电磁信号测量方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

1.本技术涉及信号处理领域，特别是涉及一种电磁信号测量方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.随着电子设备小型化和高频化的趋势，电磁干扰(electromagnetic interference，emi)逐渐成为电子设备性能提高的技术瓶颈。基于此，可以通过测量电子设备上的电磁信号来诊断分析电子设备的电磁干扰问题。
3.相关技术中，通常是将近场探头与网络分析仪进行连接构成电磁近场探头校准系统，通过近场探头对电子设备的电磁信号进行测量，然后网络分析仪根据近场探头测量到的电磁信号分析电子设备的电磁干扰情况。
4.然而，相关技术中无法准确分析电子设备的电磁干扰情况。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确分析电子设备的电磁干扰情况的电磁信号测量方法、装置、计算机设备和存储介质。
6.第一方面，本技术提供了一种电磁信号测量方法，应用于电磁近场探头校准系统，该方法包括：
7.获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵；近场探头校准矩阵为基于电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路中的传输信号的特征生成；
8.根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，得到被测电子设备的标准电磁信号；初始电磁信号为通过与电磁近场探头校准系统连接的电磁场探头对被测电子设备进行测量得到的；
9.根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。
10.在其中一个实施例中，获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵，包括：
11.通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取多个校准件的散射系数传输参数；各校准件用于电磁近场探头校准系统的标准件误差产生源，且各校准件与电磁近场探头校准系统连接后构成不同负载的闭合回路；
12.根据多个校准件的散射系数传输参数，生成近场探头校准矩阵。
13.在其中一个实施例中，通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取校准件的散射系数传输参数，包括：
14.通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取各校准件与电磁近场探头校准系统对应的闭合回路；
15.根据各闭合回路的传输特性，获取电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数；
16.根据电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数，获取电磁近场探头
校准系统在各校准件中的散射系数传输参数。
17.在其中一个实施例中，若校准件为直通校准件，闭合回路为第一直通回路；
18.若校准件为传输线校准件，闭合回路为第二直通回路。
19.在其中一个实施例中，多个校准件的散射系数传输参数，生成近场探头校准矩阵，包括：
20.获取电磁近场探头校准系统各端口之间的标准阻抗参数矩阵；
21.根据多个校准件的散射系数传输参数，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵；
22.根据标准阻抗参数矩阵和测试端口参数矩阵，生成近场探头校准矩阵。
23.在其中一个实施例中，根据多个校准件的散射系数传输参数，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵，包括：
24.根据散射系数传输参数计算误差参数矩阵；
25.根据误差参数矩阵，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵。
26.在其中一个实施例中，根据标准阻抗参数矩阵和测试端口参数矩阵，生成近场探头校准矩阵，包括：
27.将测试端口参数矩阵融合入标准阻抗参数矩阵中得到融合端口参数矩阵；
28.对融合端口参数矩阵进行数域转换处理，得到近场探头校准矩阵。
29.第二方面，本技术还提供了一种电磁信号测量装置，应用于电磁近场探头校准系统。该装置包括：
30.矩阵获取模块，用于获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵；近场探头校准矩阵为基于电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路中的传输信号的特征生成；
31.信号获取模块，用于根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，得到被测电子设备的标准电磁信号；初始电磁信号为通过与电磁近场探头校准系统连接的电磁场探头对被测电子设备进行测量得到的；
32.结果确定模块，用于根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。
33.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。该计算机设备包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述第一方面中任一项实施例中的方法的步骤。
34.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项实施例中的方法的步骤。
35.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项实施例中的方法的步骤。
