一种电磁环境量测评估设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电磁环境评估技术领域，涉及到一种电磁环境量测评估设备。
【背景技术】
[0002] 对于工作在同一电磁环境中不同电子信息系统所产生的效应也是完全不同的，即 电磁环境的复杂度具有明显的相对性。对于特定的电子信息系统，有针对性地获取电磁环 境要素，进而评估该系统所处的电磁环境复杂度，须获取影响电子信息系统的电磁环境要 素，这就需要研制对应的量测设备或系统。影响电子信息系统的电磁环境要素可归纳为时 域、频域、能量域和极化域信息，如何客观评估电磁环境对电子信息系统的影响，目前，国内 外少有该领域的研宄，国内外研宄成果多见于基础电磁环境信息一如功率谱密度的研宄， 进而进行电磁环境评估。那么，获取影响电子信息系统的电磁环境要素所需的基础条件是 什么，以及如何获取影响电子信息系统的电磁环境要素，迄今成果少见，而这恰恰是掌握电 磁环境复杂特性和及其对装备影响评估的重要基础。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的技术问题：通过提供一种电磁环境量测评估设备，采用一种结合电 子信息系统个体特性，进行电磁环境要素提取和电磁环境综合评估的手段，实现更为客观 的电磁环境评价。
[0004] 一种电磁环境量测评估设备，包括测量系统和评估系统，测量系统设计为四个部 分，具体由测量天线阵、射频转换单元、实时频谱分析单元和极化分选网络组成，所述评估 系统为电磁环境评估单元，所述测量天线阵通过射频端口与射频转换单元相连，射频转换 单元、实时频谱分析单元、极化分选网络与电磁环境评估单元依次通过数据传输线相连。
[0005] 所述测量天线阵由垂直、水平极化正交的天线组成，用于完成电磁环境中两个正 交极化分量的测量。
[0006] 所述射频转换单元将获得的两个正交极化分量信号由射频到中频、基带转换。
[0007] 所述实时频谱分析单元采用快速FFT数据信号处理手段，将获得的两个正交极化 分量信号进行宽带、实时、快速、无损失的处理。
[0008] 基于所述测量天线阵接收得到两个正交极化分量，所述极化分选网络利用不同极 化基条件下的转化关系得到与电子信息系统相匹配的极化分量及其时频幅度谱。
[0009] 所述电磁环境评估单元结合特定电子信息系统工作时间、工作频率、射频保护比 等参数，评估针对于该电子信息系统的电磁环境复杂度。
[0010] 一种电磁环境量测评估设备的测评估方法：首先，通过测量天线阵完成电磁环境 的测量，分别获得两个正交极化分量，再将接收的信号送入射频转换单元实现两个正交极 化分量信号由射频到中频、基带的转换，然后由实时频谱分析单元完成对两个正交极化分 量信号进行宽带、实时、快速、无损失的处理，最后通过极化分选网络提取出与电子信息系 统相匹配的极化分量信号。
[0011] 本发明的有益效果：在固定的空间位置点上，对于频谱特性时变且极化状态不固 定的电磁信号组合而成的电磁环境，要求测量系统能够获取与电子信息系统相关的极化分 量及其实时的时频变化特性，本发明在此基础上完成有针对性的电磁环境评估，须选用能 够进行全极化量测度的天线，同时接收两个正交极化分量，进而可根据极化变换理论从中 提取出所关注的极化分量，即与电子信息系统相关的极化分量。本发明结合电子信息系统 个体特性，对电磁环境要素提取方法和电磁环境量测评估设备的设计方法进行了说明，解 决电子信息系统电磁环境影响评估的客观性问题，确定了获取影响电子信息系统的电磁环 境要素所需的基础条件，同时解决了影响电子信息系统对应的电磁环境要素如何获取的问 题，具有较强实用价值。本发明的研宄成果可为电磁环境量测评估系统设计提供依据，可为 电子信息系统的电磁环境适应性试验及其深入研宄提供基础。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明电磁环境量测评估设备的工作原理示意图； 图2为本发明的测量天线阵的结构示意图； 图3为本发明的射频转换单元的原理示意图； 图4为本发明的极化分选网络的原理示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图来具体描述本发明的实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本 发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
[0014] 如图1所示，本发明的电磁环境量测评估设备，包括测量系统和评估系统，测量系 统设计为四个部分，具体由测量天线阵、射频转换单元、实时频谱分析单元和极化分选网络 组成，所述评估系统为电磁环境评估单元，所述测量天线阵通过射频端口与射频转换单元 相连，射频转换单元、实时频谱分析单元、极化分选网络与电磁环境评估单元依次通过数据 传输线相连。
