专利名称：能消除背景噪声的电磁检测系统及消除背景噪声的方法
技术领域：
本发明属于电磁环境检测技术领域，具体涉及一种能消除背景噪声的电磁检测系统及消除背景噪声的方法。
背景技术：
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测量电磁辐射，一般使用测量接收机或经过定标的频谱分析仪。这些都是选频设备，例如在测量某一大型电磁辐射源附近的电磁环境，在某一频率测量时，背景噪声中的同频信号对测量结果的准确性影响很大。这种背景噪声干扰与被测设备电磁辐射的频率相同，测量接收机或频谱分析仪是无法识别和区分到底哪个是噪声，哪个是被测设备的电磁辐射。因此，利用测量接收机或者频谱分析仪所测出的结果都是被测辐射源的电磁辐射与背景噪声的综合场强，无法准确的测出被测辐射源的电磁辐射场强。
目前，国内许多地方在作高压输电线路电磁辐射环境影响评价时，都发现有由于周边背景电磁噪声的影响，测量结果超过国家标准的现象，在这种情况下，利用现有的测量设备和技术就无法确定被测高压输电线路对电磁福射环境的影响，给电磁福射环境影响的评价和管理带来很大的困难。发明内容:
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种能消除背景噪声的电磁检测系统及消除背景噪声的方法，它是在进行电测检测时，采用两套相同的且同步工作的无线接收机，两套无线接收机分为主接收机与辅接收机，主接收机与辐射源之间的距离是辅接收机与辐射源之间距离的十倍以上，主接收机接收辐射源发出的电磁信号及背景噪声信号，辅接收机接收背景噪声信号，并将该噪声信号同步传输给主接收机，主接收机接收的噪声信号与辅接收机传来的噪声信号，在主接收机内进行相互抵消处理，从而使主接收机接收到的信号为纯净的电磁信号，并将该电磁信号发送给计算机处理，从而使电磁环境检测的测量结果准确，保证电磁辐射环境评价的准确可靠。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的:
一种能消除背景噪声的电磁检测系统，其中:包括主接收机、辅接收机及计算机，主接收机与辅接收机结构相同，均包括信号接收天线、放大滤波模块、GPS模块、同步模块、数字信号处理模块和无线通信模块，信号接收天线与放大滤波模块连接，放大滤波模块与数字信号处理模块连接，信号处理模块与无线通信模块连接，GPS模块上设置GPS天线，GPS模块与同步模块及数字信号处理模块连接，同步模块与数字信号处理模块连接，GPS模块提供秒脉冲信号，主接收机的无线通信模块将纯净的电磁信号数据发送给计算机。本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的主接收机、辅接收机及计算机均通过无线连接。本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的同步模块为数字锁相环，所述的数字信号处理模块为DSP处理器，所述的无线通信模块为无线串口通信模块。本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的主接收机及辅接收机均包含显示模块。
本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的数字信号处理模块上连接有温度传感器及湿度传感器。本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的GPS模块提供位置信息，给出测量时主接收机、辅接收机所在位置。一种利用上述能消除背景噪声的电磁检测系统消除电磁检测中背景噪声的方法，其中:它包括以下工艺步骤:
第一步:在被测辐射源的检测方向设置两台无线接收机，一台为主接收机，另一台为辅接收机，辅接收机与被测辐射源之间的距离>主接收机与被测辐射源之间距离的十倍；第二步:启动主接收机及辅接收机，主接收机的GPS模块及辅接收机的GPS模块提供秒脉冲IPPS信号，作为同步模块的参考输入，实现主接收机与辅接收机时钟频率和相位同步，使主接收机与辅接收机同步工作，实现主接收机与辅接收机米集信号、传输和处理时序的同步，主接收机接收被测辐射源发出的电磁信号及背景噪声信号，辅接收机接收背景噪声信号;
