一种基于分组测试的天线端口互调传导敏感度测量方法

1.本发明属于测试测量技术领域，尤其涉及一种基于分组测试的天线端口互调传导敏感度测量方法。


背景技术：

2.在电子信息系统中，带有天线端口的接收设备是所有设备分系统中最易发生敏感的部位，因此其极易引入干扰，主要包括互调、交调、乱真响应、谐波干扰等，这类问题主要都是由于非线性效应引起的。其中互调干扰主要指两个或多个不同频率的信号同时进入天线端口后，由于非线性效应产生了新的频率分量组合，其中部分频率与接收机工作频率相近时会通过接收机形成干扰。所有带有非线性电路的设备都可能出现互调干扰，因此准确测量和评估它成为了设备和分系统电磁兼容性测试的重点。
3.现有《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》(以下简称gjb 151b-2013)中规定了15khz-10ghz天线端口互调传导敏感度测试方法(以下简称cs103)，用于评估带有天线端口的接收机对互调干扰的抑制能力。但是军标中规定的频率范围较宽，若严格按照军标中规定的频率步进进行逐个频点全频段的扫频，工作量特别大，单次测试非常耗时；若只对理论计算后的易敏频点进行测试，当干扰源难以准确预测或者接收机的工作频率不稳定时，扫频步长难以设置，可能错漏实际的互调干扰频率，导致试验结果不准确。同时军标中要求敏感性测试每个频点处都需要有一定的驻留时间用于给受试设备(eut)和试验人员进行反应和监测。因此实际cs103试验操作中试验准确性和试验成本之间就难以平衡，为了保证准确性，通常会减小频率步进，但这会大大增加测试时间，而如果为了缩短测试成本，就有可能降低测试结果的准确性。


技术实现要素：

4.为了解决现有《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》(以下简称gjb 151b-2013)中15khz-10ghz天线端口互调传导敏感度测试方法(以下简称cs103)在测试成本与试验准确性之间难以平衡的问题，提出了一种基于分组测试的天线端口互调传导敏感度快速测量方法。本发明的具体技术方案如下：
5.一种基于分组测试的天线端口互调传导敏感度测量方法，包括以下步骤：
6.s1：输入测试信息和被试品信息：
7.将被试品简称为eut，测试信息包括上限频率f
min
、下限频率f
max
、频率步进f
step
、功率上限p
max
、功率下限p
min
，被试品信息包括工作频率、任意波形发生器最大输出电平v
source_max
；
8.s2：确定信号发生器初始电平和调谐频率f0：
9.根据eut产品规范中的调谐频率得到f0，按照gjb 151b-2013操作步骤确定信号发生器和任意波形发生器的初始输出电平v
10
和v
20
；
10.s3：确定eut上限工作频率f1：
11.按标准规定调制信号发生器，调节输出电平为初始电平v
10
和eut产品规范规定的限值电平v
limit
之和，保持输出电平不变，逐步提高信号发生器的频率，直到eut无响应，记录eut上限工作频率f1；
12.s4：计算试验先验概率p：
13.s5：获得最优分组参数：
14.s6：分组测试：
15.将s5中的所有试验频点按照最优分组参数进行分组，将频率和对应输出电平值输入任意波形发生器中输出，根据被试品手册查看被试品是否发生故障，即敏感现象，如果没出现敏感现象则将该组频点全部排除，否则将该组中的所有频点保留，待所有小组测试完成后，将所有保留频点重新混合后返回步骤s5；
16.s7：疑似频点单频点测试：
17.对剩下所有频点进行单频点互调传导敏感度测试，如果观察到互调响应，记录频点值，测量并记录互调抑制电平，直至所有频点测量完毕，将互调响应频点数据存入数据库，结束测量。
18.进一步地，所述步骤s4包括：
19.s4-1：根据步骤s2得到的f0和步骤s3得到的f1，计算可能产生互调干扰的任意波形发生器的频点，记录所有疑似频点f2和疑似频点数b；
20.s4-2：根据gjb 151b-2013中15khz～10ghz天线端口互调传导敏感度测试方法即cs103试验要求频率范围以及敏感度扫描步进确定所有试验频点和频点数a；