36.本技术实施例提供的电磁信号测量方法、装置、计算机设备和存储介质，首先通过获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵，该近场探头校准矩阵基于电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路中的传输信号的特征生成；然后根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，得到被测电子设备的标准电磁信号；最后根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。其中，初始电磁信号为通过与电磁近场探
头校准系统连接的电磁场探头对被测电子设备进行测量得到的。由于该方法是在初始电磁信号的基础上，结合电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路所生成的近场探头校准矩阵，获取得到的标准电磁信号。相当于是在对被测电子设备的电磁信号进行测量的过程中，考虑了电磁近场探头校准系统中除了近场探头之外的测量部分对测量结果的影响，并将该影响因素量化为一个近场探头校准矩阵，这样获取的被测电子设备的电磁信号的测量结果更加准确。
附图说明
37.图1为一个实施例中电磁信号测量方法的应用环境图；
38.图2为一个实施例中电磁信号测量方法的流程示意图；
39.图3为一个实施例中近场探头校准矩阵获取方法的流程示意图；
40.图4为一个实施例中散射系数传输参数获取方法的流程示意图；
41.图5为一个实施例中直通校准件的结构示意图；
42.图6为一个实施例中传输校准件的结构示意图；
43.图7为另一个实施例中近场探头校准矩阵获取方法的流程示意图；
44.图8为一个实施例中探头测量校准模型的结构示意图；
45.图9为一个实施例中测试端口参数矩阵获取方法的流程示意图；
46.图10为另一个实施例中近场探头校准矩阵获取方法的流程示意图；
47.图11为一个实施例中电磁信号测量装置的结构框图；
48.图12为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
49.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
50.本技术实施例提供的电磁信号测量方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中电磁近场探头校准系统102包括网络分析仪1021和近场探头1022组成，近场探头1022设有探针，当探针在被测电子设备104表面移动时，网络分析仪1021获取被测电子设备104的电磁信号。
51.通常，利用近场探头对电子设备表面产生的电磁场信号进行测量，而微带线或接地共面波导(grounded coplanar waveguide，gcpw)作为标准磁场源是一种非常实用的超宽带近场探头校准方法。作为电磁干扰诊断分析的实用工具，近场探头的设计、表征和应用近年来得到了广泛的研究。近场探头的主要应用包括传导发射测量、辐射发射测量、电磁干扰源定位、信号和噪声测、绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)故障定位等。这些应用都与探头的特性有关，例如频率响应(frequency response，fr)、校准因子(calibration factor，cf)和共模抑制比(common mode rejection ratio，cmrr)。
52.考虑到在大部分近场探头校准方法中，电磁场的频率限制了校准的范围。相关技术提出了一种使用在横向电磁(transverse electric and magnetic，tem)室中建立的标
准电磁场的校准方法，横向电磁室可以产生标准的电磁场。由于探针的尺寸远小于横向电磁，探针对电磁场的影响很小，因此它是相对精确的探针校准方法。但是，该方法建立的磁场频率依然受到电磁场频率的限制，无法校准高达20ghz的频率范围，而且测量设置非常复杂。在此基础上，相关技术提出千兆赫横电磁(gigahertz transverse electro magnetic，gtem)单元法，用于计算9khz至100mhz探头的平行板法和用于计算9khz至20ghz探头的锥形传输线法，以生成频率范围更广的电磁场，便于近场探头对电子设备的电磁信号进行检测。
53.虽然上述方法解决了超宽带频率的限制，但仍有一些校准问题需要解决。其中一个问题是，超宽带近场探头校准方法的校准曲线将受到理想情况下不必要但必须嵌入以进行测量的嵌入部分的影响。
54.相关技术提出一种基于空气或介质传输线(例如微带结构或接地共面波导结构)的校准方法是磁场探头的常用方法。然而，这种方法可能会引入其他问题，例如cf的纹波、校准器的衰减和相位延迟。这些问题不是来自探针本身，而是来自校准器的嵌入部分。基于此，本技术实施例基于gcpw校准器的对称去嵌入技术，提出了一种新的电磁信号测量方法，将校准器的嵌入部分对测量结果的影响量化为一个校准矩阵，根据校准矩阵对初始的测量结果进行计算，以有效地减少嵌入部分对校准曲线的影响，包括减少纹波、补偿频率响应和校准因子的衰减和相位延迟。
55.为了准确分析电子设备的电磁干扰情况，本技术提供了一种电磁信号测量方法，本实施例中电磁信号测量方法，以应用于图1中的电磁近场探头校准系统102为例进行说明，如图2所示，测量方法包括以下步骤：
56.s220，获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵；近场探头校准矩阵为基于电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路中的传输信号的特征生成。
57.其中，电磁近场探头校准系统是指测量设备电磁信号的装置，具体包括网络分析仪和近场探头。网络分析仪是测量网络参数的一种新型仪器，可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数，并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。在本技术实施例中，网络分析仪可以是一种电磁波能量的矢量网络分析仪，既能测量单端口网络或两端口网络的各种参数幅值，又能测相位。