第三步:辅接收机通过无线通信模块把采集到的背景噪声信号数据发送给主接收机，同时主接收机通过无线通信模块接收辅接收机发送的背景噪声信号数据；
第四步:主接收机的数字信号处理模块将接收的背景噪声信号和被测信号的混合信号与辅接收机传来的背景噪声信号进行自适应噪声对消处理；实现消除电磁检测中背景噪声的目的，得到纯净的电磁信号，主接收机的无线通信模块将纯净的电磁信号数据发送给计算机，进行数据处理。本发明的技术方案还可以是这样实现的:所述的主接收机与辅接收机的ADC以同步的时钟作为采样时钟。本发明的有益效果为:
1、本发明是在进行电磁检测时，采用两套相同的且同步工作的无线接收机，两套无线接收机分为主接收机与辅接收机，主接收机与辐射源之间的距离是辅接收机与辐射源之间距离的十倍以上，主接收机接收辐射源发出的电磁信号及背景噪声信号，辅接收机接收背景噪声信号，并将该噪声信号同步传输给主接收机，主接收机接收的噪声信号与辅接收机传来的噪声信号，在主接收机内进行相互抵消处理，从而使主接收机接收到的信号为纯净的电磁信号，并将该电磁信号发送给计算机处理，从而使电磁环境检测的测量结果准确，保证电磁辐射环境评价的准确可靠。2、本发明的数字信号处理模块上连接有温度传感器及湿度传感器，在给出测量结果的同时，给出测量时的温湿度环境。3、本发明的数据传输全部采用无线传输，使主接收机、辅接收机可以不需有线连接而位于距离辐射源相差10倍以上距离的地方。能够有效的节约检测成本，且操作方便。4、本发明能够得出较为准确的电磁辐射场强，消除背景噪声对电磁辐射检测结果的影响，为电磁辐射检测结果的准确性及电磁辐射环境评价的可靠性提供条件。
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图1为本发明的结构示意 图2为本发明的主接收机或辅接收机的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2所示，一种能消除背景噪声的电磁检测系统，包括主接收机、辅接收机及计算机，主接收机与辅接收机结构相同，均包括信号接收天线、放大滤波模块、GPS模块、同步模块、数字信号处理模块和无线通信模块。信号接收天线与放大滤波模块连接，放大滤波模块与数字信号处理模块连接，信号处理模块与无线通信模块连接，GPS模块上设置GPS天线，GPS模块与同步模块及数字信号处理模块连接，同步模块与数字信号处理模块连接，GPS模块提供秒脉冲信号，主接收机的无线通信模块将纯净的电磁信号数据发送给计算机。所述的信号接收天线为磁棒天线；所述的同步模块为数字锁相环，采用AD9548以产生与GPS的秒脉冲同步的时钟；所述的GPS模块发送及接收秒脉冲信号；所述的数字信号处理模块为DSP处理器，采用TMS320F28335 ;所述的无线通信模块为无线串口通信模块；所述的数字信号处理模块上连接有温度传感器及湿度传感器；所述的放大滤波模块为中波调幅收音机芯片 D3839A。信号接收天线为磁棒天线，磁棒天线接收被测辐射源发出的电磁信号与背景噪声信号混合的信号，放大滤波模块将磁棒天线接收的信号进行放大滤波后传输给DSP处理器，GPS模块发送及接收秒脉冲IPPS信号；GPS模块的秒脉冲IPPS信号与同步模块相互配合实现主接收机与辅接收机时钟同步，同时GPS模块提供的秒脉冲IPPS信号实现主接收机与辅接收机数据采集、传输和处理时序同步，数字信号处理模块处理接收的信号，无线通信模块实现主接收机与辅接收机之间的数据传输和主接收机向计算机的数据传输。如图1所示，利用上述能消除背景噪声的电磁检测系统消除电磁检测中背景噪声的方法，其中:它包括以下工艺步骤:
第一步:在被测辐射源的检测方向设置两台无线接收机，一台为主接收机，另一台为辅接收机，辅接收机与被测辐射源之间的距离>主接收机与被测辐射源之间距离的十倍；第二步:启动主接收机及辅接收机，主接收机的GPS模块及辅接收机的GPS模块发送及接收秒脉冲IPPS信号，作为同步模块的参考输入，实现主接收机与辅接收机时钟频率和相位同步，使主接收机与辅接收机同步工作，实现主接收机与辅接收机采集信号、传输和处理时序的同步，主接收机与辅接收机的ADC以同步的时钟作为采样时钟，主接收机接收被测辐射源发出的电磁信号及背景噪声信号，辅接收机接收背景噪声信号；
