СПОСОБ И СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ Российский патент 2014 года по МПК G01R29/08 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу и системе мониторинга электромагнитных помех.

Уровень техники

Сигналы электромагнитных помех (ЭМП) излучаются большинством высоковольтной (HV) аппаратуры или оборудования. Эти сигналы или излучение обычно происходят в широком диапазоне частот и определяются в числе прочего рабочим напряжением, конструкцией и геометрией устройства, классом и состоянием изоляции. Кроме того, в зависимости от способа регистрации соответствующие спектры этих сигналов могут быть загрязнены составляющими внешних источников. В частности, спектры генератора ЭМП находятся в диапазоне от очень низких частот до около 1 ГГц. Наиболее важная составляющая этого диапазона находится в интервале приблизительно от 150 кГц до 250 МГц. Сигналы в этом диапазоне обычно имеют приближенное к нормальному распределение шумов и разброс между пиковым (РК) и квазипиковым (QP) значениями, который может достигать около 10 дБ.

Спектры ЭМП регистрируются с помощью аппаратуры обнаружения в частотной области, например, например, анализаторов спектра или измерительных приемников ЭМП (также известных как ВЧ-приемники или частотно-селективные вольтметры). Устройства этих типов являются относительно дорогими, и для надлежащего представления широкополосных хаотических сигналов ЭМП при использовании этих устройств обнаружения в частотной области необходимо очень длительное время считывания. Высокая стоимость этих устройств и необходимое длительное время считывания делают нецелесообразным широкое развертывание оперативных систем мониторинга в реальном времени на основе этих технологий обнаружения.

Другой альтернативный подход заключается в том, что регистрируют ряд представлений электромагнитного излучения во временной области, а затем в процессе последующей обработки компилируют из этих регистрации во временной области длительную последовательность импульсов, статистически репрезентативную для исходного излучения. Затем эту статистически репрезентативную последовательность импульсов обычно обрабатывают посредством кратковременного преобразования Фурье (КПФ) с целью получения спектрограммы, статистически репрезентативной для исходного излучения ЭМП. В частности, КПФ представляет собой последовательность быстрых преобразований Фурье (БПФ), при этом входными данными для каждого БПФ является подмножество всей последовательности импульсов, имеющее значительно меньшую длительность, чем вся последовательность импульсов. Путем последовательных БПФ обрабатывают смещенные с определенным шагом подмножества всей последовательности импульсов. В качестве результатов получают набор БПФ, каждое из которых отображает спектр излучения ЭМП в отличающийся момент времени. Такой набор БПФ называется спектрограммой. БПФ спектрограммы могут быть объединены друг с другом, в результате чего получают результаты, эквивалентные результатам при использовании приемника ЭМП. Методика объединения зависит от выбора детектора (пикового, квазипикового и т.д.). Такие системы обычно называют системами измерения ЭМП во временной области (TDEMI, от английского - time-domain electromagnetic interference).

В основу настоящего изобретения положена задача обеспечения более удобного мониторинга сигналов ЭМП и более экономически эффективного анализа сигналов во временной области.

Сущность изобретения

Согласно первой особенности изобретения предложен способ мониторинга электромагнитных помех, в котором:

регистрируют и(или) генерируют множество форм колебаний во временной области и множество диаграмм разброса,

сохраняют множество зарегистрированных или генерированных форм колебаний во временной области и диаграмм разброса,

применяют быстрое преобразование Фурье (БПФ) к каждой из сохраненных исходных форм колебаний во временной области с целью получения тем самым результатов БПФ,

сохраняют результаты БПФ в базе данных,

генерируют статистически репрезентативную спектрограмму в частотной области, исходя по меньшей мере из сохраненных результатов БПФ и диаграмм разброса или данных, связанных с диаграммами разброса,

объединяют БПФ, составляющие статистически репрезентативную спектрограмму, таким образом, чтобы эмулировать результат, который был бы получен с использованием приемника ЭМП (электромагнитных помех) или анализатора спектра, и

объединяют полученные результаты нескольких итераций этого процесса с целью получения спектра ЭМП, статистически эквивалентного действительному спектру ЭМП исследуемого источника сигнала.

Полученный спектр ЭМП может быть преимущественно аналогичным спектру ЭМП, который был бы получен с помощью приемника ЭМП.

В каждой итерации могут использоваться регистрации во временной области, полученные при различных конфигурациях регистрирующего оборудования. Тем самым можно выгодно получать конечный результат, охватывающий более широкий диапазон частот, чем было бы возможно иначе.

Способ может включать сохранение соответствующей спектрограммы в базе данных и(или) наглядное представление спектрограммы обычно пользователю.

