一种双指数波型脉冲形状参数测量误差估计方法

本发明属于脉冲形状参数测量误差估计，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：

1、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。

技术实现思路

1、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。

2、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：

3、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；

4、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；

5、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；

6、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；

7、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；

8、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

9、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。

10、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。

11、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。

12、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。

技术特征：

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：

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。

技术总结
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。

技术研发人员：曹菲,杨静,欧阳晓平,何川,许剑锋,秦建强,冯晓伟
受保护的技术使用者：中国人民解放军火箭军工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14