58.近场探头校准矩阵表征网络分析仪获取被测电子设备的测量数据与被测电子设备的实际数据的差距。由于网络分析仪对被测电子设备进行测量时，通常包含一些嵌入设备，比如校准器、测试线缆等，而上述嵌入设备会影响被测电子设备测量数据的准确性，造成测量误差。此时，根据近场探头校准矩阵对测量结果进行校正，能够消除嵌入设备对测试数据的测量误差。
59.需要说明的是，嵌入设备是在每一次测量过程中都固定存在的，那么嵌入设备在每一次测量时产生的测量误差也是固定的。在每一次测量时都会根据嵌入设备产生的近场探头校准矩阵，对测量结果进行修正，以消除嵌入设备产生的测量误差。也就是说，对于同样的测量设备，由于嵌入设备相同，近场探头校准矩阵也相同，即近场探头校准矩阵具有可重复性。
60.具体地，将网络分析仪与不同的校准件连接，构建不同校准件对应的电磁近场探头校准系统，然后根据不同电磁近场探头校准系统的测量参数，获取电磁近场探头校准系统在连接近场探头时包含的误差，并将该该误差作为近场探头校准矩阵，用来修正被测电
子设备的电磁信号。
61.s240，根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，得到被测电子设备的标准电磁信号；初始电磁信号为通过与电磁近场探头校准系统连接的电磁场探头对被测电子设备进行测量得到的。
62.其中，近场探头是用于配合频谱分析仪查找干扰源的设备。根据电磁场类型，近场探头可分为电场探头和磁场探头。如果是高电压、弱电流，电场起到更大作用，选用电场探头；如果是低电压，强电流，磁场起到更大作用，选用磁场探头。需要说明的是，在近场测量时，探头逐渐远离被测电子设备时，磁场的衰老速度比电场更快，因此近场探头大多选用磁场探头。
63.具体地，初始电磁信号的获取方式是首先根据近场探头在被测电子设备的表面进行移动，近场探头接收到被测电子设备的电磁信号，接着由于近场探头与网络分析仪的端口连接，近场探头将接收到的电磁信号传输给网络分析仪，网络分析仪将近场探头接收到的被测电子设备的电磁信号作为初始电磁信号。
64.进一步地，标准电磁信号的获取方式是在获取被测电子设备的初始电磁信号、近场探头校准矩阵之后，根据初始电磁信号与近场探头校准矩阵进行计算，输出被测电子设备的标准电磁信号。
65.可选的，可以将近场探头校准矩阵嵌入到网络分析仪，网络分析仪根据被测电子设备的初始电磁信号和近场探头校准矩阵，输出被测电子设备的标准电磁信号。
66.可选的，可以将初始电磁信号、近场探头校准矩阵输入至计算机设备，根据计算机设备预设的算法，对初始电磁信号、近场探头校准矩阵进行处理，获取被测电子设备的标准电磁信号。
67.s260，根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。
68.需要说明的是，当近场探头在被测电子设备的表面持续移动的过程中，被测电子设备的标准电磁信号是连续的，根据连续的标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰情况。具体地，若被测电子设备的标准电磁信号在预设范围内波动，则表征被测电子设备的开发以及使用是正常的；若被测电子设备的电磁信号出现较大波动，那么此时近场探头所对应的被测电子设备的位置可以初步判断为被测电子设备的故障点，而标准电磁信号波动幅度最大的位置则是被测电子设备的电磁信号泄露最严重的位置，即为该被测电子设备的干扰源。
69.本技术实施例提供的电磁信号测量方法，首先通过获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵，该近场探头校准矩阵为基于电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路中的传输信号的特征生成；然后根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，得到被测电子设备的标准电磁信号；最后根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。其中，初始电磁信号为通过与电磁近场探头校准系统连接的电磁场探头对被测电子设备进行测量得到的。由于该方法是在初始电磁信号的基础上，结合电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路所生成的近场探头校准矩阵，获取得到的标准电磁信号。相当于是在对被测电子设备的电磁信号进行测量的过程中，考虑了电磁近场探头校准系统中除了近场探头之外的测量部分对测量结果的影响，并将该影响因素量化为一个近场探头校准矩阵，这样获取的被测电子设备的电磁信号的测量结果更加准确。
70.获取被测电子设备的电磁信号时，一般地结合近场探头校准矩阵与测量电磁信号进行计算，以获取准确的标准电磁信号。基于此，下面通过一个实施例对近场探头校准矩阵的具体获取方式进行说明。
71.在一个实施例中，如图3所示，获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵的过程包括以下步骤：
72.s320，通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取多个校准件的散射系数传输参数；各校准件用于电磁近场探头校准系统的标准件误差产生源，且各校准件与电磁近场探头校准系统连接后构成不同负载的闭合回路。
73.其中，散射系数传输参数包括回波损耗、反向传输系数、插入损耗和反射系数。具体地，根据闭合回路的传输损耗特性，获取回波损耗和插入损耗传输参数，根据闭合回路的正向反向传输特性，获取反向传输系数和反射系数。
