一种便携式电磁兼容性检测设备及检测方法与流程

本发明属于电磁兼容性检测技术领域，具体涉及一种便携式电磁兼容性检测设备及检测方法。

背景技术：
携行式快速检测设备主要用于通指装备电磁兼容性现场测试、诊断和信息查询。设备能够在现场对被测装备进行电磁干扰(EMI)测试，根据测试数据判断装备的电磁发射特性是否正常，并对装备的电磁兼容性能变化情况进行分析判断。

技术实现要素：
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种便携式电磁兼容性检测设备及检测方法。一种便携式电磁兼容性检测设备，包括：主机，用于测量电磁信号，并将待测设备故障状态下的电磁发射信号与正常状态下的电磁发射信号进行比较，生成检测报告；存储模块，用于存储检测过程中需要使用的数据；电源，用于为检测设备供电；人机接口，用于实现人机界面信息交互；所述人机接口包括显示器，用于显示测试数据以及键盘，用于输入数据或指令；接收单元，用于接收待测设备发射的电磁信号；所述接收单元进一步包含：一个或多个测试天线，用于在一定距离上接收待测设备发射的辐射信号，并将所接收的信号送往主机；一个或多个电流探头，用于在待测设备互连电缆的固定位置接收装备发射的传导信号，并将所接收的信号送往主机；一个或多个近场探头，用于在待测设备内部板卡上接收泄露的电磁信号，并将所采集的信号送往主机；射频连接器，用于连接射频电缆与接收单元；射频电缆，用于通过射频连接器将接收单元与主机相连；天线三脚架，用于将天线进行固定安装；设备收纳箱，用于收纳所述主机、存储模块，电源，射频连接器、射频电缆以及天线三脚架。优选地，所述近场探头上具有固定装置，用于将所述近场探头固定与待测设备内部板卡上进行测量；从而可将被测装备电磁兼容性故障点定位到板卡级。优选地，所述主机进一步包括：干扰噪声背景消除模块，用于消除测试现场的背景噪声；检测信号提取模块，用于从环境电平中提取检测信号；测量模块，用于测量电磁信号；电磁兼容诊断分析模块；用于将待测设备故障状态下的电磁发射信号与正常状态下的电磁发射信号进行比较，生成检测报告。一种如前所述的便携式电磁兼容性检测设备的检测方法，包含以下步骤：步骤S0：开机上电；步骤S1：登录用户名及密码；步骤S2：选择操作类型，所述操作类型包括但不限于：系统信息管理类型，数据管理类型；电磁兼容性检测类型；步骤S3：当选择的操作类型为系统信息管理类型时，进入步骤S100；当选择的操作类型为数据管理类型时，进入步骤S200；当选择的操作类型为电磁兼容性检测类型时，进入步骤S300；步骤S100：判断当前用户是否具有系统信息管理权限；如果没有权限，则进入步骤S101；如果有权限，则进入步骤S102；步骤S101：提示用户无当前操作权限，以及提示用户选择退出当前操作或是返回修改操作类型；如果用户选择退出，则进入步骤S400；如果用户选择返回修改操作类型，则返回步骤S2；步骤S102：选择系统管理信息操作类型；所述系统管理信息操作类型包括但不限于：用户管理操作类型；测试设备管理操作类型；被测设备管理操作类型；极限值曲线管理操作类型；步骤S103：当选择的系统管理信息操作类型为用户管理操作类型时，进入步骤S1001；当选择的系统管理信息操作类型为测试设备管理操作类型时，进入步骤S1002；当选择的系统管理信息操作类型为被测设备管理操作类型时，进入步骤S1003；当选择的系统管理信息操作类型为极限值曲线管理操作类型时进入步骤S1004；步骤S1001：对用户信息进行管理，包括但不限于：添加、修改或删除用户；操作完成后进入步骤S1005；步骤S1002：对测试设备进行管理，包括但不限于：添加、编辑、删除测试设备的信息和参数；操作完成后进入步骤S1005；步骤S1003：对被测装备进行管理，包括但不限于：添加、编辑、删除被测装备；操作完成后进入步骤S1005；步骤S1004：对极限值曲线进行管理，包括但不限