一种基于数字化模型的电磁兼容指标优化分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于数字化模型的电磁兼容指标优化分配方法，其技术方案为首先分析干扰频点的频率并通过计算机仿真得到整改总体指标；然后对各可调整因素进行优化仿真，结合工程实际中所需的耗费，得到效用－耗费比关系的数字化模型；基于该模型提取各调整因素的边际效用曲线；最后依据等边际效用理论得出最佳分配指标。在本发明专利技术的指标分配中，主要是针对电磁兼容三要素中各要素整改时所涉及的效用－耗费比关系，提取其中每个整改要素的边际效用。根据实际情况中整改效果边际效用递减的原理，在各分指标之和符合总体指标要求的情况下，当各要素的边际效用相等时，可达到指标分配的最佳效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电磁兼容指标分配的方法，具体地说，是一种基于数字化模型结 合最大效用原则来对电磁兼容指标进行优化分配方法。
技术介绍
机载通信平台系统包括多套发射和接收设备，大功率的发射机和高灵敏度的接收 机都安装在有限的空间内，电磁信号密集，使得在这一局部空间内通信设备间可能形成严 重的相互干扰，导致通信设备工作性能下降。为了改善电磁兼容性能，通常要从电磁兼容三 要素干扰设备、干扰途径、受扰设备着手。针对一般电子电器设备，对经过电磁兼容预测、 仿真、分析、测试后，针对已出现电磁兼容问题的频点进行整改工作，需要将总体整改指标 分配到整个干扰耦合路径的可调整要素中去。在以往的电磁兼容整改中，没有明确量化的 分配标准，使得对于分配的指标在实施过程中，很难达到最优化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出，该电磁 兼容指标分配基于一种基于数字化模型结合最大效用原则的方法，数字化模型是将许多复 杂系统中多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起来模型，作 为供进一步数据挖掘的支撑性模型。在该方法中，针对电磁兼容三要素中各要素整改时所 涉及的效用-耗费比关系的数字化模型，提取其中每个整改要素的边际效用。根据实际情 况中整改效果边际效用递减的原理，在各个分指标之和符合总体指标要求的情况下，当各 要素的边际效用相等时，可达到指标分配的最优化效果。本专利技术的，其分配方法是针对 电磁兼容三要素中各要素整改时所涉及的效用-耗费比关系的数字化模型，提取其中每个 可整改要素的边际效用；然后根据实际情况中整改效果边际效用递减的原理，在各个分指 标之和符合总体指标要求的情况下，当各要素的边际效用相等时，达到指标分配的最优化 效果；指标优化分配包括有下列四个处理步骤第一步骤分析干扰频点的频率并通过计算机仿真得到整改总体指标；第二步骤对各可调整要素进行优化仿真，结合工程实际，拟合效用_耗费比关系 数字化模型；第三步骤提取各可调整要素的边际效用曲线；第四步骤依据等边际效用理论得出最佳分配指标。附图说明图1是构建各可整改要素效用_耗费比关系数字化模型图。图2是各可整改要素边际效用递减关系图。图3是本专利技术等边际效应原理图。图4是本专利技术等边际效应下整改指标分配图。 具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术的，通过四个步骤进行 指标优化分配，在该方法中，针对电磁兼容三要素中各要素整改时所涉及的效用-耗费比 关系的数字化模型，提取其中每个整改要素的边际效用。根据实际情况中整改效果边际效 用递减的原理，在各个分指标之和符合总体指标要求的情况下，当各要素的边际效用相等 时，可达到指标分配的最优化效果。四个步骤是指第一步骤分析干扰频点的频率并通过计算机仿真得到整改总体指标；第二步骤对各可调整要素进行优化仿真，结合工程实际，拟合效用_耗费比关系 数字化模型；第三步骤提取各要素的边际效用曲线；第四步骤依据等边际效用理论得出最佳分配指标。