74.电磁近场探头校准系统由于与近场探头连接时，还会与近场探头相关的嵌入设备进行连接，而嵌入设备会产生的误差会影响最终的测量结果。为了准确地量化嵌入设备对测量结果的影响，将不同的校准件作为电磁近场探头校准系统的误差产生源，通过连接网络分析仪与不同校准件构成闭合回路，获取不同校准件的散射系数传输参数。由于校准件与网络分析仪可以直接连接构成电磁近场探头校准系统，也可以通过近场探头和其他嵌入设备连接构成电磁近场探头校准系统，对应的，获取的多个校准件的散射系数传输参数有一部分包含嵌入设备的误差和一部分不包含嵌入设备的误差。
75.s340，根据多个校准件的散射系数传输参数，生成近场探头校准矩阵。
76.其中，将网络分析仪与校准件连接的端口作为实际端口，将去除嵌入设备引起的误差之后的网络分析仪与校准件连接的端口作为虚拟端口，近场探头校准矩阵则表征实际端口与虚拟端口的误差转换关系。
77.在获取多组散射系数传输参数之后，需要计算近场探头校准矩阵。具体地，首先根据多组散射系数传输参数的计算，分别获取每组实际端口与虚拟端口的转换参数，再结合每组实际端口和虚拟端口的矩阵形式，获取每组实际端口与虚拟端口的矩阵表达式；然后，将每组实际端口与虚拟端口的矩阵表达式代入到实际端口的表达式，获取实际端口与虚拟端口的矩阵表达式；将实际端口与虚拟端口的矩阵表达式作为近场探头校准矩阵。
78.本技术实施例中，利用多个校准件获取的散射系数传输参数计算近场探头校准矩阵，在多个维度表征获取电磁近场探头校准系统的误差，提升了近场探头校准矩阵的有效性。
79.获取散射系数传输参数时，一般地根据多个不同的负载构建闭合回路，以提升散射系数传输参数的可靠性。基于此，下面通过一个实施例，对网络分析仪的散射系数传输参数的具体获取方式进行说明。
80.在一个实施例中，如图4所示，通过与网络分析仪连接的多个校准件，获取网络分析仪的散射系数传输参数的过程包括以下步骤：
81.s420，通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取各校准件与电磁近场探头校准系统对应的闭合回路。
82.网络分析仪的两个端口与一个校准件的两端连接，在网络分析仪的端口连接输入电压和输入电流，就得到了包含一个标准件和一个网络分析仪的闭合回路。当网络分析仪
与不同校准件连接，相应地构成不同的闭合回路。
83.其中，校准件包括直通校准件和传输线校准件。选用标准结合图5～图6进行说明，图5为直通校准件的结构示意图，图6为传输校准件的结构示意图，图5～图6中，a3和b3所在端口表示校准件的一个端口，a4和b4所在端口表示校准件的另一个端口，校准件的两个端口与网络分析仪的两个端口同时连接，构成闭合回路。在近场探头校准矩阵的计算过程中，选取校准件的要求是传输线比直通线长。
84.基于此，对直通校准件和传输线校准件的选取标准作进行展开说明如下：
85.(1)直通校准件
86.直通标准件的电气长度为0时，无损耗，无反射，传输系数为1；电气长度不为0时，直通标准件的特性阻抗必须和延迟线标准件相同，无须知道损耗，如果用作设为参考测量面，直通标准件的电气长度具体值必须知道，同时，如果此时群时延设为0的话，参考测量面位于直通标准件的中间。
87.(2)传输线/匹配负载校准件
88.传输线的特性阻抗作为测量时的参考阻抗，系统阻抗定义为和延迟线特性阻抗一致。传输线和直通校准件的直通线之间的插入相位差值必须在20度至160度之间(或-20度至-160度)，如果相位差值接近0或者180度时，由于正切函数的特性，很容易造成相位模糊。另外，最优的相位差值一般取1/4波长或90度。
89.传输线校准件通过2个100ω的表贴阻抗来实现，一般来说，设计一个低频下的负载要比高频下容易得多，这也是高频下设计校准件时要采用多条延迟线标准件的原因之一。
90.传输线的相位跟信号传播时的相速，对应频率，有效介电常数有关。微带线由于没有一个固定的介电常数，所以必须使用有效介电常数来考虑空气和pcb板材混合后带来的影响。设计时，多条传输线的频率范围最好有重叠，这样能够保证多条传输线能够覆盖要求的频率范围。
91.当工作频率范围大于8:1时，即频率跨度与起始频率比值大于8时，必须使用1条以上的传输线，以便覆盖整个频率范围。当工作频率太高时，1/4波长的传输线物理尺寸很短，不好制作，这时候，一般地选择非0长度的直通线，利用两者差值，来增大延迟线的物理尺寸。
92.匹配的阻抗同样确立测量时的参考阻抗，同时，匹配负载在各个测试端口的反射系数必须相同。
93.s440，根据各闭合回路的传输特性，获取电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数。
94.其中，传输特性包括损耗、色散、衰减、偏振和非线性效应等，对应的传输参数包括阻抗损耗、频率衰减等。本技术实施例在闭合回路中，根据传输损耗特性，获取网络分析仪端口的回波损耗、插入损耗，反向传输系数和反射系数四个传输参数。
95.s460，根据电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数，获取电磁近场探头校准系统在各校准件中的散射系数传输参数。
96.一个闭合回路对应一个校准件以及一组传输参数，一组传输参数包括回波损耗、反向传输系数、插入损耗和反射系数四个传输参数。那么，对于多个闭合回路，获取多组散
射系数传输参数。示例性地，若网络分析仪与两个标准件分别构成闭合回路1和闭合回路2，那么在每个闭合回路会产生回波损耗、反向传输系数、插入损耗和反射系数四个传输参数，这四个传输参数参数构成一组散射系数传输参数；由于是两个闭合回路，共产生8个传输参数，两组散射系数传输参数。
97.本技术实施例中，校准件的制作成本较低，利用多个校准件与网络分析仪构成回路，获取散射系数传输参数，能够在控制测量成本的同时，保证散射系数传输参数的准确性。
98.在一个实施例中，若校准件为直通校准件，闭合回路为第一直通回路；
99.若校准件为传输线校准件，闭合回路为第二直通回路。
100.通过直通校准件与网络分析仪连接，获取与直通校准件对应的第一直通回路；再根据第一直通回路的传输特性，获取第一直通校准件的回波损耗、反向传输系数、插入损耗和反射系数。
101.通过传输线校准件与网络分析仪连接，获取与传输线校准件对应的第二直通回路；再根据第一传输线回路的传输特性，获取第一传输线校准件的回波损耗、反向传输系数、插入损耗和反射系数。
