一种动车组电磁辐射骚扰源定位系统

本发明涉及电磁兼容，特别是动车组电磁辐射骚扰源的检测与定位，具体是一种动车组电磁辐射骚扰源定位系统，用于检测和准确定位动车组中的电磁辐射骚扰源。

背景技术：

1、随着高速铁路技术的发展，动车组已成为现代交通运输的重要组成部分。动车组在运行过程中涉及多种电子设备，这些设备在正常工作时会产生一定的电磁辐射。这些辐射如果超出规定的限值，可能对动车组内部的控制系统、通信系统和乘客电子设备产生电磁干扰，影响其正常运行和使用。

2、现有的电磁辐射骚扰源检测方法主要依赖于远场探测，远场探测尽管可以对动车组整体的电磁环境进行评估，但难以精确定位具体的骚扰源，尤其是在复杂的近场环境中，信号微弱且容易受到干扰，因此无法实现高效的干扰排查。动车组内电磁环境复杂且空间狭窄，现有技术无法满足其对电磁骚扰源精确定位的需求。因此，迫切需要一种能够适应动车组复杂环境，能够准确检测和定位电磁辐射骚扰源的系统，以确保电磁干扰能够及时排查，提高动车组系统的电磁兼容性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种动车组电磁辐射骚扰源定位系统，能够精确检测和定位动车组内的电磁辐射骚扰源，适用于动车组的复杂电磁环境，提升电磁干扰排查效率和准确性。

2、本发明是这样实现的：

3、一种动车组电磁辐射骚扰源定位系统，该系统包括近场探头模块，前置放大模块，频谱分析模块以及上位机，其中，所述近场探头模块与前置放大模块连接，所述前置放大模块与频谱分析模块连接，所述频谱分析模块与上位机连接，所述上位机为最终接收端；

4、所述近场探测模块包括电场探头以及磁场探头，所述电场探头用于检测动车组内部电磁场中的电场分量，用于捕捉电场辐射信号；所述电场探头采用柔性同轴电缆，所述柔性同轴电缆包括中心导体，位于中心导体外的绝缘层，位于绝缘层外的外导体以及最外层的外保护层，一端通过同轴连接器固定，所述电场探头的前端去外导体露出绝缘层，去掉部分绝缘层暴露出中心导体形成裸露导体；

5、所述磁场探头包括外层橡胶绝缘层、位于外层橡胶绝缘内的内导体、以及填充的外层橡胶绝缘层内的介质，内导体包括弯曲形成的环状结构以及与环状结构连接的竖直结构，并在圆环结构的顶部开口，竖直结构的端部设置同轴连接器。

6、进一步地：电场探头输出电流i与电场强度ez、频率ω、电容c和探头感应面积a成正比，满足公式i≈ωc|ez|，通过调整电场探头的长度，调整灵敏度以及分辨率。

7、进一步地：裸露导体长度为露在外部的绝缘层长度的2倍。

8、进一步地：磁场探头顶部开有的顶部开口，让磁场能量通过信号线耦合。

9、进一步地：磁场探头的设计满足：s为环面积，∣h∣为磁场强度，μ0为磁导率，磁场探头的输出信号与磁场强度成正比，jω为信号的频率依赖项。

10、进一步地：环状结构的直径范围从2cm到20cm。

11、一种动车组电磁辐射骚扰源定位系统，该系统包括：

12、近场探头模块，前置放大模块，频谱分析模块以及上位机，其中，所述近场探头模块与前置放大模块连接，所述前置放大模块与频谱分析模块连接，所述频谱分析模块与上位机连接，所述上位机为最终接收端。

13、进一步地，所述近场探测模块包括电场探头以及磁场探头。

14、进一步地，所述电场探头用于检测动车组内部电磁场中的电场分量，专门用于捕捉电场辐射信号。电场探头对高频电磁干扰信号敏感，能够有效探测电子设备的辐射源。

15、进一步地，所述磁场探头用于检测磁场分量，主要用于捕捉磁场辐射信号，尤其适合检测低频干扰源。磁场探头能够识别由大功率设备或电流流动引起的磁场骚扰。

16、进一步地，所述前置放大模块前置放大模块负责对近场探头采集到的微弱电磁信号进行放大处理，以提高信号的信噪比，确保后续分析的准确性。放大后的信号经过滤波后被传递到频谱分析模块，便于对微弱的骚扰源信号进行精确检测。

17、进一步地，所述频谱分析模块接收前置放大模块传输的放大信号，对电磁辐射信号进行频谱分析，提取出骚扰源的频率特征、信号强度等信息。该模块能够识别各种频段的干扰信号，覆盖从低频到高频的广泛频谱范围，为骚扰源的进一步定位提供准确的数据支持。

18、进一步地，所述前置放大模块采用高动态范围前置放大器。

19、进一步地，所述频谱分析模块选用bb60c频谱分析仪。

20、本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明的动车组电磁辐射骚扰源定位系统具备高精度、实时性和自动化分析能力，能够在复杂的动车组电磁环境中精确定位电磁骚扰源。通过采用近场探头和前置放大模块，系统能够有效捕捉和放大微弱电磁信号，确保数据准确无误。频谱分析模块覆盖宽频带范围，为进一步的精确定位提供高精度数据支持。整体系统操作简便、适应性强，能够快速发现并定位异常辐射源，显著提高了检测效率，从而确保动车组电磁兼容性能，保障乘客与设备的安全。

技术特征：

1.一种动车组电磁辐射骚扰源定位系统，其特征在于：该系统包括近场探头模块，前置放大模块，频谱分析模块以及上位机，其中，所述近场探头模块与前置放大模块连接，所述前置放大模块与频谱分析模块连接，所述频谱分析模块与上位机连接，所述上位机为最终接收端；

2.根据权利要求1所述的动车组电磁辐射骚扰源定位系统，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的动车组电磁辐射骚扰源定位系统，其特征在于：裸露导体长度为露在外部的绝缘层长度的2倍。

4.根据权利要求1所述的动车组电磁辐射骚扰源定位系统，其特征在于：磁场探头顶部开有的顶部开口，让磁场能量通过信号线耦合。

5.根据权利要求4所述的动车组电磁辐射骚扰源定位系统，其特征在于：磁场探头的设计满足：s为环面积，∣h∣为磁场强度，μ0为磁导率，磁场探头的输出信号与磁场强度成正比，jω为信号的频率依赖项。

6.根据权利要求5所述的动车组电磁辐射骚扰源定位系统，其特征在于：环状结构的直径范围从2cm到20cm。

技术总结
本发明涉及电磁兼容技术领域，特别是动车组电磁辐射骚扰源的检测与定位，具体是一种动车组电磁辐射骚扰源定位系统，用于检测和准确定位动车组中的电磁辐射骚扰源，包括近场探头模块，前置放大模块，频谱分析模块以及上位机，其中，所述近场探头模块与前置放大模块连接，所述前置放大模块与频谱分析模块连接，所述频谱分析模块与上位机连接，所述上位机为最终接收端。本发明动车组电磁辐射骚扰源定位系统具备操作简单、探测精度高、实时数据处理和灵敏度强的优点。相比传统系统，其采用专业近场探头，能精确定位电磁骚扰源，适应动车组复杂环境，同时具备自动化分析和多频段检测能力，提升了检测效率和准确性。

技术研发人员：刘卫平,毕天泽,张兴,姜锐,崔晓文,常钊
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/16