于：添加、编辑、删除测试标准极限值曲线；操作完成后进入步骤S1005；步骤S1005：判断是否退出当前操作，如果是则进入步骤S400；如果否，则返回步骤S2；步骤S200：判断当前用户是否具有数据管理权限；如果没有权限，则进入步骤S101；如果有权限，则进入步骤S202；步骤S202：按照测试人员、测试日期、被测装备进行测试数据的搜索，测试数据的查看和删除；步骤S203：判断是否退出当前操作，如果是则进入步骤S400；如果否，则返回步骤S2；步骤S300：判断当前用户是否具有电磁兼容性检测权限；如果没有权限，则进入步骤S301；如果有权限，则进入步骤S302；步骤S301：提示用户无当前操作权限，以及提示用户选择退出当前操作或是返回修改操作类型；如果用户选择退出，则进入步骤S400；如果用户选择返回修改操作类型，则返回步骤S2；步骤S302：设置检测任务；步骤S303：获取被测设备关机状态下的背景电磁信号；步骤S304：获取被测设备开机状态下的电磁信号；步骤S305：消除背景干扰；步骤S306：提取检测信号；步骤S307：将被测设备的电磁信号测试曲线与测试标准极限值曲线进行比较，生成测试报告。步骤S400：结束。优选地，步骤S1：登录用户名及密码，具体为：如果用户名或密码错误则提示重新输入，如果重新输入次数到达预定次数仍不正确，则将所述检测设备锁定预定时间，禁止登录操作。优选地，在执行所述步骤S303：获取被测设备关机状态下的背景电磁信号；以及步骤S304：获取被测设备开机状态下的电磁信号时，必须保持两次测试参数设置完全一致，使数据具有可比性；所述测试参数设备包括但不限于：解析带宽RBW，衰减，频率步进。优选地，所述步骤S305：消除背景干扰；具体为；通过背景信号识别判定某一频点是否是设备本身的电磁发射，如果不是，则进行消除处理；所述背景信号识别具体为：将被测设备开机状态下的电磁信号测试曲线与被测设备关机状态下的背景电磁信号测试曲线进行对比；确定被测设备开机状态下的电磁信号中哪些频点为对应的波峰信号为背景电磁信号所致；选取该频点对应信号的左侧波谷和右侧波谷；将左侧波谷选取为左侧端点；右侧波谷选取为右侧端点；将左侧端点和右侧端点之间的数据用线性插值的数据代替。优选地，所述步骤S306：提取检测信号进一步包括：步骤S3060：判断当前频点是否为最后的频点；如果不是，则去往步骤S3061，如果是，则去往步骤S3070；步骤S3061：判断该频点对应的信号是否为波峰信号，即大于左右频率的电平幅值；如果是，则进入步骤S3062，如果否，则进入步骤S3065；步骤S3062：判断相对于左右的波谷值，该频点处的幅值是否同时比左右两个波谷均至少高出幅度P(即满足一定信噪比的要求)；如果是，则去往步骤S3066；如果否，则去往步骤S3063；S3063：判断波峰是否比左右两个波谷中的其中一个波谷值至少高出幅度P；如果是，则去往步骤S3064；如果否，则去往S3065；步骤S3064：判断在不满足至少高出幅度P的波谷一侧，附近不超过频率FM处是否存在满足条件的波谷；如果有，则去往步骤S3066；如果没有，则去往步骤S3065；所述频率FM可根据需要进行设置；步骤S3065：丢弃该频点；去往步骤S3069；步骤S3066：记录该频点；判断该频点处是否发生RBW改变，如果是，则去往步骤S3067；如果否，则去往步骤S3068；去往步骤S3067，丢弃该频点；去往步骤S3069；步骤S3068：记录该频点；去往步骤S3069；步骤S3069：去往下一个频点，并返回至步骤S3060；步骤S3070：提取当前记录的所有频点，将当前所有记录的频点选取为信号频点；去往步骤S307。优选地，将被测设备开机状态下的电磁信号测试曲线与被测设备关机状态下的背景电磁信号测试曲线进行对比时；选择被测设备开机状态下的电磁信号测试曲线中的某一频点FS，在被测设备关机状态下的背景电磁信号测试曲线中对应频点附近的某一查找范围内查找最大值，将该最大值作为与被测设备开机状态下的电磁信号测试曲线中的频点FS相对应的值进行比较。