102.在获取被测电子设备的电磁信号时，一般地通过网络分析仪的校准件误差数据进行计算，以获取更精确的系统误差数据。基于此，下面通过一个实施例，对近场探头校准矩阵的具体获取方式进行说明。
103.在一个实施例中，如图7所示，根据多个校准件的散射系数传输参数，生成近场探头校准矩阵的过程包括以下步骤：
104.s720，获取电磁近场探头校准系统各端口之间的标准阻抗参数矩阵。
105.其中，标准阻抗参数矩阵是指网络分析仪各端口之间的已知阻抗。若网络分析仪在测量过程中有三个实际端口，分别是端口2、端口3和端口4。那么，标准阻抗参数矩阵表示为：
[0106][0107]
公式1中ui表示端口i的输入电压，ii表示端口i的输入电流，z
ij
表示端口i到端口j的阻抗。
[0108]
s740，根据多个校准件的散射系数传输参数，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵。
[0109]
将网络分析仪与校准件连接的端口作为实际端口，将去除近场探头误差之后的网络分析仪与校准件连接的端口作为虚拟端口，近场探头校准矩阵则表征实际端口与虚拟端口的误差转换关系。
[0110]
将标准件与网络分析仪连接方式以误差盒子的形式进行表征。探头测量校准模型的结构如图8所示，端口2、端口3和端口4为实际端口，端口2连接近场探头，端口3和端口4连接一个校准件的两个端口，端口5和端口6为虚拟端口。根据实际端口的散射系数传输矩阵，获取实际端口3与虚拟端口5的测试端口参数矩阵，实际端口3与虚拟端口5的测试端口参数
矩阵。其中，测试端口参数矩阵是以散射系数传输参数的形式进行表达的。
[0111]
s760，根据标准阻抗参数矩阵和测试端口参数矩阵，生成近场探头校准矩阵。
[0112]
具体地，首先通过测试端口参数矩阵与标准阻抗参数矩阵进行计算，获取以散射系数传输参数的形式表征的初始近场探头校准矩阵，然后根据被测电子设备的实际测量需求对该初始近场探头校准矩阵进行不同形式的转换，生成近场探头校准矩阵。
[0113]
本技术实施例，根据散射系数传输参数构造误差盒子，并结合网络分析仪各端口的标准阻抗参数矩阵计算近场探头校准矩阵，操作简单且逻辑性强，能够提升近场探头校准矩阵的计算效率。
[0114]
获取近场探头校准矩阵时，可以通过网络分析仪的散射系数传输参数进行计算。基于此，下面通过一个实施例，对网络分析仪各端口之间的测试端口参数矩阵的具体获取方式进行说明。
[0115]
在一个实施例中，如图9所示，根据多个校准件的散射系数传输参数，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵的过程包括以下步骤：
[0116]
s920，根据散射系数传输参数计算误差参数矩阵。
[0117]
其中，散射系数传输参数与网络分析仪实际端口对应，误差参数矩阵与去除系统误差之后的网络分析仪的虚拟端口对应的。
[0118]
示例性地，若在探头测量校准模型中，直通校准件与网络分析仪连接的直通闭合回路中，网络分析仪实际端口对应的散射系数传输参数为t＝[t11 t12；t21 t22]；传输线校准件与网络分析仪连接的传输线回路中，网络分析仪实际端口对应的散射系数传输参数为l＝[l11 l12；l21 l22]。那么计算误差盒子的相关参数：
[0119][0120]e11
＝t
11-e
22
t
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式3
[0121][0122]e12
＝e
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式5
[0123]
公式2中e-γl
表示传播因子，表示为：
[0124][0125]
根据误差盒子的相关参数，计算误差参数矩阵
[0126][0127]
[0128][0129][0130]
其中，z0是网络分析仪内部的阻抗参数。
[0131]
s940，根据误差参数矩阵，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵。
[0132]
获取误差参数矩阵之后，可以根据误差盒子的连接方式获取网络分析仪的各端口之间的测试端口参数矩阵。
[0133]
示例性地，在图8所示的探头测量校准模型中，计算实际端口3与虚拟端口5的测试端口参数矩阵，实际端口4与虚拟端口6的测试端口参数矩阵：
[0134][0135][0136]
本技术实施例中，根据误差参数矩阵表征网络分析仪各端口的传输参数，原理简单，逻辑清晰，能够快速获取网络分析仪各端口的测试端口参数。
[0137]
获取近场探头校准矩阵时，可以通过对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，以计算有效的标准电磁信号。基于此，下面通过一个实施例，对近场探头校准矩阵的具体获取方式进行说明。
[0138]
在一个实施例中，如图10所示，根据标准阻抗参数矩阵和测试端口参数矩阵，生成近场探头校准矩阵的过程包括以下步骤：
[0139]
s1020，将测试端口参数矩阵融合入标准阻抗参数矩阵中得到融合端口参数矩阵。
[0140]
具体地，将测试端口参数矩阵代入到标准阻抗参数矩阵中，获取融合端口参数矩阵。需要说明的是，此时融合端口参数矩阵是阻抗形式表达的。
[0141]
示例性地，若在图8所示的探头测量校准模型中，探头端口2、虚拟端口5和虚拟端口6的关系矩阵表示为：
[0142][0143]
则融合端口参数矩阵为：
[0144]
[0145]
s1040，对融合端口参数矩阵进行数域转换处理，得到近场探头校准矩阵。
[0146]
获取融合端口参数矩阵之后，由于被测电子设备的电磁信号是以频率形式进行表征的，比如共模抑制比、校准因子等，需要将融合端口参数矩阵的阻抗表达形式转换为散射参数表达形式，以便用于被测电子设备的电磁信号的计算。此时，近场探头校准矩阵的表达式为：
[0147][0148]
探头端口2、虚拟端口5和虚拟端口6的关系更新为：
[0149][0150]