下面将对各个步骤的处理进行详细的说明第一步分析干扰频点的频率并通过计算机仿真得到整改总体指标在有噪工作环境下，干扰设备的带外发射Pt落入受扰设备工作频带范围之内时， 就会对受扰设备产生潜在干扰可能。当这一带外发射要经过干扰设备线缆损耗Atl、干扰设 备天线增益Gt、空间衰减Aspare、受扰设备天线增益&、受扰设备线缆损耗Ari等5个过程会 对受扰设备产生端口处的干扰，可得dB(噪声的能量单位)形式表达的链路噪声干扰关系 式Pi = Pt-Atl+Gt-Aspace+Gr-Ari⑴当等效到受扰设备输入端口的链路噪声Pi (简称为等效噪声干扰Pi)超过受扰设 备的干扰门限NT时，受扰设备就会受到干扰。而Pi-NT就是要整改的系统总整改指标T，即 T = Pi-NT ；利用计算机仿真软件ADS (2008U2版)对干扰设备、传输线、受扰设备进行建模仿 真，得到带外发射Pt、干扰设备线缆损耗Atl、受扰设备线缆损耗Ari以及受扰设备干扰门限 NT等四个值。利用计算机仿真软件FEKO(5. 4版)对收发两端天线、空间传输进行建模仿真 可得到发射机天线增益Gt、空间衰减Aspare、受扰设备天线增益4。利用公式(1)，可以得到 受扰设备输入端口的等效噪声干扰Pi,进一步可得到需要调整的系统总整改指标T，其中T = Pi-NT = Pt-Atl+Gt-Aspace+Gr-Arl_NT(2)在此步骤中，可以量化地预测到准确数值的电磁兼容总体指标，并将该电磁兼容 总体指标分配到七个(带外发射Pt、干扰设备线缆损耗Atl、干扰设备天线增益Gt、空间衰减 Aspare、受扰设备天线增益4、受扰设备线缆损耗Ari、受扰设备干扰门限NT)可以分配电磁兼 容指标的可调整要素中去。第二步对各可调整要素进行优化仿真，结合工程实际，拟合效用-耗费比关系数 字化模型由公式(1)可知一方面当减小带外发射Pt、干扰设备天线增益Gt、受扰设备天线 增益另一方面当增大干扰设备传输线线缆损耗Atl、空间衰减Asp_、受扰设备传输线线缆损耗Ari、受扰设备干扰门限NT时，都会有益于改善系统的电磁兼容性能，在指标分配时 就需要将系统总整改指标T分配到以上七个具体可调整要素中去。系统总整改指标分配关 系式如下T= (- Δ Pt) + Δ Atl+ (- Δ Gt) + Δ Aspace+ (- Δ Gr) + Δ Arl+ Δ NT= - (Δ Pt+Δ Gt+Δ Gr) + Δ Atl+ Δ Aspace+ Δ Arl+ Δ NT(3)令1\=(-APt),T2= AAtl, T3= (-Δ Gt)，T4 = AAspace, T5= (-AGr),T6= Δ Arl, T7 = Δ ΝΤ，则系统总整改指标分配关系简化表示为T = Τ1+Τ2+Τ3+Τ4+Τ5+Τ6+Τ7(4)式中，-△ Pt表示干扰设备的带外发射分配指标，Δ Atl表示干扰设备的传输线线缆 的损耗分配指标，-AGt表示干扰设备的天线增益分配指标，AAspace表示干扰途径的空间衰 减分配指标，-AGr表示受扰设备天线增益分配指标，Δ Arl表于受扰设备的传输线线缆的损 耗分配指标，ΔNT表于受扰设备的干扰门限分配指标。针对以上七个可调整要素，每一个可调整要素都有特定的工程特性，包括干扰设 备的干扰特性、干扰途径的隔离度特性，受扰设备的敏感度特性。在本专利技术中的-△ Pt特性，对于改善此类特性，一般可采取带外滤波，增强机箱屏 蔽效果，良好接地等整改措施。这些不同整改措施效果不尽相同，根据相应措施在计算机仿 真软件ADS中对实际工程可调整措施进行仿真从而验证并得出调整的效用-耗费比值。将 这些整改措施的效用-耗费曲线依照其比值从大到小进行排序，形成对于干扰设备的带外 发射Pt进行整改的效用_耗费比曲线U1 (C)，即第一效用-耗费比曲线U1 (C)。