Каждая обработанная регистрация во временной области может содержать по меньшей мере один импульс и соответствующее ему значение временного сдвига,.

При осуществлении способа:

измеряют пиковую амплитуду принятого импульса,

используют полученное значение временного сдвига и измеренную пиковую амплитуду с целью привязки регистрации во временной области к конкретному местоположению на диаграмме разброса с соответствующей отметкой времени, и

измеряют или вычисляют, исходя из этого местоположения на диаграмме разброса, величину интенсивности с целью по меньшей мере определения вероятной частоты повторения импульсов, сходных с принятым импульсом.

Способ может включать использование при генерации спектрограммы измеренной частоты повторения импульсов с целью отображения тем самым числа повторений импульса.

При осуществлении способа:

осуществляют, исходя из каждой диаграммы разброса, общий отсчет импульсов,

передают для каждой рассматриваемой частотной точки соответствующее значение каждого БПФ из спектрограммы в последовательности, определяемой таблицей задания последовательности, каскадному фильтру первого порядка с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ) в соответствующее время, определяемое результатом общего отсчета импульсов,

объединяют результаты БИХ-фильтрации с целью получения окончательного квазипикового спектра,

передают для каждой рассматриваемой частотной точки соответствующее значение каждого БПФ из спектрограммы алгоритму детектирования пиков, и

объединяют результаты алгоритма детектирования пиков с целью получения окончательного пикового спектра.

Способ может включать повторное осуществление для каждой из трех электрических фаз испытываемого оборудования.

Согласно второй особенности изобретения предложена система мониторинга электромагнитных помех, в которую входит:

модуль регистрации форм колебаний, выполненный с возможностью регистрации и(или) генерации множества форм колебаний во временной области,

модуль генерации диаграмм разброса, выполненный с возможностью генерации множества диаграмм разброса,

модуль приема данных, выполненный с возможностью приема множества зарегистрированных и(или) генерированных форм колебаний во временной области и диаграмм разброса,

модуль быстрого преобразования Фурье (БПФ), выполненный с возможностью применения анализа методом быстрого преобразования Фурье (БПФ) к каждой из принятых исходных форм колебаний во временной области и получения результатов БПФ,

база данных, предназначенная для хранения в ней результатов БПФ,

модуль генерации спектрограмм, выполненный с возможностью генерации статистически репрезентативной спектрограммы в частотной области, исходя по меньшей мере из сохраненных результатов БПФ и анализа диаграмм разброса, и

процессор, выполненный с возможностью:

объединения БПФ, составляющих статистически репрезентативную спектрограмму, таким образом, чтобы эмулировать результат, который был бы получен с использованием приемника ЭМП (электромагнитных помех) или анализатора спектра, и

объединения полученных результатов нескольких итераций этого процесса с целью получения спектра ЭМП, статистически эквивалентного действительному спектру ЭМП исследуемого источника сигнала.

В систему может входить модуль детектирования пиков (PK) и квазипиков (QP), выполненный с возможностью соответствующего применения алгоритмов детектирования PK и QP к результатам спектрограммы с целью получения результата в частотной области, статистически репрезентативного для исследуемого источника сигнала.

В систему может входить модуль коррекции амплитуд, выполненный с возможностью оперирования по меньшей мере с результатами, принимаемыми от модуля БПФ, с целью устранения влияния эквивалентного шума.

В систему может входить фильтр(ы) с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), выполненный(ые) с возможностью моделирования характеристик аналоговой схемы детектирования квазипиков постоянных заряда, разряда и счетчика обычного приемника ЭМП.

Модуль регистрации форм колебаний может быть сконфигурирован на создание и(или) генерацию нескольких различных наборов регистрации во временной области, каждый их которых создается при различных параметрах конфигурации.

Модуль коррекции амплитуд может быть предназначен для применения коррекции амплитуд с обратным фильтром с целью внесения поправки на ослабление низких частот, соответствующее зарегистрированным формам колебаний во временной области.

Модуль детектирования PK может быть предназначен для измерения пиковой амплитуды принятого импульса.

Процессор может быть предназначен для:

использования полученного значения временного сдвига и измеренной пиковой амплитуды принятого импульса с целью привязки регистрации во временной области к конкретному местоположению на диаграмме разброса с соответствующей отметкой времени, и

определения, исходя из этого местоположения на диаграмме разброса, величин интенсивности с целью по меньшей мере определения вероятной частоты повторения импульсов, сходных с принятым импульсом.

Модуль генерации спектрограмм может быть предназначен для использования измеренной частоты повторения при генерации спектрограммы с целью отображения числа повторений импульса.

