【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电气工程，尤其涉及一种滤波自混频宽频电磁辐射低采样感测方法。
技术介绍
1、越来越多的电力电子装置被应用于新型电力系统，其中功率半导体器件作为最基础的关键部分。如何在实际使用过程中感知功率半导体器件全寿命周期的电、热、绝缘等状态，成为重要且亟待解决的问题。
2、现有功率半导体器件状态监测方法包括接触式和非接触式两种。接触式主要是通过测量实际电路的电压、电流和温度等信号，借助于信号处理实现健康状态的评估。然而，此方法需要测量很多信号，且需要在实际设备中安装测量装置，是一种侵入式的检测方法，不符合工程实际要求。非接触式主要包括红外成像、光谱成像、超声等方式。其中，红外成像和光谱成像的相关设备不利于在线实时检测，且主要提取物体表面状态；超声方式易受空间噪声干扰，且检测设备昂贵。因此，亟需发展新的符合工程实际要求的非接触式功率半导体器件及电力电子装置在线实时状态监测方法。
3、对于功率半导体器件，电压和电流的快速上升和下降时间以及高频开关使其产生丰富的电磁辐射信号。在已有的研究中，电磁辐射信号已成功应用于电机故障诊断和电缆故障定位等场合。然而，对于功率半导体器件及电力电子装置的电磁辐射信号，相关工作主要集中于电磁兼容等方向，工程上还未有案例将电磁辐射信号应用于功率半导体器件的电、热、绝缘等状态监测。其中一方面原因是缺乏电磁辐射高性能感测方法的研究。
4、功率半导体器件以脉冲开关的方式工作，从傅里叶级数的角度可知，其会产生较宽频带的电磁辐射信号，且电磁辐射信号的宽范围频带中包含着丰富的器件
5、对于接触式状态信号感测方法，侵入式的操作、复杂的额外硬件电路以及对实际工程的干扰性使其难以真正地应用于工程实践。
6、对于非接触式状态信号感测方法，红外成像、光谱成像主要提取物体表面特征、超声的介质传播特性导致其易受干扰，其现有非接触式的传感方案都需要昂贵的检测设备。
7、上述两类状态信号感测方法由于侵入性或难以检测物体内部状态等问题，都不是功率半导体器件及电力电子装置的优选方案。
8、在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种滤波自混频宽频电磁辐射低采样感测方法，通过精细化滤波电路的设计和自混频技术的使用，解决现有传感方法中采样设备分辨率和电磁辐射信号频带的相互矛盾。低成本和简单的实现方式使其适合在现场带电检测中应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术的一种滤波自混频宽频电磁辐射低采样感测方法包括：
4、多天线阵列选取，其中，根据所要感测的频带中心频率选取第一个天线，然后依次向低频和高频处拓展天线的数量以得到频带连续的多天线阵列；
5、多天线阵列检测宽频电磁辐射信号后经过放大和滤波环节，其中，宽频电磁辐射信号放大后经由滤波电路滤波，将宽频电磁辐射信号的频带分割为多个连续的频带；
6、通过相邻低频区电磁辐射信号和高频区电磁辐射信号相乘实现自混频，高频区电磁辐射信号被称之为原始信号，低频区电磁辐射信号被称之为偏置信号，混频信号频率为原始信号和偏置信号的频率差值；
7、采用低分辨率采样设备低分辨率采样；
8、复现宽频电磁辐射信号，基于自混频的逆运算将所有频带的电磁辐射信号复现为宽频带电磁辐射信号。
9、所述的方法中，所述滤波电路采用有源电路和无源电路的混合形式，无源电路作为辐射信号输入侧滤波电路以初步进行频带分割，有源电路作为辐射信号输出侧滤波电路以精细化滤波。
10、所述的方法中，相邻低频区和相邻高频区的频带宽度相等且连续，自混频后的信号频带相等且均为最低频带的频率。
11、所述的方法中，低分辨率采样采样方式为并行多通道采样、串行单通道采样或串行/并行混合采样。
12、所述的方法中，滤波环节包括低通、带通和高通滤波。
13、所述的方法中，将宽频电磁辐射信号的频带平均分割为多个连续的频带且所有频带的带宽均相等。
14、所述的方法中，复现包括频率、峰值和相位特征。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
16、1、本专利技术基于有源无源混合精细化滤波电路，将频带连续的多天线阵列检测的宽频电磁辐射信号分区，实现了电磁辐射信号频带的精细化分割。
17、2、自混频技术将低频区电磁辐射信号用于相邻高频区电磁辐射信号的偏置信号，实现不需要外接偏置源的自混频方法，从实现方式上更为简单。
18、3、本专利技术在基于自混频技术将宽频电磁辐射信号全部搬移到低频信号区的基础上，实现了低采样率设备对宽频电磁辐射信号的有效感测。
19、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种滤波自混频宽频电磁辐射低采样感测方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，所述滤波电路采用有源电路和无源电路的混合形式，无源电路作为辐射信号输入侧滤波电路以初步进行频带分割，有源电路作为辐射信号输出侧滤波电路以精细化滤波。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相邻低频区和相邻高频区的频带宽度相等且连续，自混频后的信号频带相等且均为最低频带的频率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，低分辨率采样采样方式为并行多通道采样、串行单通道采样或串行/并行混合采样。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，滤波环节包括低通、带通和高通滤波。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将宽频电磁辐射信号的频带平均分割为多个连续的频带且所有频带的带宽均相等。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，复现包括频率、峰值和相位特征。
【技术特征摘要】
1.一种滤波自混频宽频电磁辐射低采样感测方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，所述滤波电路采用有源电路和无源电路的混合形式，无源电路作为辐射信号输入侧滤波电路以初步进行频带分割，有源电路作为辐射信号输出侧滤波电路以精细化滤波。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相邻低频区和相邻高频区的频带宽度相等且连续，自混频后的信号频带相等且均为最低频带的频率。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：任明，代东雷，杨章，周丹，李端姣，蔡玲珑，姜烁，邰彬，董明，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。