一种获得电磁脉冲测量系统传输系数的方法技术方案

本发明专利技术解决了现有通过时域标准方波标定获得传输系数的方法未充分利用待测信号先验信息，测量精度可进一步提升的问题，提供了一种基于测量系统频域响应标定结果和待测波形库的传输系数计算方法。包括以下步骤：步骤1：获得电磁脉冲测量系统的频率响应，并构建待测波形库A，并获得待测波形库A中每个波形特征点的值；步骤2：计算每个波形经过电磁脉冲测量系统后的输出波形，并获得输出波形特征点的值；步骤3：基于步骤1中每个波形特征点的值，以及步骤2中对应波形经过电磁脉冲测量系统后，输出波形特征点的值，计算得到电磁脉冲测量系统的传输系数k，本发明专利技术提出的方法提高了传输系数法的测量精度，实用性强。实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种获得电磁脉冲测量系统传输系数的方法


[0001]本专利技术涉及一种电磁脉冲测量系统传输系数的获得方法，具体涉及一种根据待测波形和测量系统频率响应的先验知识，通过计算得到电磁脉冲测量系统传输系数的方法。

技术介绍

[0002]根据电磁脉冲测量系统输出估计被测信号有两种方法：一是结合测量系统的频率响应，通过一系列的滤波、傅里叶变换、补偿等方法恢复被测信号，但是此方法后端处理针对性强，对使用者要求高；二是传输系数法，该方法的原理是：当电磁脉冲测量系统的带宽相对于被测信号足够宽时，可认为电磁脉冲测量系统的输出与输入具有相同的波形，仅在幅值上不同，传输系数定义为标准输入脉冲波形幅值与输出波形的幅值之比，通过方波在时域标定获得，然后利用传输系数乘以电磁脉冲测量系统的响应即可得到待测信号的测量值，此方法简单易操作，在工程上应用广泛。
[0003]但是一般电磁脉冲测量系统带宽有限，且在工作频带内频率响应存在一定的抖动，现有方法中，采用方波对传输系数进行时域标定的方法未考虑待测波形的频谱特点，测得的传输系数精度相对较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有通过时域标准方波标定获得传输系数的方法未充分利用待测信号先验信息，测得的传输系数精度相对较低的问题，提供了一种获得电磁脉冲测量系统传输系数的方法。
[0005]本专利技术的设计思路为：
[0006]依据待测信号的先验信息和测量系统的频率响应，数学仿真测量过程，得到待测信号经过测量系统经过输出，通过一个数学公式计算得到考虑了待测信号先验知识的传输系数。
[0007]为了完成上述思路，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种获得电磁脉冲测量系统传输系数的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0009]步骤1：获得电磁脉冲测量系统的频率响应H(jω)，并根据待测波形的先验信息构建待测波形库A，以及获得待测波形库A中每个波形特征点的值，其中，待测波形库A中包括L个波形；
[0010]步骤2：根据步骤1中的H(jω)以及待测波形库A的L个波形,计算每个波形经过电磁脉冲测量系统后的输出波形，并获得输出波形特征点的值；
[0011]步骤3：基于步骤1待测波形库A中每个波形特征点的值，以及步骤2中对应波形经过电磁脉冲测量系统后，输出波形特征点的值，通过以下公式计算电磁脉冲测量系统的传输系数k；
[0012][0013]其中，x
i,c
表示待测波形库A中,第i个波形特征点的值，u
i,c
表示待测波形库A中第i个波形经过电磁脉冲测量系统后的输出波形特征点的值。
[0014]进一步的，步骤1中，通过产品说明书或者标定结果获得所述电磁脉冲测量系统的频率响应H(jω)。
[0015]进一步的，步骤2中，通过以下公式计算所述每个波形经过电磁脉冲测量系统后的输出波形：
[0016][0017]其中,x
i
表示待测波形库A中,第i个波形，和分别表示傅里叶变换和傅里叶反变换，u
i
表示待测波形库A中,第i个波形经过电磁脉冲测量系统后的输出波形，j为虚数，ω为角频率。
[0018]进一步的，步骤1中，所述待测波形为双指数波形；
[0019]所述先验信息包括双指数波形的前沿tr的范围和半宽tw的范围。
[0020]进一步的，步骤1中，所述根据待测波形的先验信息构建待测波形库A的方法如下：
[0021]设定前沿步进步长为U，半宽步进步长为P，则在前沿tr的范围[Q，W]和半宽tw的范围[R，F]内，可以形成L＝((W
‑
Q)/U+1)((F
‑
R)/P+1)个待测波形。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果具体如下:
[0023]1、本专利技术提供了一种基于电磁脉冲测量系统频率响应标定结果和待测波形库的传输系数计算方法，充分利用了待测信号的先验知识和测量系统的频率响应，提高了传输系数法的测量精度。
[0024]2、通过本专利技术计算得到的传输系数，可直接用于待测信号的特征值估计，实用性强。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例的流程。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0027]本专利技术提出一种获得电磁脉冲测量系统传输系数的方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
[0028]步骤1：获得电磁脉冲测量系统的频率响应H(jω)、并根据待测波形的先验信息构建待测波形库A，以及获得待测波形库A中每个波形特征点的值，其中，待测波形库A中包括L个波形，根据实际需要特征点可为待测波形的峰值、平顶峰值等，在本实例中，采用的待测波形为双指数波形，先验信息包括双指数波形的前沿tr的范围和半宽tw的范围，双指数波形的前沿范围和半宽范围通过专家经验或仿真计算获得，选择双指数波形的峰值作为特征点的值；
[0029]A、获得电磁脉冲测量系统的频率响应H(jω)，其中，j为虚数，ω表示角频率；
[0030]以一个电磁脉冲测量系统为例，需保证，所选电磁脉冲测量系统的带宽、尺寸、可用前沿、测量范围、波形保真度等应满足测试要求；
[0031]本实例中，设电磁脉冲电流测量系统具有与1阶低通巴特沃斯滤波器相同的频率响应，且3dB频带宽度为70MHz；
[0032]具体的，也可通过产品说明书或者标定结果获得电磁脉冲电流测量系统的频率响应H(jω)；
[0033]B、根据待测波形的先验信息构建待测波形库A，并获得待测波形库A中每个波形特征点的值方法如下：
[0034]已知待测波形为双指数波形，设tr和tw的区间范围分别为[5ns,10ns]和[60ns,100ns]，步长分别为0.5ns和1ns，其中tr表示双指数波形峰值的10％～90％前沿，tw表示双指数波形峰值的50％～50％半宽，前沿tr和半宽tw这两个区间内随意组合，可以形成451个波形，451个波形构成待测波形库A,即L＝451；
[0035]根据每个波形，获得每个波形的峰值，峰值即为特征点的值，本实例中设所有波形的峰值均为1；
[0036]步骤2：如图1所示，根据H(jω),计算待测波形库A中每个波形经过电磁脉冲测量系统后的输出波形，并获得输出波形特征点的值；
[0037]步骤2中，输出波形特征点的选取与步骤1中波形的特征点的选取相同，均为峰值；
[0038]具体的:
[0039]通过以下公式计算每个波形经过电磁脉冲测量系统后的输出波形：
[0040][0041]其中,x
i
表示待测波形库A中,第i个波形，和分别表示傅里叶变换和傅里叶反变换；u
i
表示待测波形库A中,第i个波形经过电磁脉冲测量系统后的输出波形，j为虚数，ω为角频率；
[0042]如表1所示，给出几组输出波形峰值：
[0043]表1
[0044本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种获得电磁脉冲测量系统传输系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获得电磁脉冲测量系统的频率响应H(jω)，并根据待测波形的先验信息构建待测波形库A，以及获得待测波形库A中每个波形特征点的值，其中，待测波形库A中包括L个波形；步骤2：根据步骤1中的H(jω)以及待测波形库A的L个波形,计算每个波形经过电磁脉冲测量系统后的输出波形，并获得输出波形特征点的值；步骤3：基于步骤1待测波形库A中每个波形特征点的值，以及步骤2中对应波形经过电磁脉冲测量系统后，输出波形特征点的值，通过以下公式计算电磁脉冲测量系统的传输系数k；其中，x
i,c
表示待测波形库A中,第i个波形特征点的值，u
i,c
表示待测波形库A中第i个波形经过电磁脉冲测量系统后的输出波形特征点的值。2.根据权利要求1所述的一种获得电磁脉冲测量系统传输系数的方法，其特征在于：步骤1中，通过产品说明书或者标定结果获得所述电磁脉冲测量系统的频率响应H(jω)。3.根据权利要求2所述的一种获得电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨静，崔志同，朱志臻，董亚运，邱孟通，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：