优选地，当信号发生混叠时，需要两个波峰之间的每一个频点都要作为信号频点进行比较，当信号大于等于预设信噪比阈值时，对应的频点予以保留，当信号小于预设信噪比阈值时，将对应的频点进行消峰处理；所述消峰处理具体为选取该频点对应信号的左侧波谷和右侧波谷；将左侧波谷选取为左侧端点；右侧波谷选取为右侧端点；将左侧端点和右侧端点之间的数据用线性插值的数据代替。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1示出了根据本发明的一个实施例的便携式电磁兼容性检测设备的组成框图；图2示出了根据本发明的一个实施例的便携式电磁兼容性检测设备的检测方法流程图。具体实施方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的便携式电磁兼容性检测设备及检测方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。如图1所示，便携式电磁兼容性检测设备包括：主机，用于测量电磁信号，并将待测设备故障状态下的电磁发射信号与正常状态下的电磁发射信号进行比较，生成检测报告；存储模块，用于存储检测过程中需要使用的数据；电源，用于为检测设备供电；人机接口，用于实现人机界面信息交互；所述人机接口包括显示器，用于显示测试数据以及键盘，用于输入数据或指令；接收单元，用于接收待测设备发射的电磁信号；所述接收单元进一步包含：一个或多个测试天线，用于在一定距离上接收待测设备发射的辐射信号，并将所接收的信号送往主机；一个或多个电流探头，用于在待测设备互连电缆的固定位置接收装备发射的传导信号，并将所接收的信号送往主机；一个或多个近场探头，用于在待测设备内部板卡上接收泄露的电磁信号，并将所采集的信号送往主机；射频连接器，用于连接射频电缆与接收单元；射频电缆，用于通过射频连接器将接收单元与主机相连；天线三脚架，用于将天线进行固定安装；设备收纳箱，用于收纳所述主机、存储模块，电源，射频连接器、射频电缆以及天线三脚架。根据本发明的一个具体实施方式，所述近场探头上具有固定装置，用于将所述近场探头固定与待测设备内部板卡上进行测量；从而可将被测装备电磁兼容性故障点定位到板卡级。根据本发明的一个具体实施方式，所述主机进一步包括：干扰噪声背景消除模块，用于消除测试现场的背景噪声；检测信号提取模块，用于从环境电平中提取检测信号；测量模块，用于测量电磁信号；电磁兼容诊断分析模块；用于将待测设备故障状态下的电磁发射信号与正常状态下的电磁发射信号进行比较，生成检测报告。图2示出了根据本发明一个具体实施方式的电磁兼容性检测方法，包含以下步骤：步骤S0：开机上电；步骤S1：登录用户名及密码；根据本发明的一个具体实施方式，如果用户名或密码错误则提示重新输入，如果重新输入次数到达预定次数仍不正确，则将所述检测设备锁定预定时间，禁止登录操作；步骤S2：选择操作类型，所述操作类型包括但不限于：系统信息管理类型，数据管理类型；电磁兼容性检测类型；步骤S3：当选择的操作类型为系统信息管理类型时，进入步骤S100；当选择的操作类型为数据管理类型时，进入步骤S200；当选择的操作类型为电磁兼容性检测类型时，进入步骤S300；步骤S100：判断当前用户是否具有系统信息管理权限；如果没有权限，则进入步骤S101；如果有权限，则进入步骤S102；步骤S101：提示用户无当前操作权限，以及提示用户选择退出当前操作或是返回修改操作类型；如果用户选择退出，则进入步骤S400；如果用户选择返回修改操作类型，则返回步骤S2；步骤S102：选择系统管理信息操作类型；所述系统管理信息操作类型包括但不限于：用户管理操作类型；测试设备管理操作类型；被测设备管理操作类型；极限值曲线管理操作类型；步骤S103：当选择的系统管