本發(fā)明涉及一種多頻電磁敏感度試驗(yàn)的優(yōu)化分組方法，屬于敏感度測試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電磁兼容作為電子產(chǎn)品中一個非常突出的要素，它要求設(shè)備具有符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的電磁敏感度和電磁發(fā)射能力。為考察設(shè)備的電磁敏感度，GJB 151B-2013對電磁敏感度的試驗(yàn)要求和測量給出規(guī)定。對被試品進(jìn)行步進(jìn)式掃描時，設(shè)備需要在每一個調(diào)諧頻率上至少駐留3s或被試品的響應(yīng)時間(取大者)。當(dāng)測試頻率很多時，試驗(yàn)就存在耗時長的問題。

北京航空航天大學(xué)提出的現(xiàn)有的傳導(dǎo)敏感度多頻測試系統(tǒng)，是先對待測頻率進(jìn)行分組測試，然后對分組測試中表現(xiàn)出敏感現(xiàn)象的分組所包含的頻率進(jìn)行逐一測試。由于敏感度測試耗時和測試的次數(shù)成正相關(guān)，多頻分組測試減小了測試的次數(shù)，但該測試系統(tǒng)進(jìn)行多頻測試時，由于信號源輸出功率的限值，每組內(nèi)頻率的選擇在保證總功率均衡分配的基礎(chǔ)上，使每組內(nèi)測試頻率點(diǎn)數(shù)盡可能多，雖然比GJB 151B-2013測試效率提高了一些，但總體測試效率還是無法滿足實(shí)際需求，因此測試效率有需要提高。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明應(yīng)運(yùn)而生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多頻電磁敏感度試驗(yàn)的優(yōu)化分組方法，從分組效率的角度入手，假設(shè)被試系統(tǒng)為線性系統(tǒng)，且信號源的輸出功率不受限的情況下，通過分析測試頻率的個數(shù)和可能的敏感頻率個數(shù)之間的關(guān)系，設(shè)置分組中最優(yōu)的測試頻率個數(shù)，并在每輪分組測試后去除未表現(xiàn)出敏感現(xiàn)象的分組，縮小測試頻率個數(shù)的范圍，使分組測試的效率得到更大的提高。

本發(fā)明技術(shù)解決方案：一種多頻電磁敏感度試驗(yàn)的優(yōu)化分組方法，步驟如下：

步驟一、獲取測試信息。根據(jù)被試品的特性，確定被試品的測試頻率范圍，并由GJB 151B-2013(MIL-STD-461G)中對電磁敏感度試驗(yàn)的步進(jìn)要求計算出被試品的測試頻率，被試品測試頻率的總數(shù)為A。用戶根據(jù)被試品或同類產(chǎn)品之前的敏感度測試經(jīng)驗(yàn)，給出被試品可能存在的最大的敏感頻率的個數(shù)B。

步驟二、獲得分組參數(shù)。根據(jù)步驟一給出的頻率信息，給出最優(yōu)的分組情況：測試的分組次數(shù)每次分組的組數(shù)為eB。

步驟三、進(jìn)行分組測試。將所有待測頻率平均分成eB組，對各個組進(jìn)行敏感度測試，測試結(jié)束后，去除未表現(xiàn)敏感現(xiàn)象的分組包含的頻率。

