶的分割。[0033]這4個頻帶再分別經(jīng)過D為256的多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊，變 成了 1024個信道。1024個信道分別經(jīng)過并行檢波模塊，如最大值檢波、最小值檢波、均方根 檢波等，就檢出每個信道內(nèi)的功率最大值、功率最小值、均方根值。[0034]傳統(tǒng)掃描方式下,設(shè)置每個本振頻點的駐留時間為10ms,步進為1/4[0035]分辨率帶寬，掃描完一個大中頻帶寬40MHz，總共要40MHz/lkHz*4=163840個步 進，因此處理完一個中頻帶寬需要1638s，本發(fā)明由于相當于多個分辨率帶寬同步處理，只 需要本振駐留時間10ms，就相當于所有步進點都駐留了 10ms，因此理論上電磁輻射干擾接 收機提高了 163840倍，實際上考慮到后端DSP處理數(shù)據(jù)需要一點時間，但實際速度提高超 過上千倍。[0036]實施例2[0037]在上述實施例的基礎(chǔ)上，如圖1所示，提供一種實現(xiàn)電磁輻射干擾測試接收機的 高速掃描的裝置，其中，電磁輻射干擾接收機的寬帶中頻信號依次通過頻帶分割模塊101、 基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊102及信道并行檢波模塊103后，最終同步 完成若干信道的并行檢波。[0038]進一步而言，所述頻帶分割模塊101，用于將寬帶中頻信號，通過至少一個固定的 預(yù)濾波器分割成至少二個子頻帶后，再經(jīng)數(shù)字混頻搬移到零中頻，獲得每個頻帶的時域正 交數(shù)據(jù)，并發(fā)送至基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊102進行處理。[0039]進一步而言，所述基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊102，用于將一個 寬帶信號進行頻域分割變成多個子頻帶，再將每個子頻帶的時域正交數(shù)據(jù)再分割成若干個 范圍為l-99kHz窄信道，同時獲得各個窄信道的時域正交數(shù)據(jù)。[0040]進一步而言，所述基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊102中的多相濾 波為具有一個共同的輸入端、若干個輸出端的一組濾波器；設(shè)置將一個子頻帶的信號S(η) 均勻分成D個l-99kHz窄信道的y信號輸出，S (η)首先通過抽取濾波器進行D倍抽取，再 進行濾波。[0041]進一步而言，所述一組濾波器為濾波器的多相分量；所述基于多相濾波和離散傅 立葉變換的信道化模塊102中的離散傅立葉變換并行輸出D個信道的正交數(shù)據(jù)。[0042]進一步而言，所述信道并行檢波模塊103，用于將正交數(shù)據(jù)進行檢波處理后，將D 個信道的檢波結(jié)果合并輸出，即獲得一個頻帶的結(jié)果輸出并發(fā)送顯示；所述檢波處理，包 括最大值檢波、最小值檢波、平均值檢波、均方根值檢波、準峰值檢波、CISPR平均值檢波、 CISPR均方根值檢波。[0043]進一步而言，所述D個信道的取值為1-16384之間的整數(shù)。[0044]實施例3[0045]在上述實施例的基礎(chǔ)上，進一步提供一種實現(xiàn)電磁輻射干擾測試接收機的高速 掃描的方法，其中，包括以下步驟:[0046]步驟一:將寬帶中頻信號，通過至少一組固定的預(yù)濾波器分割成至少二個子頻帶 后，再經(jīng)數(shù)字混頻搬移到零中頻，獲得每個頻帶的時域正交數(shù)據(jù)；[0047]步驟二:將每個子頻帶的時域正交數(shù)據(jù)再分割成若干個更窄的信道，同時獲得各 個更窄信道的時域正交數(shù)據(jù)，并且并行輸出若干個更窄信道的正交數(shù)據(jù)；[0048]步驟三:將正交數(shù)據(jù)進行檢波處理后，將D個信道的檢波結(jié)果合并輸出，即獲得一 個頻帶的結(jié)果輸出并發(fā)送顯示。[0049]進一步而言,所述步驟二中，所述若干個信道為D個窄信道,D的取值為1-16384之 間的整數(shù)。[0050]進一步而言，所述檢波處理包括最大值檢波、最小值檢波、平均值檢波、均方根值 檢波、準峰值檢波、CISPR平均值檢波、CISPR均方根值檢波。