理信息操作类型为用户管理操作类型时，进入步骤S1001；当选择的系统管理信息操作类型为测试设备管理操作类型时，进入步骤S1002；当选择的系统管理信息操作类型为被测设备管理操作类型时，进入步骤S1003；当选择的系统管理信息操作类型为极限值曲线管理操作类型时进入步骤S1004；步骤S1001：对用户信息进行管理，包括但不限于：添加、修改或删除用户；操作完成后进入步骤S1005；步骤S1002：对测试设备进行管理，包括但不限于：添加、编辑、删除测试设备的信息和参数；操作完成后进入步骤S1005；步骤S1003：对被测装备进行管理，包括但不限于：添加、编辑、删除被测装备；操作完成后进入步骤S1005；步骤S1004：对极限值曲线进行管理，包括但不限于：添加、编辑、删除测试标准极限值曲线；操作完成后进入步骤S1005；步骤S1005：判断是否退出当前操作，如果是则进入步骤S400；如果否，则返回步骤S2；步骤S200：判断当前用户是否具有数据管理权限；如果没有权限，则进入步骤S101；如果有权限，则进入步骤S202；步骤S202：按照测试人员、测试日期、被测装备进行测试数据的搜索，测试数据的查看和删除；步骤S203：判断是否退出当前操作，如果是则进入步骤S400；如果否，则返回步骤S2；步骤S300：判断当前用户是否具有电磁兼容性检测权限；如果没有权限，则进入步骤S301；如果有权限，则进入步骤S302；步骤S301：提示用户无当前操作权限，以及提示用户选择退出当前操作或是返回修改操作类型；如果用户选择退出，则进入步骤S400；如果用户选择返回修改操作类型，则返回步骤S2；步骤S302：设置检测任务；根据本发明的一个具体实施方式，所述设置检测任务进一步包括：设置检测参数，并根据所设置的检测人员获取测试标准极限值曲线；所述测试标准极限值曲线是指，待测设备在无干扰的环境下，正常工作时的电磁干扰曲线极限值；其中测试标准极限值曲线的横轴为频率，纵轴为电平值；当某一频点下电平值超出对应的测试标准极限值曲线则表示被测设备工作状态不正常；步骤S303：获取被测设备关机状态下的背景电磁信号；由于便携式电磁兼容检测设备需要在现场进行电磁发射测试，而现场的电磁环境中本身已经包含了许多设备的电磁发射以及空间中的电磁信号，他们的存在会干扰用户对被测装备电磁发射的判断，因此，对于非被测装备的电磁发射信号，需要进行消除。为此，可以采取开关状态下对比测量的方法：即被测设备不工作时，测得背景环境的频谱数据F1，然后打开被测设备，测量被测设备频谱数据F2，通过F1和F2的对比分析，消除背景造成的干扰，得到被测设备的辐射发射数据。步骤S304：获取被测设备开机状态下的电磁信号；关机状态下测试以及开机状态下测试必须保持两次测试参数设置完全一致，使数据具有可比性；根据本发明的一个具体实施方式，所述测试参数设备包括但不限于：解析带宽RBW，衰减，频率步进。所述RBW(ResolutionBandwidth)表示两个不同频率的信号能够被清楚的分辨出来的最低频宽差异，两个不同频率的信号频宽如低于设置的RBW，此时该两信号将重叠，难以分辨。较低的RBW有助于不同频率信号的分辨与测量，但是低的RBW将滤除较高频率的信号成份，导致信号显示时产生失真；较高的RBW有助于宽频带信号的侦测，但是这将增加噪底(NoiseFloor)，降低量测灵敏度，对于侦测低强度的信号易产生阻碍。步骤S305：消除背景干扰；根据本发明的一个具体实施方式，可通过背景信号识别判定某一频点是否是设备本身的电磁发射，如果不是，则进行消除处理。所述背景信号识别具体为：将被测设备开机状态下的电磁信号测试曲线与被测设备关机状态下的背景电磁信号测试曲线进行对比；确定被测设备开机状态下的电磁信号中哪些频点为对应的波峰信号为背景电磁信号所致；选取该频点对应信号的左侧波谷和右侧波谷；将左侧波谷选取为左侧端点；右侧波谷选取为右侧端点；将左侧端点和右侧端点之间的数据用线性插值的数据代替。