可选的，磁场同时存在共模响应和差模响应，那么获取被测电子设备的共模抑制比：
[0151][0152]
公式17中frd为差模频率响应：
[0153][0154]
公式17中frc为共模频率响应：
[0155][0156]
本技术实施例中，由于融合端口参数矩阵是以阻抗参数的形式进行表征的，在方便计算的同时，参数形式的转换灵活度高，便于获取被测电子设备的标准电磁信号。
[0157]
在一个实施例中，提供了一种电磁信号测量方法，该实施例包括：
[0158]
(1)、通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取多个校准件的传输参数。
[0159]
(2)、通过网络分析仪与反射校准件连接，获取第一直通回路的散射系数传输参数。
[0160]
(3)、通过网络分析仪与传输线校准件连接，获取第二直通回路的散射系数传输参数。
[0161]
(4)、根据各闭合回路的散射系数传输参数计算误差参数矩阵。
[0162]
(5)、根据误差参数矩阵，获取网络分析仪的各端口之间的测试端口参数矩阵。
[0163]
(6)、获取网络分析仪各端口之间的标准阻抗参数矩阵。
[0164]
(7)、将测试端口参数矩阵融合入标准阻抗参数矩阵中得到融合端口参数矩阵。
[0165]
(8)、对融合端口参数矩阵进行数域转换处理，得到近场探头校准矩阵。
[0166]
(9)、根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行校准，得到被测电子设备的标准电磁信号。
[0167]
(10)根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。
[0168]
本技术实施例中，首先通过获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵，该近场探头校准矩阵为基于电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路中的传输信号的特征生成；然后根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，得到被测电子设备的标准电磁信号；最后根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。其中，初始电磁信号为通过与电磁近场探头校准系统连接的电磁场探头对被测电子设备进行测量得到的。由于该方法是在初始电磁信号的基础上，结合电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路所生成的近场探头校准矩阵，获取得到的标准电磁信号。相当于是在对被测电子设备的电磁信号进行测量的过程中，考虑了电磁近场探头校准系统中除了近场探头之外的测量部分对测量结果的影响，并将该影响因素量化为一个近场探头校准矩阵，这样获取的被测电子设备的电磁信号的测量结果更加准确。
[0169]
应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0170]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电磁信号测量方法的电磁信号测量装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个电磁信号测量装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电磁信号测量方法的限定，在此不再赘述。
[0171]
在一个实施例中，如图11所示，提供了一种电磁信号测量装置110，应用于网络分析仪，包括矩阵获取模块1120、信号获取模块1140和结果确定模块1160，其中：
[0172]
矩阵获取模块1120，用于获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵；近场探头校准矩阵为基于电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路中的传输信号的特征生成。
[0173]
信号获取模块1140，用于根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，得到被测电子设备的标准电磁信号；初始电磁信号为通过与电磁近场探头校准系统连接的电磁场探头对被测电子设备进行测量得到的。
[0174]
结果确定模块1160，用于根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。
[0175]
在一个实施例中，矩阵获取模块1120，包括：
[0176]
第一获取单元，用于通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取多个校准件的散射系数传输参数；各校准件用于电磁近场探头校准系统的标准件误差产生源，且各校准件与电磁近场探头校准系统连接后构成不同负载的闭合回路；
[0177]
第二获取单元，用于根据多个校准件的散射系数传输参数，生成近场探头校准矩阵。
[0178]
在一个实施例中，第一获取单元，包括：
[0179]
第一获取子单元，用于通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取各校准件与电磁近场探头校准系统对应的闭合回路；
[0180]
第二获取子单元，用于根据各闭合回路的传输特性，获取电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数；
[0181]
第三获取子单元，用于根据电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数，获取电磁近场探头校准系统在各校准件中的散射系数传输参数。
[0182]
在其中一个实施例中，若校准件为直通校准件，闭合回路为第一直通回路；
[0183]
若校准件为传输线校准件，闭合回路为第二直通回路。
[0184]