[0051]采用上述方案，能夠提高電磁輻射干擾測試接收機的掃描速度，極大的提高測試 效率，降低電磁兼容的測試的花費；并且，通過頻帶分割、多信道處理算法與FFT算法的組 合設(shè)計，結(jié)合電磁輻射干擾測試標準，實現(xiàn)了多分辨率濾波器的并行處理，滿足了每點駐留 時間要求，極大的提高了電磁兼容測試效率，同樣設(shè)置情況下可使測試效率提高上千倍。[0052]應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種實現(xiàn)電磁輻射干擾測試接收機的高速掃描的裝置，其特征在于，電磁輻射干擾 接收機的寬帶中頻信號依次通過頻帶分割模塊、基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化 模塊及信道并行檢波模塊后，最終同步完成若干信道的并行檢波。
2.如權(quán)利要求1所述的高速掃描的裝置，其特征在于，所述頻帶分割模塊，用于將寬帶 中頻信號，通過至少一個固定的預(yù)濾波器分割成至少二個子頻帶后，再經(jīng)數(shù)字混頻搬移到 零中頻，獲得每個頻帶的時域正交數(shù)據(jù)，并發(fā)送至基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道 化模塊進行處理。
3.如權(quán)利要求2所述的高速掃描的裝置，其特征在于，所述基于多相濾波和離散傅立 葉變換的信道化模塊，用于將一個寬帶信號進行頻域分割變成多個子頻帶，再將每個子頻 帶的時域正交數(shù)據(jù)再分割成若干個范圍為l_99kHz窄信道，同時獲得各個窄信道的時域正 交數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的高速掃描的裝置，其特征在于，所述基于多相濾波和離散傅立 葉變換的信道化模塊中的多相濾波為具有一個共同的輸入端、若干個輸出端的一組濾波 器；設(shè)置將一個子頻帶的信號S (η)均勻分成D個l-99kHz窄信道的y信號輸出，S (η)首 先通過抽取濾波器進行D倍抽取，再進行濾波。
5.如權(quán)利要求4所述的高速掃描的裝置，其特征在于，所述一組濾波器為濾波器的多 相分量；所述基于多相濾波和離散傅立葉變換的信道化模塊中的離散傅立葉變換并行輸出 D個信道的正交數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的高速掃描的裝置，其特征在于，所述信道并行檢波模塊，用于將 正交數(shù)據(jù)進行檢波處理后，將D個信道的檢波結(jié)果合并輸出，即獲得一個頻帶的結(jié)果輸出 并發(fā)送顯示；所述檢波處理，包括最大值檢波、最小值檢波、平均值檢波、均方根值檢波、準 峰值檢波、CISPR平均值檢波、CISPR均方根值檢波。
7.如權(quán)利要求4所述的高速掃描的裝置，其特征在于，所述D個信道的取值為1-16384 之間的整數(shù)。
8.一種實現(xiàn)電磁輻射干擾測試接收機的高速掃描的方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟一:將寬帶中頻信號，通過至少一組固定的預(yù)濾波器分割成至少二個子頻帶后，再 經(jīng)數(shù)字混頻搬移到零中頻，獲得每個頻帶的時域正交數(shù)據(jù)；步驟二:將每個子頻帶的時域正交數(shù)據(jù)再分割成若干個更窄的信道，同時獲得各個更 窄信道的時域正交數(shù)據(jù)，并且并行輸出若干個更窄信道的正交數(shù)據(jù)；步驟三:將正交數(shù)據(jù)進行檢波處理后，將D個信道的檢波結(jié)果合并輸出，即獲得一個頻 帶的結(jié)果輸出并發(fā)送顯示。
9.如權(quán)利要求8所述的高速掃描的方法，其特征在于，所述步驟二中，所述若干個信道 為D個窄信道，D的取值為1-16384之間的整數(shù)。
10.如權(quán)利要求8所述的高速掃描的方法，其特征在于，所述檢波處理包括最大值檢 波、最小值檢波、平均值檢波、均方根值檢波、準峰值檢波、CISPR平均值檢波、CISPR均方根 值檢波。
【文檔編號】G01R31/00GK103560839SQ201310514355
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】王保銳, 江煒寧, 劉丹 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所