步驟四、重復(fù)執(zhí)行次步驟三。(次要取整)。

步驟五、上述過程完成分組測試，然后對分組測試剩余的頻率進(jìn)行逐次測試，判斷他們是否為敏感頻率。

以下對上述的分組參數(shù)進(jìn)行說明：

假設(shè)某一敏感度測試的測試頻率總數(shù)為A，根據(jù)以往的測試經(jīng)驗(yàn)給出該被試品可能的最大敏感頻率個數(shù)為B，A、B均為正整數(shù)。完成對該被試品敏感度測試需要進(jìn)行k(k為正整數(shù))輪分組測試；并要求每輪的分組數(shù)大于可能的最大敏感頻率個數(shù)，這樣總存在不含有敏感頻率的分組，即該組未出現(xiàn)敏感現(xiàn)象，就可以將該組包含的頻率去除，達(dá)到縮小測試頻率個數(shù)的目的，又由于分組數(shù)小于最大測試頻點(diǎn)個數(shù)，所以設(shè)每輪測試的組數(shù)依次為m₁B、m₂B、…、m_kB(m₁、m₂、…、m_k為大于1的系數(shù))。分組過程考慮最不理想的情況，即每個組中只有一個敏感頻率，此時本發(fā)明分組測試方法所提高的效率為提高的最低效率。由于在分組過程中，多次對A進(jìn)行除法操作，為便于計算，假設(shè)A取值滿足對其作除法運(yùn)算后余數(shù)為零。分組過程如表1所示：

表1分組測試過程

根據(jù)表1可知，要篩選出所有敏感頻率，進(jìn)行測試的次數(shù)y包含兩部分，分別為分組測試的次數(shù)m₁B、m₂B、…、m_kB，和逐個測試的次數(shù)所以得到總測試次數(shù)：

$y=m_{1}B+m_{2}B+...+m_{k}B+\frac{A}{m_1{m}_2...m_k}---\left(1\right)$

由于最優(yōu)分組方法的目的是保證總測試次數(shù)最少，所以應(yīng)該求證m₁、m₂、…、m_k為多少時，y能取到最值。令y分別對m₁、m₂、…、m_k求一階導(dǎo)、二階導(dǎo)，并令一階導(dǎo)數(shù)為零，以y對m₁求導(dǎo)為例，為y對m₁的一階導(dǎo)數(shù)，為y對m₁的二階導(dǎo)數(shù)：

$y_{m_1}^{\′}=B-\frac{A}{m_1^2{m}_2...m_k}=0---\left(2\right)$

$y_{m_1}^{\′\′}=\frac{2A}{m_1{m}_2{m}_4...m_k}{m}_1^{-3}\>0---\left(3\right)$

解得：

$m_1=\sqrt{\frac{A}{{\mathrm{Bm}}_1{m}_2\mathrm{...}{m}_k}}---\left(4\right)$

$y_{m_1}^{\′\′}>0---\left(5\right)$

同理有：

$m_2=m_3=...=m_k=\sqrt{\frac{A}{{\mathrm{Bm}}_1{m}_2\mathrm{...}{m}_k}}---\left(6\right)$

$y_{m_2}^{\′\′}>0,y_{m_3}^{\′\′}>0,...,y_{m_k}^{\′\′}>0---\left(7\right)$

分別為y對m₂、m₃、m_k的二階導(dǎo)數(shù)。所以，各輪分組的組數(shù)為一個固定常數(shù)時，設(shè)為m₁＝m₂…＝m_k＝m，能使總的測試次數(shù)取到最值，并且由于y對m的二階導(dǎo)數(shù)大于零，所以此時y取得最小值。于是，表1的分組過程可以轉(zhuǎn)換為表2所示：

表2分組測試過程

此時，完成敏感度測試要檢測的次數(shù)為：

$y=kmB+\frac{A}{m^k}---\left(8\right)$

在以上論述的基礎(chǔ)上，討論k、m為何值時，使得y最小。y分別對k、m求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)為零：

y′_m＝kB-Akm^-k-1＝0 (9)

y′_k＝mB-Am^-klnm＝0 (10)

y′_m、y′_k分別為y對m、k的一階導(dǎo)數(shù)，解得：m＝e,即每輪分組的組數(shù)為常數(shù)eB。y關(guān)于k、m的二階導(dǎo)為：

y″_mm＝A(k+1)km^-k-2 (11)

y″_mk＝Am^-k(lnm)² (12)

y″_mk＝B+Akm^-k-1lnm-Am^-k-1 (13)

y″_mm為y對m的二階導(dǎo)數(shù)，y″_kk為y對k的二階導(dǎo)數(shù)，y″_mk為y對m先求一階導(dǎo)數(shù)，再對k求二階導(dǎo)數(shù)，將m＝e,代入上述式子，得到：

y″_kk＝eB (14)