在一个实施例中，第二获取单元，包括：
[0185]
第四获取子单元，用于获取电磁近场探头校准系统各端口之间的标准阻抗参数矩阵；
[0186]
第五获取子单元，用于根据多个校准件的散射系数传输参数，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵；
[0187]
第六获取子单元，用于根据标准阻抗参数矩阵和测试端口参数矩阵，生成近场探头校准矩阵。
[0188]
在一个实施例中，第五获取子单元，还用于根据散射系数传输参数计算误差参数矩阵；根据误差参数矩阵，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵。
[0189]
在一个实施例中，第六获取子单元，还用于将测试端口参数矩阵融合入标准阻抗参数矩阵中得到融合端口参数矩阵；对融合端口参数矩阵进行数域转换处理，得到近场探头校准矩阵。
[0190]
上述电磁信号测量装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0191]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电磁信号测量方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0192]
本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设
备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0193]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
[0194]
获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵；近场探头校准矩阵为基于电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路中的传输信号的特征生成；
[0195]
根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，得到被测电子设备的标准电磁信号；初始电磁信号为通过与电磁近场探头校准系统连接的电磁场探头对被测电子设备进行测量得到的；
[0196]
根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。
[0197]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0198]
通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取多个校准件的散射系数传输参数；各校准件用于电磁近场探头校准系统的标准件误差产生源，且各校准件与电磁近场探头校准系统连接后构成不同负载的闭合回路；
[0199]
根据多个校准件的散射系数传输参数，生成近场探头校准矩阵。
[0200]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0201]
通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取各校准件与电磁近场探头校准系统对应的闭合回路；
[0202]
根据各闭合回路的传输特性，获取电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数；
[0203]
根据电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数，获取电磁近场探头校准系统在各校准件中的散射系数传输参数。
[0204]
在一个实施例中，若校准件为直通校准件，闭合回路为第一直通回路；
[0205]
若校准件为传输线校准件，闭合回路为第二直通回路。
[0206]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0207]
获取电磁近场探头校准系统各端口之间的标准阻抗参数矩阵；
[0208]
根据多个校准件的散射系数传输参数，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵；
[0209]
根据标准阻抗参数矩阵和测试端口参数矩阵，生成近场探头校准矩阵。
[0210]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0211]
根据散射系数传输参数计算误差参数矩阵；
[0212]
根据误差参数矩阵，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵。
[0213]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0214]
将测试端口参数矩阵融合入标准阻抗参数矩阵中得到融合端口参数矩阵；
[0215]
对融合端口参数矩阵进行数域转换处理，得到近场探头校准矩阵。
[0216]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0217]
获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵；近场探头校准矩阵为基于电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路中的传输信号的特征生成；
[0218]
根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，得到被测电子设备的标准电磁信号；初始电磁信号为通过与电磁近场探头校准系统连接的电磁场探头对被测电子设备进行测量得到的；
[0219]
根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。