根据本发明的一个具体实施方式，还可以在插值时叠加一定的噪声。如果两次测试在某一频点附近测得的信号的频率值不一致，即频率发生偏移，这种情况有可能是由于信号本身的不稳定，或者测量时的频率误差造成的，此时应当将这两个信号作为同一信号处理。根据本发明的一个具体实施方式，将被测设备开机状态下的电磁信号测试曲线与被测设备关机状态下的背景电磁信号测试曲线进行对比时；选择被测设备开机状态下的电磁信号测试曲线中的某一频点FS，在被测设备关机状态下的背景电磁信号测试曲线中对应频点附近的某一查找范围内(即查找范围为FS±FN此范围FN可作为一个调节的参数进行设置，当FN＝0时即要求频率要严格对准)查找最大值，将该最大值作为与被测设备开机状态下的电磁信号测试曲线中的频点FS相对应的值进行比较。当信号发生混叠时，根据本发明的一个具体实施方式，需要两个波峰之间的每一个频点都要作为信号频点进行比较，当信号大于等于预设信噪比阈值时，对应的频点予以保留，当信号小于预设信噪比阈值时，将对应的频点进行消峰处理。根据本发明的一个具体实施方式，所述消峰处理具体为选取该频点对应信号的左侧波谷和右侧波谷；将左侧波谷选取为左侧端点；右侧波谷选取为右侧端点；将左侧端点和右侧端点之间的数据用线性插值的数据代替。步骤S306：提取检测信号；为了从复杂的环境电平中提取检测信号，需要从测试结果中自动提取出可能的信号频率以进行特征提取。根据本发明的一个具体实施方式，所述步骤S306：提取检测信号进一步包括：步骤S3060：判断当前频点是否为最后的频点；如果不是，则去往步骤S3061，如果是，则去往步骤S3070；步骤S3061：判断该频点对应的信号是否为波峰信号，即大于左右频率的电平幅值；如果是，则进入步骤S3062，如果否，则进入步骤S3065；步骤S3062：判断相对于左右的波谷值，该频点处的幅值是否同时比左右两个波谷均至少高出幅度P(即满足一定信噪比的要求)；如果是，则去往步骤S3066；如果否，则去往步骤S3063；S3063：判断波峰是否比左右两个波谷中的其中一个波谷值至少高出幅度P；如果是，则去往步骤S3064；如果否，则去往S3065；步骤S3064：判断在不满足至少高出幅度P的波谷一侧，附近不超过频率FM处是否存在满足条件的波谷；如果有，则去往步骤S3066；如果没有，则去往步骤S3065；所述频率FM可根据需要进行设置；步骤S3065：丢弃该频点；去往步骤S3069；步骤S3066：记录该频点；判断该频点处是否发生RBW改变，如果是，则去往步骤S3067；如果否，则去往步骤S3068；去往步骤S3067，丢弃该频点；去往步骤S3069；步骤S3068：记录该频点；去往步骤S3069；步骤S3069：去往下一个频点，并返回至步骤S3060；步骤S3070：提取当前记录的所有频点，将当前所有记录的频点选取为信号频点；去往步骤S307；步骤S307：将被测设备的电磁信号测试曲线与测试标准极限值曲线进行比较，生成测试报告。步骤S400：结束。根据本发明的一个具体实施方式，为了便于操作，这里采取了将被测设备的电磁信号测试曲线与测试标准极限值曲线进行绑定的方式，即通过被测设备的电磁信号测试曲线的主要参数(如被测设备的名称、发射频率、发射功率)搜索其唯一对应的标准状态曲线，当用户选择调用按钮时，即将测试标准极限值曲线读入，并和被测设备的电磁信号测试曲线显示在同一张曲线图中。当测试标准极限值曲线读入之后，为了帮助用户判定故障情况，可提供必要的比较工具，一方面通过游标显示各曲线的频率和幅度值，并显示出被考察曲线与标准曲线之间的差值，另一方面可以控制各曲线的隐藏与显示状态。为了便于用户进行比较，还可以调用其他测试曲线一同显示。调用也是通过设置搜索条件来筛选所关心的数据，选中后加载到曲线图中。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。