Процессор может быть предназначен для:

осуществления, исходя из каждой диаграммы разброса, общего отсчета импульсов,

передачи для каждой рассматриваемой частотной точки соответствующего значения каждого БПФ из спектрограммы в последовательности, определяемой таблицей задания последовательности, каскадному фильтру первого порядка с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ) в соответствующее время, определяемое результатом общего отсчета импульсов,

объединения результатов БИХ-фильтрации с целью получения окончательного квазипикового спектра,

передачи для каждой рассматриваемой частотной точки соответствующего значения каждого БПФ из спектрограммы модулю детектирования PK, и

объединения результатов модуля детектирования PK с целью получения окончательного пикового спектра.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 показана блок-схема системы согласно одному из примеров осуществления,

на фиг.2 - высокоуровневая блок-схема способа согласно одному из примеров осуществления,

на фиг.3 - низкоуровневая блок-схема способа согласно одному из примеров осуществления и

на фиг.4 - более подробная блок-схема одного из шагов показанной на фиг.3 блок-схемы.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

В следующем далее описании в целях пояснения приведено множество конкретных подробностей, обеспечивающих полное понимание одного из примеров осуществление настоящего изобретения. Тем не менее, для специалистов в данной области техники ясно, что настоящее изобретение может быть реализовано на практике без этих конкретных подробностей.

Как показано на фиг.1, система мониторинга излучаемых оборудованием электромагнитных помех (ЭМП) согласно одному из примеров осуществления в целом обозначена позицией 10.

Система 10 обычно содержит множество компонентов или модулей, которые соответствуют функциональным задачам, выполняемым системой 10. В связи с этим подразумевается, что "модуль" в контексте описания содержит идентифицируемую часть кода, вычислительных или выполняемых команд, данных или вычислительного объекта для выполнения конкретной функции, операции, обработки или процедуры. Следовательно, модуль необязательно должен быть реализован программными средствами; модуль может быть реализован программными средствами, аппаратными средствами или путем сочетания программных и аппаратных средств. Кроме того, модули необязательно должны быть объединены в одно устройство и могут быть распределены среди множества устройств.

В систему 10 входит модуль 6 регистрации форм колебаний, который регистрирует сигналы во временной области. В одном из предпочтительных примеров осуществления регистрации во временной области, содержащиеся в одном файле, обычно именуются набором файлов. Модуль 6 регистрации форм колебаний может быть предназначен для регистрации и(или) генерации форм колебаний во временной области. Эти формы колебаний во временной области могут быть связаны с сигналами во временной области или исследуемым источником сигналов.

В систему 10 входит модуль 8 генерации диаграмм разброса, предназначенный для генерации по меньшей мере одной диаграммы разброса. Модуль 8 генерации диаграмм разброса предпочтительно генерирует множество диаграмм разброса. Следует учесть, что каждая диаграмма разброса представляет собой графическое отображение результатов, полученных во временной области и наложенных на определенный период времени. На ней отображаются только местные пики, а не полные традиционные регистрации во временной области. Диаграммы разброса являются трехмерными. По горизонтальной оси диаграммы разброса отображен определенный период времени, а по вертикальной оси отображена амплитуда сигнала. По оси яркости изображения отображены отсчеты сходных событий. Обычно диаграмма разброса содержит множество точек, отображающих максимумы амплитуды сигнала во временной области. Цветом каждой точки обозначено число таких событий. Диаграмма разброса служит эффективным показателем частоты появления события каждого типа во временной области.

В систему 10 входит модуль 12 приема данных, коммуникативно связанный с модулем 6 регистрации форм колебаний и модулем 8 генерации диаграмм разброса и предназначенный для приема по меньшей мере множества зарегистрированных сигналов во временной области и диаграмм разброса от модуля 6 регистрации форм колебаний и модуля 8 генерации диаграмм разброса, соответственно.

В систему 10 входит модуль 14 быстрого преобразования Фурье (БПФ) предназначенный для применения БПФ к каждому из принятых сигналов во временной области с целью получения результатов БПФ в форме представленных в частотной области спектров.

В систему 10 входит база 16 данных, коммуникативно связанная с модулем 14 БПФ и предназначенная по меньшей мере для хранения в нем результатов БПФ. В систему 10 также входит модуль 18 генерации спектрограмм, предназначенный для генерации статистически репрезентативной спектрограммы в частотной области, исходя по меньшей мере из результатов БПФ, сохраненных в базе данных. База 16 данных также предназначена для хранения в ней спектрограмм. В базе 16 данных также могут храниться генерированные диаграммы разброса.