[0220]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0221]
通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取多个校准件的散射系数传输参数；各校准件用于电磁近场探头校准系统的标准件误差产生源，且各校准件与电磁近场探头校准系统连接后构成不同负载的闭合回路；
[0222]
根据多个校准件的散射系数传输参数，生成近场探头校准矩阵。
[0223]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0224]
通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取各校准件与电磁近场探头校准系统对应的闭合回路；
[0225]
根据各闭合回路的传输特性，获取电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数；
[0226]
根据电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数，获取电磁近场探头校准系统在各校准件中的散射系数传输参数。
[0227]
在一个实施例中，若校准件为直通校准件，闭合回路为第一直通回路；
[0228]
若校准件为传输线校准件，闭合回路为第二直通回路。
[0229]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0230]
获取电磁近场探头校准系统各端口之间的标准阻抗参数矩阵；
[0231]
根据多个校准件的散射系数传输参数，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵；
[0232]
根据标准阻抗参数矩阵和测试端口参数矩阵，生成近场探头校准矩阵。
[0233]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0234]
根据散射系数传输参数计算误差参数矩阵；
[0235]
根据误差参数矩阵，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵。
[0236]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0237]
将测试端口参数矩阵融合入标准阻抗参数矩阵中得到融合端口参数矩阵；
[0238]
对融合端口参数矩阵进行数域转换处理，得到近场探头校准矩阵。
[0239]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0240]
获取电磁近场探头校准系统的近场探头校准矩阵；近场探头校准矩阵为基于电磁近场探头校准系统在不同负载的闭合回路中的传输信号的特征生成；
[0241]
根据近场探头校准矩阵对被测电子设备的初始电磁信号进行修正，得到被测电子设备的标准电磁信号；初始电磁信号为通过与电磁近场探头校准系统连接的电磁场探头对被测电子设备进行测量得到的；
[0242]
根据标准电磁信号确定被测电子设备的电磁干扰结果。
[0243]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0244]
通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取多个校准件的散射系数传输参数；各校准件用于电磁近场探头校准系统的标准件误差产生源，且各校准件与电磁近场探头校准系统连接后构成不同负载的闭合回路；
[0245]
根据多个校准件的散射系数传输参数，生成近场探头校准矩阵。
[0246]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0247]
通过与电磁近场探头校准系统连接的多个校准件，获取各校准件与电磁近场探头校准系统对应的闭合回路；
[0248]
根据各闭合回路的传输特性，获取电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数；
[0249]
根据电磁近场探头校准系统在各闭合回路中的多个传输参数，获取电磁近场探头校准系统在各校准件中的散射系数传输参数。
[0250]
在一个实施例中，若校准件为直通校准件，闭合回路为第一直通回路；
[0251]
若校准件为传输线校准件，闭合回路为第二直通回路。
[0252]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0253]
获取电磁近场探头校准系统各端口之间的标准阻抗参数矩阵；
[0254]
根据多个校准件的散射系数传输参数，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵；
[0255]
根据标准阻抗参数矩阵和测试端口参数矩阵，生成近场探头校准矩阵。
[0256]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0257]
根据散射系数传输参数计算误差参数矩阵；
[0258]
根据误差参数矩阵，获取电磁近场探头校准系统的各端口之间的测试端口参数矩阵。
[0259]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0260]
将测试端口参数矩阵融合入标准阻抗参数矩阵中得到融合端口参数矩阵；
[0261]
对融合端口参数矩阵进行数域转换处理，得到近场探头校准矩阵。
[0262]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号
处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0263]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0264]
以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。