第三步:辅接收机通过无线通信模块把采集到的背景噪声信号数据发送给主接收机，同时主接收机通过无线通信模块接收辅接收机发送的背景噪声信号数据；
第四步:主接收机的数字信号处理模块将接受的背景噪声信号与辅接收机发送的背景噪声信号进行自适应噪声对消处理；实现消除电磁检测中背景噪声的目的，得到纯净的电磁信号，主接收机的无线通信模块将纯净的电磁信号数据发送给计算机，进行数据处理。需要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。
权利要求
1.一种能消除背景噪声的电磁检测系统，其特征在于:包括主接收机、辅接收机及计算机，主接收机与辅接收机结构相同，均包括信号接收天线、放大滤波模块、GPS模块、同步模块、数字信号处理模块和无线通信模块，信号接收天线与放大滤波模块连接，放大滤波模块与数字信号处理模块连接，信号处理模块与无线通信模块连接，GPS模块上设置GPS天线，GPS模块与同步模块及数字信号处理模块连接，同步模块与数字信号处理模块连接，GPS模块提供秒脉冲信号，主接收机的无线通信模块将纯净的电磁信号数据发送给计算机。
2.根据权利要求1所述的能消除背景噪声的电磁检测系统，其特征在于:所述的主接收机、辅接收机及计算机均通过无线连接。
3.根据权利要求1所述的能消除背景噪声的电磁检测系统，其特征在于:所述的同步模块为数字锁相环，所述的数字信号处理模块为DSP处理器，所述的无线通信模块为无线串口通信模块。
4.根据权利要求1所述的能消除背景噪声的电磁检测系统，其特征在于:所述的主接收机及辅接收机均包含显示模块。
5.根据权利要求1所述的能消除背景噪声的电磁检测系统，其特征在于:所述的数字信号处理模块上连接有温度传感器及湿度传感器。
6.根据权利要求1所述的能消除背景噪声的电磁检测系统，其特征在于:所述的GPS模块提供位置信息，给出测量时主接收机、辅接收机所在位置。
7.利用权利要求1 6任一项所述的能消除背景噪声的电磁检测系统消除电磁检测中背景噪声的方法，其特征在于:它包括以下工艺步骤: 第一步:在被测辐射源的检测方向设置两台无线接收机，一台为主接收机，另一台为辅接收机，辅接收机与被测辐射源之间的距离>主接收机与被测辐射源之间距离的十倍； 第二步:启动主接收机及辅接收机，主接收机的GPS模块及辅接收机的GPS模块提供秒脉冲IPPS信号，作为同步模块的参考输入，实现主接收机与辅接收机时钟频率和相位同步，使主接收机与辅接收机同步工作，实现主接收机与辅接收机米集信号、传输和处理时序的同步，主接收机接收被测辐射源发出的电磁信号及背景噪声信号，辅接收机接收背景噪声信号; 第三步:辅接收机通过无线通信模块把采集到的背景噪声信号数据发送给主接收机，同时主接收机通过无线通信模块接收辅接收机发送的背景噪声信号数据； 第四步:主接收机的数字信号处理模块将接收的背景噪声信号和被测信号的混合信号与辅接收机传来的背景噪声信号进行自适应噪声对消处理；实现消除电磁检测中背景噪声的目的，得到纯净的电磁信号，主接收机的无线通信模块将纯净的电磁信号数据发送给计算机，进行数据处理。
8.根据权利要求7所述的消除电磁检测中背景噪声的方法，其特征在于:所述的主接收机与辅接收机的ADC以同步的时钟作为采样时钟。
全文摘要
本发明属于电磁环境检测技术领域，具体涉及一种能消除背景噪声的电磁检测系统及消除背景噪声的方法，它是在进行电磁检测时，采用两套相同的且同步工作的无线接收机，两套无线接收机分为主接收机与辅接收机，主接收机与辐射源之间的距离是辅接收机与辐射源之间距离的十倍以上，主接收机接收辐射源发出的电磁信号及背景噪声信号，辅接收机接收背景噪声信号，并将该噪声信号同步传输给主接收机，主接收机接收的噪声信号与辅接收机传来的噪声信号，在主接收机内进行相互抵消处理，从而使主接收机接收到的信号为纯净的电磁信号，并该电磁信号发送给计算机处理，从而使电磁环境检测的测量结果准确，保证电磁辐射环境评价的准确可靠。
文档编号H04B1/10GK103178860SQ20131007037
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者邹澎, 张延彬, 杨明珊, 马力 申请人:郑州大学