В систему 10 также входит интерфейс 20 пользователя. Интерфейс 20 пользователя обычно содержит ГИП (графический интерфейс пользователя) с возможностью отображения на экране персонального компьютера, портативного компьютера, PDA (персонального цифрового ассистента) и т.п. Посредством ГИП пользователь имеет возможность просматривать, например, генерированные спектрограммы или любые другие соответствующие данные, хранящиеся в базе 16 данных.

Следует отметить, что каждый файл или регистрация во временной области, получаемое модулем 6 регистрации форм колебаний и принимаемое модулем 12 приема данных, обычно содержит множество импульсов, а также информацию с указанием задержек по времени между началом периода сигнала электрической сети и началом импульсов или иными словами, значения временных сдвигов. Система 10 анализирует эти принимаемые импульсы с целью измерения их пиковой амплитуды посредством модуля 22 измерения пиковой амплитуды.

Система 10 предназначена для использовании принимаемых значений сдвигов и измеренных значений пиковой амплитуды с целью привязки регистрации во временной области к конкретным местоположением на диаграмме разброса с соответствующей отметкой времени. В частности, система 10 использует упомянутые данные для привязки импульсов к вертикальной и горизонтальной осям времени на диаграммах разброса с соответствующей отметкой времени.

Система 10 предназначена для определения величины интенсивности, исходя из конкретных местоположений на диаграмме разброса, с целью тем самым по меньшей мере определения вероятной частоты повторения импульсов, сходных с принятым импульсом. Из-за неопределенности значений истинного сдвига и пиковой амплитуды при привязке регистрации во временной области к местоположению на диаграмме разброса должны быть предусмотрены определенные допуски.

Модуль генерации спектрограмм предназначен для использования измеренной частоты повторения с целью построения или генерации спектрограммы.

В одном из примеров осуществления база 16 данных предназначена для хранения результатов БПФ или набора представленных в частотной области спектров в массиве БПФ. Обычно системе 10 требуется ограниченное число результатов БПФ. Соответственно, массив БПФ предназначен для хранения необходимого числа последних по времени спектров по принципу памяти обратного магазинного типа. Затем показатели этих спектров вводятся в таблицу задания последовательности, которая определяет статистически репрезентативную спектрограмму.

В систему 10 входит процессор 17, предназначенный для объединения БПФ, составляющих статистически репрезентативную спектрограмму, таким образом, чтобы эмулировать результат, который был бы получен с использованием приемника ЭМП или анализатора спектра.

Процессор 17 также может быть предназначен для объединения полученных результатов нескольких итераций этого процесса с целью получения окончательного результата.

В таблице задания последовательности обычно содержится больше элементов, чем число рассматриваемых результатов БПФ. В одном из примеров осуществления показатель каждого результата БПФ несколько раз вводят в таблицу задания последовательности. Следует отметить, что число повторений каждого элемента в таблице задания последовательности и интервал между повторяющимися элементами заданы фактической частотой повторения, которая определяется на основании диаграммы разброса для каждой регистрации, как описано ранее.

В систему 10 входит модуль 24 детектирования пиков (PK) и квазипиков (QP) предназначенный для применения алгоритмов детектирования PK и QP к результатам спектрограмм. Это необходимо для получения результатов в частотной области, статистически репрезентативных для исследуемого источника сигнала и, соответственно, обладающих приемлемым сходством с результатами, которым были бы получены с использованием приемника ЭМП. В одном из примеров осуществления последовательность, в которой результаты БПФ поступают в модуль 24 детектирования PK и QP, определяется, например, таблицей задания последовательности.

Следует отметить, что массив БПФ и таблицы задания последовательности обновляют каждой новой группой сигналов, принимаемых модулем 12 приема данных или регистрируемых модулем 6 регистрации форм колебаний.

Модуль 24 детектирования PK и QP предназначен для анализа по одной частоте спектрограммы за один раз. Следует учесть, что пиковым значением для каждой рассматриваемой частотной точки согласно любому из БПФ из спектрограммы является результат пикового детектирования на этой частоте, принимаемый от модуля 24 детектирования PK и QP.

Модуль 24 детектирования PK и QP дополнительно предназначен для определения результата квазипикового детектирования также путем анализа по одной частоты спектрограммы за один раз. Значения спектрограммы для каждой рассматриваемой частотной точки пропускают через каскадный фильтр(ы) 26 первого порядка с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ). БИХ-фильтр(ы) 26 предназначены для моделирования характеристик аналоговой схемы детектирования квазипиков постоянных заряда, разряда и счетчика обычного приемника ЭМП. Процесс фильтрации повторяют на каждой частоте с использованием соответствующих значений спектрограммы и временных характеристик, как будет описано далее. В других вариантах осуществления для надлежащего взвешивания результатов или коэффициентов БИХ-фильтрации необходимо знать временной интервал между каждым БПФ их спектрограммы. В рассматриваемом примере осуществления предложен новый подход к определению статистически репрезентативного временного интервала. Сначала осуществляют общий отсчет импульсов, исходя из каждой диаграммы разброса. Затем, используя знание общего времени "жизни" диаграммы разброса, определяют соответствующий временной интервал между импульсами для использования в БИХ-фильтрах. В одном из предпочтительных вариантов осуществления эмпирически определяют время жизни для модуля 8 генерации диаграмм разброса. Время жизни определяют в том числе, исходят из конфигурации программного обеспечения и характеристик регистрирующего оборудования.