21.s4-3：计算得到试验先验概率p＝b/a。
22.进一步地，所述步骤s4-2中，确定所有试验频点和频点数a的过程为：
23.根据f
min
和f
max
按照频率范围15khz～1mhz、1mhz～30mhz、30mhz～1ghz、1ghz～10hz分为四段；
24.如果f
min
≤1mhz，则频率步进最大步长为0.05f0，即待测试频点f
′
10
＝f
min
，f
′
11
＝f
min
+0.05f0，f
′
12
＝f
min
+0.05f0*2，依次类推；如果f
max
≤1mhz，则直到f
′
1n
≥f
max
，否则直到f
′
1n
≥1mhz，将f
′
10
～f
′
1n
存入数组f
′
1a
，记录频点数m1；
25.如果1mhz《f
min
≤30mhz，则频率步进最大步长为0.01f0，即待测试频点f
′
20
＝f
min
，f
′
21
＝f
min
+0.01f0，f
′
22
＝f
min
+0.01f0*2，依次类推；如果f
max
≤30mhz，则直到f
′
2n
≥f
max
，否则直到f
′
2n
≥30mhz，将f
′
20
～f
′
2n
存入数组f
′
2a
，记录频点数m2；
26.如果30mhz《f
min
≤1ghz，则频率步进最大步长为0.005f0，即待测试频点f
′
30
＝f
min
，f
′
31
＝f
min
+0.005f0，f
′
32
＝f
min
+0.005f0*2，依次类推；如果f
max
≤1ghz，则直到f
′
3n
≥f
max
，否则直到f
′
3n
≥30mhz，将f
′
30
～f
′
3n
存入数组f
′
3a
，记录频点数m3；
27.如果1ghz《f
min
≤10ghz，则频率步进最大步长为0.0025f0，即待测试频点f
′
40
＝f
min
，f
′
41
＝f
min
+0.0025f0，f
′
42
＝f
min
+0.0025f0*2，依次类推；如果f
max
≤10ghz，则直到f
′
4n
≥f
max
，否则直到f
′
4n
≥30mhz，将f
′
40
～f
′
4n
存入数组f
′
4a
，记录频点数m4；
28.将所有数组中的频点存入数组f
′a得到所有试验频点，将频点数m1～m4相加得到频点数a。
29.进一步地，所述步骤s5中，混合所有频点进行分组测试，根据分组检测最优化理论，将分组参数设置如下：
30.s5-1：计算每轮分组数gi＝[eap]，其中，i为分组的轮数，i＝1,2,3
…
，n
max
为最大可输出频点数，[]表示取整；
[0031]
s5-2：计算每组频点数ni＝a
′
/gi，其中，a
′
为待测频点总数；
[0032]
s5-3：验证分组结果是否符合任意波形发生器额定输出要求，如果ni》n
max
，则另分组数ni＝n
max
，否则进入步骤s5-4；
[0033]
s5-4：按照前述步骤的参数进行分组，剩余频点单独作为一组；s5-5：如果a
′
≤gi，即待测频点小于等于分组数，即无法进行分组，则进入步骤s7。
[0034]
本发明的有益效果在于：
[0035]
1.相较于传统敏感性逐点测试，本发明通过分组检测，同时输出多个频点信号进行检测，能够尽可能地排除不会引起敏感响应的频点，从而大大减少疑似的敏感频点，既能够保证敏感度试验的频点步进要求，更能够显著缩短测试时间。
[0036]
2.相较于只在疑似互调组合频点上进行测试，当信号发生器、接收机或其他频率响应设备的实际频率与理论频率出现偏差时，本发明能够保证试验的准确性，甚至可以进一步增加疑似频点数目实现更准确的敏感性评估。
附图说明
[0037]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0038]
图1是现有技术中的cs103试验测试连接图；
[0039]
图2是本发明的天线端口互调传导敏感度多频点组合测试连接图；
[0040]
图3是本发明的一种基于分组测试的天线端口互调传导敏感度测量流程图。
具体实施方式
[0041]
