一种低成本电磁辐射分析装置和方法与流程

本发明涉及近场扫描，更具体地，涉及一种低成本电磁辐射分析装置和方法。

背景技术：

1、随着5g通信、智能驾驶、智能手机、高性能计算等前沿应用领域的快速发展，电路的集成度越来越高，内部时钟频率和转换速率越来越快，随之而来的电磁干扰(emi)问题也越加严重，电磁干扰甚至可能导致电子产品无法按照涉及预期正常工作，研发受阻，从而影响产品的上市时间。

2、现有的近场扫描系统利用电场探头和磁场探头逐点探测无线通讯终端、集成电路、汽车电子、芯片及显示器等器件和整机产品辐射的电磁场，得到相应测试区域的电场、磁场的相对值或绝对值，以分析电磁辐射干扰情况，可以对待测件上的干扰源进行快速定位和分析，成为电磁干扰整改的有力工具，且设备配置与建设成本较低，目前emi近场扫描已经成为国际iec 61967标准的一部分，但对应产品的emc认证法规要求，则需要在电波暗室中才能完成，专业emc测试场地的修建和测量仪器的购置都需要大笔的经费和时间才能配置齐全，因此许多企业单位没有自己的emc认证测试实验室，产品的相关测试整改只能委托专门的实验单位去做，这些测试往往需要高昂的测试经费和漫长的测试周期。

3、现有技术一：现有专利cn201410178227.5中提出本发明提供一种电磁场近场扫描装置与扫描方法，扫描装置结构简单，通过探头实现对待测物品的电磁场近场数据的准确采集，通过空间移动平台和计算机协调工作实现对探头位置的精准控制，通过显微摄像装置精准监测探头与待测物品之间的距离，从而能够精准获得待测物品的电磁场近场扫描结果，另外，探头在扫描待测物品电磁场近场时，采用逐点扫描，实时采集传输，即每一次探头移动，均采集一次数据并及时将采集到的数据发送至信号分析装置，避免扫描过程中，扫描装置自身对待测物品电磁场近场的影响和数据采集延时对信号准确度的影响，进一步提高了扫描的精度和扫描结果的准确度；

4、现有技术一的缺点：仅针对近场扫描密度与准确度进行了提高，并未结合电波暗室测试进行数据比对分析。

5、现有技术二：现有专利cn202310549847.4提出一种基于主动学习的近场扫描获取传导耦合路径的探测方法，方法包括：搭建近场扫描探测平台，将待测电路板放置在微波暗室中，使用近场扫描探测平台在待测电路板的正上方进行探测，使用基于主动学习的近场扫描方法获得探测结果，根据探测结果获得连续时刻中待测电路板上的电流近场分布图，实现传导耦合路径的探测，本发明利用主动机器学习方法实现更加高效的近场扫描探测，将扫描点集中在电流较强的区域，利用稀疏点的扫描结果精确还原出待测件的实际电流变化情况，大大提高了探测效率，采用近场扫描探测还原电路板上电流的变化情况，从而快速分析得到待测件上传导干扰电流的耦合路径，符合实际工程中对系统电磁干扰的探测需求。

6、现有技术二的缺点：利用近场扫描对计算机进行主动学习，使得计算机能够更快速分析电路板上的电磁干扰，但并未结合电波暗室数据进行比对分析。

技术实现思路

1、本发明为克服上述现有技术所述的emc认证测试需要高昂的测试经费和漫长的测试周期的问题，提供一种低成本电磁辐射分析装置和方法。

2、本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

3、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

4、一种低成本电磁辐射分析装置，对待测电路板进行电磁辐射分析，包括近场探头、频谱分析仪、前置放大器、传动控制模块和屏蔽箱，将电磁辐射分析装置放置在屏蔽箱内，所述传动控制模块驱动近场探头在待测电路板表面区域移动，近场探头获取的数据经过所述前置放大器放大后输入所述频谱分析仪，获得待测电路板表面区域内各单元的电磁辐射强度。