Его обычно повторно вычисляют для каждой диаграммы разброса, и обрабатывают каждую спектрограмму с использованием последних доступных значений.

Система 10 объединяет результаты, принимаемые от БИХ-фильтра 26, с целью получения окончательного квазипикового спектра.

В систему 10 также входит модуль 28 коррекции амплитуд, предназначенный для оперирования по меньшей мере с результатами, принимаемыми от модуля 14 БПФ. В одном из примеров осуществления модуль 28 коррекции амплитуд предназначен для устранения по меньшей мере влияния эквивалентной шумовой полосы (ENBW, от английского - equivalent noise bandwidth), соответствующей дискретным частотным спектрам. Модуль 28 корректирует каждый дискретный частотный спектр (т.е. БПФ) с целью устранения влияния ENBW, соответствующей оборудованию модуля 6 регистрации форм колебаний, который используется для регистрации форм колебаний во временной области.

Модуль 28 коррекции амплитуд вносит в результат БПФ новую ENBW, эквивалентную ENBW фильтра промежуточной частоты (ПЧ) обычного приемника ЭМП, с целью эмуляции характеристик обычного приемника ЭМП. Следует отметить, что на различных частотах используются различные полосы ПЧ.

В одном из примеров осуществления модуль 12 приема данных принимает данные регистрации во временной области от модуля 6 регистрации форм колебаний. Следовательно, частотное разрешение результатов БПФ ограничено параметрами модуля 6 регистрации форм колебаний. Обычно на эффективность отрицательно влияют такие характеристики, как конечная глубина памяти доступного оборудования регистрации во временной области, выбор параметров конфигурации оборудования во избежание наложения спектров и показатели ENBW, зависящие от этих параметров

В одном из примеров осуществления реализовано новое решение с целью получения соответствующего частотного разрешения и динамического диапазона во всей необходимой полосе частот.

Согласно этому новому решению модуль 6 регистрации форм колебаний сконфигурирован на создание нескольких различных наборов регистрации во временной области, каждый из которых создается при различных параметрах конфигурации. Соответственно, модуль приема данных заведомо сконфигурирован на прием множества наборов регистрации во временной области с различными тщательно выбранными параметрами конфигурации регистрации. Каждый из различных наборов регистрации обеспечивает результаты, содержащие участки оптимального разрешения в различных полосах частот.

При этом каждой диаграмме разброса, получаемой модулем 8 генерации диаграмм разброса, соответствует одна или несколько групп регистрации во временной области, полученных при переменных параметрах конфигурации. Следовательно, система 10 предназначена для обработки всех групп регистрации во временной области. В свете предыдущих пояснений все группы могут приниматься модулем 24 детектирования PK и QP для описанной выше обработки. Кроме того, система 10 предназначена для объединения групп с целью получения выходных спектров, охватывающих весь расчетный диапазон частот, как описано ранее.

Модуль 28 коррекции амплитуд дополнительно предназначен для применения коррекции амплитуд с обратным фильтром с целью внесения поправки на ослабление низких частот, которое происходит вследствие взаимодействия модуля 6 регистрации форм колебаний и преобразователей, от которых внешняя система принимает сигналы во временной области.

Далее будет описано применение изобретения со ссылкой на фиг.2-4. Проиллюстрированные на фиг.2-4 блок-схемы примеров способа будут описаны со ссылкой на фиг.1, хотя следует учесть, что примеры способа также применимы к другим (не проиллюстрированным) системам.

На фиг.2 показана блок-схема способа согласно одному из примеров осуществления, который в целом обозначен позицией 30.

При осуществлении способа 30 на шаге 32 регистрируют и(или) принимают множество зарегистрированных форм колебаний во временной области и множество диаграмм разброса. Зарегистрированные формы колебаний во временной области регистрируются (или генерируются) модулем 6 регистрации форм колебаний и принимаются посредством модуля 12 приема данных в виде файла/файлов, как описано ранее.

Способ 30 может включать генерацию и(или) сохранение множества форм колебаний во временной области и диаграмм разброса.