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0042]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0043]
如图1-3所示，一种基于分组测试的天线端口互调传导敏感度测量方法，首先根据非线性组合频率规则确定测试先验概率，然后利用分组检测的方法对大量测试频点进行多频点分组检测，基于最优分组理论展开多次分组检测，最终对疑似频点进行逐个检测。这种方法既节省了宽带测量的时间，也能保证测试的准确性。
[0044]
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体实施例对本发明的上述技术方案进行详细说明。
[0045]
本实施例的连接图如图2所示，相较于图1的gjb 151b-2013试验连接要求，将信号发生器
②
替换为任意波形发生器，用于进行多频率信号的输出。本发明提出方法的试验流程图如图3所示，具体包括如下步骤：
[0046]
s1：输入测试信息和被试品信息：
[0047]
将被试品简称为eut，测试信息包括上限频率f
min
、下限频率f
max
、频率步进f
step
、功率上限p
max
、功率下限p
min
，被试品信息包括工作频率、任意波形发生器最大输出电平v
source_max
；
[0048]
s2：确定信号发生器初始电平和调谐频率f0：
[0049]
首先使任意波形发生器的输出为零，将信号发生器
①
调谐至调谐频率f0，按照gjb 151b-2013中cs103中的规定进行调制。调节其输出电平，使eut产生标准初始电平，记录信号发生器
①
的输出电平v
10
与频率f0。然后，使任意波形发生器输出调谐频率f0，调节其输出电平，使eut产生标准初始电平，记录任意波形发生器的输出电平v
20
与频率f0。
[0050]
s3：确定eut上限工作频率f1：
[0051]
使任意波形发生器输出为零，调节信号发生器输出电平，使其为初始电平和产品规范规定的限值电平v
limit
之和，保持输出电平不变，逐步提高信号发生器
①
的频率，直到eut没有响应，记录eut上限工作频率f1，并使信号发生器
①
输出频率保持在f1；
[0052]
s4：计算试验先验概率p：
[0053]
s4-1：根据步骤s2得到的f0和步骤s3得到的f1，计算可能产生互调干扰的任意波形发生器的频点，记录所有疑似频点f2和疑似频点数b；
[0054]
根据f0和f1和互调原理求解参数方程：qf1+pf2＝f0ꢀꢀ
(1)
[0055]
其中，p，q都为整数且不为零。
[0056]
根据公式(1)，可求得
[0057]
首先将疑似频点数归零，令b＝0，然后按照s＝|p|+|q|由低到高求解f2，s取奇数，且3≤s≤19，得到t阶互调频点如果疑似频点数b＝b+1。最后记录所有疑似频点数b。
[0058]
s4-2：根据gjb 151b-2013中15khz～10ghz天线端口互调传导敏感度测试方法即cs103试验要求频率范围以及敏感度扫描步进确定所有试验频点和频点数a；具体地，
[0059]
根据f
min
和f
max
按照频率范围15khz～1mhz、1mhz～30mhz、30mhz～1ghz、1ghz～10hz分为四段；
[0060]
如果f
min
≤1mhz，则频率步进最大步长为0.05f0，即待测试频点f
′
10
＝f
min
，f
′
11
＝f
min
+0.05f0，f
′
12
＝f
min
+0.05f0*2，依次类推；如果f
max
≤1mhz，则直到f
′
1n
≥f
max
，否则直到f
′
1n
≥1mhz，将f
′
10
～f
′
1n
存入数组f
′
1a
，记录频点数m1；
[0061]
如果1mhz《f
min
≤30mhz，则频率步进最大步长为0.01f0，即待测试频点f
′
20
＝f
min
，f
′
21
＝f
min
+0.01f0，f
′
22
＝f
min
+0.01f0*2，依次类推；如果f
max
≤30mhz，则直到f
′
2n
≥f
max
，否则直到f
′
2n
≥30mhz，将f
′
20
～f
′
2n
存入数组f
′
2a
，记录频点数m2；
[0062]