[0015] 以下分别介绍各个组成部分： (1)测量天线阵 如图2所示，基于"任意极化均可由一对正交极化以不同的幅度比和相位差相合成"理 论，这里采用垂直、水平极化正交的两组天线组成正交极化天线阵，分别接收来波信号的垂 直、水平极化分量，完整获取两个通道信号的幅度、相位等信息。
[0016] (2)射频转换单元 为保持所获取电磁环境的全极化量信息，需对正交极化天线阵所接收的分量分别进行 处理，考虑两分量的处理过程类似，设计中共用振荡器等模块，故射频转换单元的设计与工 作原理如图3所示，正交极化天线阵所接收的垂直分量和水平分量分别通过带波滤波器滤 波处理后再经射频放大器放大输出两路放大后的射频滤波信号，两路信号与本振所产生的 信号混频调谐后输出两路中频信号，分别经中频放大器放大后再传递至正交相位处理器， 最后分别经检波器检波得到两个正交极化分量。
[0017] (3)实时频谱分析单元 区别于传统的"扫频式结构处理分析模式"，在充分利用数字化技术进行信号捕获和测 量的基础上，通过快速FFT等数据信号处理手段进行信号实时分析，实现对一定带宽内的 所有频率成分同时分析处理，且不丢失突发性或复杂调制类信号。
[0018] (4)极化分选网络 由于天线阵采用垂直、水平双极天线接收，故极化分选网络设计如图4所示。极化分选 过程如下：若电子信息系统所用天线为垂直或水平天线，极化分选网络可直接输出对应极 化分量；否则利用不同极化基条件下Stock矢量的转化关系完成极化分量提取，见表1。
[0019] 表1不同极化基条件下Stock矢量的转化关系
表中，说为电磁信号两正交极化基上分量的功率之和，§!为电磁信号在两个正交极化 基上分量的功率之差，场为电磁信号两正交极化基上分量互Wigner-Ville分布的实部，免 为电磁信号两正交极化基上分量互Wigner-Ville分布的虚部。
[0020] (5)电磁环境评估单元 电磁环境评估单元结合特定电子信息系统工作时间、工作频率、射频保护比等参数，评 估针对于该电子信息系统的电磁环境复杂度。
[0021] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种电磁环境量测评估设备，包括测量系统和评估系统，其特征在于：测量系统设 计为四个部分，具体由测量天线阵、射频转换单元、实时频谱分析单元和极化分选网络组 成，所述评估系统为电磁环境评估单元，所述测量天线阵通过射频端口与射频转换单元相 连，射频转换单元、实时频谱分析单元、极化分选网络与电磁环境评估单元依次通过数据传 输线相连。2. 根据权利要求1所述的电磁环境量测评估设备，其特征在于：所述测量天线阵由垂 直、水平极化正交的天线组成，用于完成电磁环境中两个正交极化分量的测量。3. 根据权利要求2所述的电磁环境量测评估设备，其特征在于：所述射频转换单元将 获得的两个正交极化分量信号由射频到中频、基带转换。4. 根据权利要求3所述的电磁环境量测评估设备，其特征在于：所述实时频谱分析单 元采用快速FFT数据信号处理手段，将获得的两个正交极化分量信号进行宽带、实时、快 速、无损失的处理。5. 根据权利要求4所述的电磁环境量测评估设备，其特征在于：基于所述测量天线阵 接收得到两个正交极化分量，所述极化分选网络利用不同极化基条件下的转化关系得到与 电子信息系统相匹配的极化分量及其时频幅度谱。6. 根据权利要求5所述的电磁环境量测评估设备，其特征在于：所述电磁环境评估单 元结合特定电子信息系统工作时间、工作频率、射频保护比等参数，评估针对于该电子信息 系统的电磁环境复杂度。7. 根据权利要求6所述的电磁环境量测评估设备的测评估方法，其特征在于：首先，通 过测量天线阵完成电磁环境的测量，分别获得两个正交极化分量，再将接收的信号送入射 频转换单元实现两个正交极化分量信号由射频到中频、基带的转换，然后由实时频谱分析 单元完成对两个正交极化分量信号进行宽带、实时、快速、无损失的处理，最后通过极化分 选网络提取出与电子信息系统相匹配的极化分量信号。
【专利摘要】本发明属于电磁环境评估技术领域，涉及到一种电磁环境量测评估设备，包括测量系统和评估系统，测量系统设计为四个部分，具体由测量天线阵、射频转换单元、实时频谱分析单元和极化分选网络组成，所述评估系统为电磁环境评估单元，所述测量天线阵通过射频端口与射频转换单元相连，射频转换单元、实时频谱分析单元、极化分选网络与电磁环境评估单元依次通过数据传输线相连。本发明解决电子信息系统电磁环境影响评估的客观性问题，确定了获取影响电子信息系统的电磁环境要素所需的基础条件，同时解决了影响电子信息系统对应的电磁环境要素如何获取的问题，具有较强实用价值。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN104931820
【申请号】CN201510306118
【发明人】王健, 王瑞, 张江明, 李旭, 王先义
【申请人】中国电子科技集团公司第二十二研究所
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月5日