Затем на шаге 34 способа 30 посредством модуля 14 БПФ применяют БПФ к каждой из принятых исходных форм колебаний во временной области с целью получения тем самым результатов БПФ в форме представленных в частотной области спектров.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления способа 30 на шаге 36 сохраняют результаты БПФ в базе 16 данных. Результаты обычно хранятся в массиве БПФ, как описано ранее.

На шаге 38 способа 30 посредством модуля 18 генерации спектрограмм также генерируют статистически репрезентативную спектрограмму в частотной области, исходя по меньшей мере из сохраненных результатов БПФ. Соответственно, подразумевается, что модуль 18 генерации спектрограмм управляет генерацией и степенью заполнения таблицы задания последовательности с целью генерации тем самым спектрограммы, как описано ранее.

На шаге 40 способа 30 необязательно сохраняют генерированную соответствующую спектрограмму в базе 16 данных. Вместо этого или дополнительно при осуществлении способа 30 представляют генерированную спектрограмму пользователю посредством интерфейса 20 пользователя.

Способ 30 может предпочтительно включать объединение (не показано) БПФ, составляющих статистически репрезентативную спектрограмму, таким образом, чтобы эмулировать результат, который был бы получен с использованием приемника ЭМП или анализатора спектра.

Способ 30 также может предпочтительно включать объединение (не показано) полученных результатов нескольких итераций с целью получения окончательного результата. Этим окончательным результат преимущественно является спектр ЭМП, преимущественно статистически эквивалентный действительному спектру ЭМП, который был бы получен с использованием приемника ЭМП.

На фиг.3 и 4 показана другая блок-схема способа согласно одному из примеров осуществления, который в целом обозначен позицией 50 (на фиг.3). На шаге 52 способа 50 составляют список доступных наборов файлов регистрации во временной области. Очевидно, что это может осуществляться системой 10, исходя из файлов, созданных модулем 6 регистрации форм колебаний и принятых модулем 12 приема данных.

На шаге 54 способа 50 считывают очередной набор файлов регистрации во временной области.

На шаге 56 способа 50 принимают и считывают соответствующие диаграммы разброса, созданные модулем 8 генерации диаграмм разброса и принятые модулем 12 приема данных.

Затем на шаге 58 способа 50 обрабатывают каждый набор файлов зарегистрированных сигналов во временной области. При этом следует отметить, что блок-схема 70 (на фиг.4) соответствует шагу 58 обработки. Иными словами, на фиг.4 проиллюстрированы шаги способа обработки каждого набора файлов.

В частности, на шаге 72 способа 70 обработки каждого набора файлов посредством модуля 22 измерения пиковой амплитуды определяют временной сдвиг и пиковую амплитуду каждой регистрации, как описано ранее.

На шаге 74 способа 70 оценивают принятые диаграммы разброса с целью определения числа импульсов, представленных диаграммой разброса на протяжении е известного времени жизни. Это делается с целью определения временного интервала между следующими один за другим БПФ, указанными в таблице задания последовательности, как описано ранее.

На шаге 76 способ 70 проверяют каждую регистрация во временной области на срезание. На шаге 76 способа 70 также применяют или осуществляют БПФ в отношении регистрации во временной области, как описано ранее.

На шаге 78 способа 70 посредством модуля 28 коррекции амплитуд вносят в каждый результат БПФ поправку на ENBW, соответствующую модулю 6 регистрации форм колебаний, как описано ранее. Следует отметить, что в каждый результат БПФ вносят поправку на ENBW оборудования, используемого для регистрации формы колебаний во временной области.

На шаге 80 способа 70 посредством модуля 28 коррекции амплитуд дополнительно применяют поправку на ENBW к каждому результату БПФ с целью преимущественной имитации или эмуляции приемника ЭМП, как описано ранее.

На шаге 82 способа 70 также определяют местоположение каждой регистрации во временной области на соответствующей диаграмме разброса и рассчитывают ее встречаемость или частоту повторения, как описано ранее.

На шаге 84 способа 70 сохраняют по меньшей мере каждый новый результат БПФ, его сдвиг и пиковые значения в базе 16 данных.

На шаге 86 способа 70 измеряют или вычисляют новые коэффициенты БИХ-фильтрации, как описано ранее.

Наконец, на шаге 88 способа 70 определяют, сколько копий каждого результата БПФ должно быть введено в таблицу задания последовательности, которая определяет спектрограмму, как описано ранее.

Возвращаясь к проиллюстрированному на фиг.3 способу 50, на шаге 60 передают спектрограмму и коэффициенты БИХ-фильтрации модулю 24 детектирования PK и QP для обработки, как описано ранее.