在本专利技术中的△ Atl特性，对于改善此类特性，一般可采用更换传输线缆，增强带 外衰减效果，优化机上线缆布局等整改措施，这些不同整改措施效果不尽相同，根据相应 措施在计算机仿真软件ADS中对实际工程可调整措施进行仿真从而验证并得出调整的效 用-耗费比值。将这些整改措施的效用-耗费曲线依照其比值从大到小进行排序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数字化模型的电磁兼容指标优化分配方法，其特征在于：该分配方法是针对电磁兼容三要素中各要素整改时所涉及的效用－耗费比关系的数字化模型，提取其中每个可整改要素的边际效用；然后根据实际情况中整改效果边际效用递减的原理，在各个分指标之和符合总体指标要求的情况下，当各要素的边际效用相等时，达到指标分配的最优化效果；指标优化分配包括有下列四个处理步骤：第一步骤：分析干扰频点的频率并通过计算机仿真得到整改总体指标；第二步骤：对各可调整要素进行优化仿真，结合工程实际，拟合效用－耗费比关系数字化模型；第三步骤：提取各可调整要素的边际效用曲线；第四步骤：依据等边际效用理论得出最佳分配指标。

【技术特征摘要】
一种基于数字化模型的电磁兼容指标优化分配方法，其特征在于该分配方法是针对电磁兼容三要素中各要素整改时所涉及的效用 耗费比关系的数字化模型，提取其中每个可整改要素的边际效用；然后根据实际情况中整改效果边际效用递减的原理，在各个分指标之和符合总体指标要求的情况下，当各要素的边际效用相等时，达到指标分配的最优化效果；指标优化分配包括有下列四个处理步骤第一步骤分析干扰频点的频率并通过计算机仿真得到整改总体指标；第二步骤对各可调整要素进行优化仿真，结合工程实际，拟合效用 耗费比关系数字化模型；第三步骤提取各可调整要素的边际效用曲线；第四步骤依据等边际效用理论得出最佳分配指标。2.根据权利要求1所述的一种基于数字化模型的电磁兼容指标优化分配方法，其特 征在于在第一步骤中，若存在有噪工作环境条件下，干扰设备的带外发射Pt落入受扰设 备工作频带范围之内时，就会对受扰设备产生潜在干扰，应用可得dB形式表达的链路噪声 干扰关系为Pi = Pt-Atl+Gt-Aspace+Gr-Ari ；当等效到受扰设备输入端口的链路噪声Pi超过受 扰设备的干扰门限NT时，受扰设备就会受到干扰；而Pi-NT就是要整改的系统总整改指标 T = Pi-NT ；利用dB形式表达的链路噪声干扰关系Pi = Pt-Atl+Gt-Aspace+Gr-Arl能够得到受 扰设备输入端口的等效噪声干扰Pi,进一步得到需要调整的系统总整改指标T = Pi-NT = Pt-Atl+Gt-Aspace+Gr-AriNT ；Pt表示带外发射，Atl表示带外发射经过干扰设备线缆的损耗，Gt表示干扰设备天线增 益，Aspace表示空间衰减，Gr表示受扰设备天线增益，Arl表示受扰设备线缆损耗。3.根据权利要求1所述的一种基于数字化模型的电磁兼容指标优化分配方法，其特征 在于在第二步骤中，由dB形式表达的链路噪声干扰关系Pi = Pt-Atl+Gt-Aspace+Gr-Arl可知， 一方面当减小带外发射Pt、干扰设备天线增益Gt、受扰设备天线增益& ；另一方面当增大干 扰设备传输线线缆损耗Atl、空间衰减Aspare、受扰设备传输线线缆损耗Ari、受扰设备干扰门 限NT时，都会有益于改善系统的电磁兼容性能，在指标分配时就需要将机载通信平台系统 总整改指标T分配到以上七个具体可调整要素中去；则系统总整改指标分配关系为T = (“Δ Pt) + Δ Atl+ (- Δ Gt) + Δ Aspace+ (- Δ Gr) + Δ Arl+ Δ NT ；=-(Δ Pt+ Δ Gt+ Δ Gr) + Δ Atl+ Δ Asp...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏东林，倪子楠，陈文青，戴飞，王涛，廖意，白天明，麻智超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]