如果30mhz《f
min
≤1ghz，则频率步进最大步长为0.005f0，即待测试频点f
′
30
＝f
min
，f
′
31
＝f
min
+0.005f0，f
′
32
＝f
min
+0.005f0*2，依次类推；如果f
max
≤1ghz，则直到f
′
3n
≥f
max
，否则直到f
′
3n
≥30mhz，将f
′
30
～f
′
3n
存入数组f
′
3a
，记录频点数m3；
[0063]
如果1ghz《f
min
≤10ghz，则频率步进最大步长为0.0025f0，即待测试频点f
′
40
＝f
min
，f
′
41
＝f
min
+0.0025f0，f
′
42
＝f
min
+0.0025f0*2，依次类推；如果f
max
≤10ghz，则直到f
′
4n
≥f
max
，否则直到f
′
4n
≥30mhz，将f
′
40
～f
′
4n
存入数组f
′
4a
，记录频点数m4；
[0064]
将所有数组中的频点存入数组f
′a得到所有试验频点，将频点数m1～m4相加得到频点数a。
[0065]
s4-3：计算得到试验先验概率p＝b/a。
[0066]
s5：获得最优分组参数：
[0067]
混合所有频点进行分组测试，根据分组检测最优化理论，将分组参数设置如下：
[0068]
s5-1：计算每轮分组数gi＝[eap]，i为分组的轮数，i＝1,2,3
…
，n
max
为最大可输出频点数，[]表示取整；
[0069]
s5-2：计算每组频点数ni＝a
′
/gi，其中，a
′
为待测频点总数；
[0070]
s5-3：验证分组结果是否符合任意波形发生器额定输出要求，如果ni》n
max
，则另分组数ni＝n
max
，否则进入步骤s5-4；
[0071]
s5-4：按照前述步骤参数进行分组，剩余频点单独作为一组；其中a
′
表示待测频点总数，n
max
为最大可输出频点数。
[0072]
s5-5：如果a
′
≤gi，即待测频点小于等于分组数，即无法进行分组，则进入步骤s7；
[0073]
由于任意波形发生器具有额定输出电平限制v
source_max
，并且要求每个注入频点的电平幅度为v
20
+v
limit
，所以另n
max
为任意波形发生器同时最多可输出的频点数。a
′
表示待测频点总数，当分组数ni＝a
′
/gi》n
max
时，任意波形发生器无法满足分组后组内所有频点的组合输出要求，因此需要另分组数ni＝n
max
，以匹配任意波形发生器的性能约束。
[0074]
最优化分组检测步骤如下：
[0075]
表2输出电平受限时的分组检测方法最优化分组步骤
[0076][0077]
注：[]表示取整。
[0078]
当任意波形发生器能够满足分组后组内所有频点的组合输出要求时，其详细分组方法如下：
[0079]
表3分组检测方法最优化分组步骤
[0080][0081][0082]
s6：分组测试：
[0083]
根据步骤s5的参数得到分组结果，利用任意波形发生器组合输出一个小组内的所有频点，观测被试品是否发生敏感响应，若没有，则将该组内的所有频点标记为不敏感点并排除；若发生敏感响应，则该组所有频点标记为疑似频点。待所有小组多频点测试结束后，返回步骤s5。
[0084]
将s5中要求的所有试验频点按照最优分组参数进行分组，获得频点分组表如下：
[0085][0086]
将每一列的频率和输出电平值输入任意波形发生器中进行输出，根据被试品手册查看被试品是否发生故障，即敏感现象，如果没出现敏感现象则将该组频点全部排除，否则将该组中的所有频点保留，待所有小组测试完成后，将所有保留频点重新混合后返回步骤s5。
[0087]
s7：疑似频点单频点测试：
[0088]
将剩余的所有疑似频点挑出，对每个频点进行单频点互调传导敏感度测试，如果观察到互调响应，则记录频点值。
[0089]
直至所有频点测量完毕，将互调响应频点数据存入数据库，结束测量。
[0090]
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
[0091]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。