Затем на шаге 62 способа 50 объединяют результаты обработки одной или нескольких групп регистрации (каждая из которых получена при различных конфигурациях модуля 6 регистрации форм колебаний) в один набор выходных спектров, как описано ранее.

Следует отметить, что на шаге 64 способа 50 посредством модуля 28 коррекции амплитуд также применяют обратную поправку на характеристики преобразователя принимаемых сигналов, как описано ранее.

Наконец, на шаге 66 способа 50 проверяют, изменился ли список доступных регистрации во временной области, и, если это так, способ 50 переходит к шагу 54 считывания очередного набор регистрации.

Если список доступных регистрации во временной области не изменился, система 10 ожидает, пока в модуль 6 регистрации форм колебаний и модуль 8 генерации диаграмм разброса не поступят новые данные.

Следует учесть, что описанные способы применяют к каждой отображаемой фазе, например, красной, белой, синей фазам.

В описанном изобретении предложен удобный, экономически эффективный способ регистрации и мониторинга спектров ЭМП. Изобретение позволяет в реальном времени осуществлять мониторинг спектров ЭМП, исходя из непрерывно обновляемых регистрации во временной области. Оно также может применяться для воссоздания результатов при последующей обработке. В изобретении предложен уникальный способ расчета статистически репрезентативной частоты повторения каждого из регистрируемых во временной области импульсов. В изобретении предложен способ объединения спектров, получаемых на основании различных наборов регистрации во временной области, которые получены при различных параметрах регистрации. За счет этого конечный результат охватывает более широкий диапазон частот, чем было бы возможно иначе.

Группа изобретений относится к способу и системе мониторинга электромагнитных помех. Способ мониторинга электромагнитных помех, характеризующийся тем, что регистрируют и генерируют множество форм колебаний во временной области и множество диаграмм разброса; сохраняют множество зарегистрированных и генерированных форм колебаний во временной области и диаграмм разброса; применяют быстрое преобразование Фурье (БПФ) к каждой из сохраненных форм колебаний во временной области с целью получения тем самым результатов БПФ; сохраняют результаты БПФ в базе данных; генерируют статистически репрезентативную спектрограмму в частотной области на основании сохраненных результатов БПФ и диаграмм разброса или данных, связанных с диаграммами разброса; объединяют БПФ, составляющие статистически репрезентативную спектрограмму, таким образом, чтобы эмулировать результат, который был бы получен с использованием приемника электромагнитных помех (ЭМП) или анализатора спектра; и объединяют полученные результаты нескольких итераций этого процесса с целью получения спектра ЭМП, статистически эквивалентного действительному спектру ЭМП, относящемуся к исследуемому источнику сигнала. Также заявлена система, реализующая указанный способ. Технический результат заключается в расширении диапазона частот. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ мониторинга электромагнитных помех, в котором:
регистрируют и(или) генерируют множество форм колебаний во временной области и множество диаграмм разброса;
сохраняют множество зарегистрированных и(или) генерированных форм колебаний во временной области и диаграмм разброса;
применяют быстрое преобразование Фурье (БПФ) к каждой из сохраненных форм колебаний во временной области с целью получения тем самым результатов БПФ;
сохраняют результаты БПФ в базе данных;
генерируют статистически репрезентативную спектрограмму в частотной области на основании по меньшей мере сохраненных результатов БПФ и диаграмм разброса или данных, связанных с диаграммами разброса;
объединяют БПФ, составляющие статистически репрезентативную спектрограмму, таким образом, чтобы эмулировать результат, который был бы получен с использованием приемника электромагнитных помех (ЭМП) или анализатора спектра; и
объединяют полученные результаты нескольких итераций этого процесса с целью получения спектра ЭМП, статистически эквивалентного действительному спектру ЭМП, относящемуся к исследуемому источнику сигнала.

2. Способ по п.1, в котором в каждой итерации используют регистрации во временной области, полученные при различных конфигурациях регистрирующего оборудования.

3. Способ по п.1, в котором сохраняют соответствующую спектрограмму в базе данных и(или) представляют спектрограмму пользователю.

4. Способ по п.1, в котором каждая обработанная регистрация во временной области содержит по меньшей мере один импульс и соответствующее ему значение временного сдвига.

5. Способ по п.4, в котором:
измеряют пиковую амплитуду принятого импульса;
используют полученное значение временного сдвига и измеренную пиковую амплитуду для привязки регистрации во временной области к конкретному местоположению на диаграмме разброса с соответствующей отметкой времени; и
измеряют или вычисляют, исходя из этого местоположения на диаграмме разброса, величину интенсивности с целью по меньшей мере определения вероятной частоты повторения импульсов, сходных с принятым импульсом.