$y_{mm}^{\′\′}=\frac{B}{e}ln\frac{A}{B}(ln\frac{A}{B}-1)---\left(15\right)$

$y_{km}^{\′\′}=B(ln\frac{A}{B}-1)---\left(16\right)$

由于

${y_{km}^{\′\′}}^2-y_{mm}^{\′\′}{y}_{kk}^{\′\′}=B^2(1-ln\frac{A}{B})---\left(17\right)$

且

y″_kk＝eB>0 (18)

所以當(dāng)時，y″_km²-y″_mmy″_kk<0,此時為y的最小值。所以，m＝e,為最優(yōu)的分組方法，即共進(jìn)行輪分組，每輪分組組數(shù)為eB，e為自然常數(shù)，約等于2.71828，本發(fā)明實(shí)施實(shí)例取2.70或2.71。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明與北航現(xiàn)有的敏感度測試相比，北航現(xiàn)有的多頻測試從功率受限的角度入手，每組內(nèi)頻率的選擇考慮功率高低搭配，在保證總功率均衡分配的基礎(chǔ)上，使每組內(nèi)測試頻率點(diǎn)數(shù)盡可能多，測試效率受到了限制；本發(fā)明則在北航傳導(dǎo)敏感度測試系統(tǒng)上從最優(yōu)分組方法(最高效分組方法)入手，考慮了每組最優(yōu)的測試頻率個數(shù)，并在每次分組測試后減少測試頻率的總數(shù)，縮小測試范圍，使分組測試的效率得到更大的提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明多頻電磁敏感度試驗(yàn)的優(yōu)化分組方法測試流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明提出多頻電磁敏感度試驗(yàn)的最優(yōu)化分組方法，包括下列處理步驟：

步驟一、獲取測試信息。根據(jù)被試品的工作頻帶，確定被試品的測試頻帶范圍，并由GJB151B-2013中對電磁敏感度試驗(yàn)的步進(jìn)要求計算出被試品的測試頻率，如被試品測試頻率的總數(shù)為A＝10000。根據(jù)被試品或同類產(chǎn)品之前的敏感度測試經(jīng)驗(yàn)，如以往測試中常見的敏感頻率和敏感頻率的數(shù)量，給出被試品可能存在的最大的敏感頻率的個數(shù)為B＝100。

步驟二、獲得分組參數(shù)。根據(jù)步驟一給出的頻率信息，并通過上述分析確定最優(yōu)的分組方法：eB＝270，即共進(jìn)行3次分組，每次分組的組數(shù)約為270。

步驟三、進(jìn)行分組測試。將所有待測頻率平均分成270組，對各個組進(jìn)行敏感度測試，測試結(jié)束后，去除未表現(xiàn)敏感現(xiàn)象的分組包含的頻率。

步驟四、重復(fù)執(zhí)行3次步驟三(此處對取整)。

步驟三、四用下表來說明。在計算過程中可能存在有余數(shù)，這里對計算結(jié)果做適當(dāng)處理，由于求解過程中的余數(shù)都比較小，與測試頻率個數(shù)10000相比很小，不予考慮。e的取值盡量使本次分組的頻率總數(shù)接近上次分組的剩余頻率數(shù)，所以第一、三次分組e取2.70，第二次分組e取2.71。

步驟五、上述過程完成分組測試，下面對分組測試剩余的頻率進(jìn)行逐次測試，判斷他們是否為敏感頻率。

根據(jù)上述測試步驟，當(dāng)總測試頻率個數(shù)為A為10000，可能的最大敏感頻點(diǎn)個數(shù)B為100時，需要進(jìn)行輪分組測試，每輪的分組數(shù)eB約為270，分組測試次數(shù)為270+271+270＝811次，逐個測試要進(jìn)行466次測試，多頻電磁敏感度試驗(yàn)的優(yōu)化分組方法共需要進(jìn)行811+466＝1277次測試，與逐個檢測進(jìn)行10000次測試相比，效率提高87％。