5、进一步，电磁辐射分析装置还包括上位机和单片机控制电路，上位机通过控制单片机控制电路移动传动模块，上位机检测所述频谱分析仪得到的测量数据。

6、进一步，所述传动控制模块包括传动电机和机械臂，所述单片机控制电路与传动电机连接，所述上位机控制所述单片机控制电路控制传动电机和机械臂工作，所述传动电机与所述机械臂连接，所述传动电机驱动机械臂在待测电路板表面区域移动。

7、一种低成本电磁辐射分析方法，电磁辐射分析方法应用于一种低成本电磁辐射分析装置，电磁辐射分析方法包括以下步骤：

8、s1：获得待测电路板的历史远场的测试数据；

9、s2：通过近场探头检测所述待测电路板，使用所述频谱分析仪扫描得到待测电路板的扫频曲线，得到近场的测试数据；

10、s3：通过分析所述近场的测试数据和所述历史远场的测试数据，得到比对规律；

11、s4：使用所述比对规律分析所述扫频曲线判断是否存在超标频点，若存在超标频点，则确定所述超标频点的干扰源区域的位置；若不存在超标频点，则进入步骤s6；

12、s5：对超标频点的干扰源区域实施干扰源电路优化措施，返回步骤s2；

13、s6：结束近场测试，完成电磁辐射分析。

14、进一步，步骤s1中，所述获得待测电路板的历史远场的测试数据，包括，将获得待测电路板的历史远场的测试数据配置于上位机等待比对。

15、进一步，步骤s2中，所述使用频谱分析仪扫描得到扫频曲线，包括：搭建待测电路板的工作环境，调节频谱分析仪的扫描频段，通过扫描待测电路板得到扫频曲线。

16、进一步，步骤s2中，所述通过近场探头检测待测电路板，使用频谱分析仪扫描得出扫频曲线，包括：将近场探头在待测电路板的表面区域移动，依次对各区域进行测量。

17、进一步，所述因素包括近场探头、传输线缆、频谱分析仪、前置放大器、待测电路板、数据后处理的方式和测试环境。

18、进一步，其特征在于，所述干扰源电路优化措施包括确定近场和远场的测试数据中的产生差异的因素，再对所述因素进行校准，包括：

19、当近场探头的增益参数与标准对数天线增益参数存在差异时，对近场探头的增益参数与标准对数天线增益参数分别进行计量校准；

20、当近场测量系统中的传输线缆与标准暗室系统传输线缆存在差异时，对传输线缆与标准暗室系统传输线缆的因素分别进行计量校准，排除两个测量系统的传输线缆的差异；

21、当待测电路板的测量状态不一致或工作状态有不稳定情况时，可以采用标准的信号发生器对待测电路板进行测量和对比，排除待测电路板的不稳定因素；

22、当近场测量中使用的频谱分析仪与标准暗室使用的接收机测量存在差异时，对所述频谱分析仪与标准暗室的接收机分别进行校准或同时改用频谱仪或接收机进行测量，提高测量一致性；

23、当近场测量中使用的前置放大器与标准暗室使用的前置放大器不同型号或参数不同时，对近场测量和标准暗室中的前置放大器和分别进行计量校准或改用同一部前置放大器；

24、当近场测量的电磁场水平与暗室测量测得的数据存在差异时，采用数据后处理的方式，对两者进行拟合分析，通过大量数据分析近场测量和暗室测量的电磁环境及测量结果的差异；

25、当近场测量的常规环境与暗室环境存在较大差异时，对近场测量环境进行改造，构建简单的屏蔽环境或对外界的环境噪声进行排除后进行测量。

26、进一步，步骤s6中，所述当测试数据符合预设标准时，则结束近场测试，包括：当近场测试数据通过比对规律得到的远场测试的结果符合预设标准时，则结束近场测试。

27、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

28、本发明将近场扫描技术这一低成本高效率的方法与对应产品的emc认证测试这一高昂成本效率较低的方法结合起来，加以优化完善，通过将电波暗室测试数据与近场扫描测试数据进行大量的对比与拟合，得出两者的近似关系，结合实际电磁干扰问题定位与产品实际电路的整改优化知识，形成可靠的低成本近场扫描分析问题定位与整改反向推导电波暗室测试结果，产品在实施干扰源电路优化措施后再到电波暗室进行正式测试，从而节省成本并提高研发效率。