6. Способ по п.5, в котором используют измеренную частоту повторения при генерации спектрограммы, чтобы тем самым отобразить число повторений импульса.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором:
обеспечивают, исходя из каждой диаграммы разброса, общий отсчет импульсов;
передают для каждой рассматриваемой частотной точки соответствующее значение каждого БПФ из спектрограммы в последовательности, определяемой таблицей задания последовательности, каскадному фильтру первого порядка с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ) в соответствующее время, определяемое результатом общего отсчета импульсов;
объединяют результаты БИХ-фильтрации для получения окончательного квазипикового спектра;
передают для каждой рассматриваемой частотной точки соответствующее значение каждого БПФ из спектрограммы алгоритму детектирования пиков; и
объединяют результаты алгоритма детектирования пиков с целью получения окончательного пикового спектра.

8. Система мониторинга электромагнитных помех, содержащая:
модуль регистрации форм колебаний, выполненный с возможностью регистрации и(или) генерации множества форм колебаний во временной области;
модуль генерации диаграмм разброса, выполненный с возможностью генерации множества диаграмм разброса;
модуль приема данных, выполненный с возможностью приема множества зарегистрированных и(или) генерированных форм колебаний во временной области и диаграмм разброса;
модуль быстрого преобразования Фурье (БПФ), выполненный с возможностью применения анализа методом БПФ к каждой из принятых исходных форм колебаний во временной области и получения результатов БПФ;
база данных для хранения результатов БПФ;
модуль генерации спектрограмм, выполненный с возможностью генерации статистически репрезентативной спектрограммы в частотной области, исходя по меньшей мере из сохраненных результатов БПФ и анализа диаграмм разброса; и
процессор, выполненный с возможностью:
объединения БПФ, составляющих статистически репрезентативную спектрограмму, таким образом, чтобы эмулировать результат, который был бы получен с использованием приемника электромагнитных помех (ЭМП) или анализатора спектра, и
объединения полученных результатов нескольких итераций этого процесса с целью получения спектра ЭМП, статистически эквивалентного действительному спектру ЭМП исследуемого источника сигнала.

9. Система по п.8, содержащая модуль детектирования пиков (РК) и квазипиков (QP), выполненный с возможностью соответствующего применения алгоритмов детектирования РК и QP к результатам спектрограммы с целью получения результата в частотной области, статистически репрезентативного для исследуемого источника сигнала.

10. Система по п.8, содержащая модуль коррекции амплитуд, выполненный с возможностью оперирования по меньшей мере с результатами, принимаемыми от модуля БПФ, с целью устранения влияния эквивалентного шума.

11. Система по п.8, содержащая фильтр(ы) с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), выполненный(ые) с возможностью моделирования характеристик аналоговой схемы детектирования квазипиков постоянных заряда, разряда и счетчика обычного приемника ЭМП.

12. Система по п.8, в которой модуль регистрации форм колебаний сконфигурирован на создание нескольких различных наборов регистрации во временной области, каждый их которых создается при различных параметрах конфигурации.

13. Система по п.10, в которой модуль коррекции амплитуд выполнен с возможностью применения коррекции амплитуд с обратным фильтром для внесения поправки на ослабление низких частот, соответствующее зарегистрированным формам колебаний во временной области.

14. Система по п.9, в которой модуль детектирования РК выполнен с возможностью измерения пиковой амплитуды принятого импульса.

15. Система по п.14, в которой процессор, выполнен с возможностью:
использования полученного значения временного сдвига и измеренной пиковой амплитуды принятого импульса с целью привязки регистрации во временной области к конкретному местоположению на диаграмме разброса с соответствующей отметкой времени; и
определения, исходя из этого местоположения на диаграмме разброса, величин интенсивности с целью по меньшей мере определения вероятной частоты повторения импульсов, сходных с принятым импульсом.

16. Система по п.15, в которой модуль генерации спектрограмм выполнен с возможностью использования измеренной частоты повторения при генерации спектрограммы с целью отображения числа повторений импульса.

17. Система по любому из пп.11-16, в которой процессор выполнен с возможностью:
обеспечения, исходя из каждой диаграммы разброса, общего отсчета импульсов;
передачи для каждой рассматриваемой частотной точки соответствующего значения каждого БПФ из спектрограммы в последовательности, определяемой таблицей задания последовательности, каскадному фильтру первого порядка с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ) в соответствующее время, определяемое результатом общего отсчета импульсов;
объединения результатов БИХ-фильтрации для получения окончательного квазипикового спектра;
передачи для каждой рассматриваемой частотной точки соответствующего значения каждого БПФ из спектрограммы модулю детектирования РК; и
объединения результатов модуля детектирования РК с целью получения окончательного пикового спектра.