[发明专利]利用小波变换提取电磁泄漏信号的电磁环境测试系统

权利要求书

1.利用小波变换提取电磁泄漏信号的电磁环境测试系统，其特征是，包括：

宽带天线，用于接收电磁环境或电子设备周围的泄漏电磁场信号，将其转变为电压信号；

频谱仪，对天线传送过来的信号进行采集、滤波、检波，将连续信号转变为数字处理信号；

带有GPIB卡的测控计算机包括加载的电磁环境测试控件，用于控制频谱仪按设定参数输出信号；用于对得到的采集信号进行处理；

所述的对得到的采集信号进行处理的流程步骤：至少一个利用小波变换和基于概率确定背景阈值的方法进行电磁信号的提取，至少一个利用互相关算法进行电磁环境动态特性分析；

所述的利用小波变换和基于概率确定背景阈值的方法，其过程如下：

i)采用db3的低频分解滤波器ld和高频分解滤波器hd对频谱仪传送给计算机的采样信号S进行四层分解，分解成高频系数CD1，CD2，CD3，CD4和低频系数CA1，CA2，CA3，CA4；

ii)分别对高频系数CD1，CD2，CD3，CD4进行滤波处理，采用软阈值公式：

thr=σ2ln(n)/0.6745,]]>

式中：thr为计算后得到的软阈值，n为采样点个数，σ为信号S的标准差；滤波的高频系数公式为：

x(i)=sgn(x(i))·(|x(i)|-thr)|x(i)|>thr0|x(i)|≤thr]]>

式中，x(i)为第i个点的幅度值；

修改后的高频系数为CDD1，CDD2，CDD3，CDD4；

iii)对低频系数和修改后的高频系数采用低频重构滤波器lr和高频重构滤波器hr对信号进行重构，得到重构后的信号S′；

iiii)对重构后的信号S′提取信号特征，分为以下两步：

a)利用概率确定背景阈值，这是由于背景幅度值处在同一个范围的，该方法可以有效的克服采用极值方法中存在突变而导致信号错误提取的问题；通过分析，背景阈值在采样信号当中一定为出现次数最多的值，首先判断不同幅值的个数k，计算发生概率i∈[1，k]；

式中：N为每次采样点的总数，n_i为第i个幅值的出现次数，比较得到最大的η，找出对应的幅度值V，确定它为背景阈值；

b)用重构后的信号S’中每个频率点的幅度和V进行比较，超出部分确认为信号，并通过计算得到信号的带宽；

所述的电磁环境动态特性分析是利用互相关算法分析在不同时间段内相同频段内测试获得的电磁频谱信号改变的情况，其算法步骤如下：

1)从电磁环境监测信号中选取一段对应于时间段[t₁，t₁+τ]的已测频段信号，把它作为互相关的比对信号{X(i)i＝1，2...K}；其中K为信号序列长度，τ为测试的时间间隔；

2)选取另一时间段[t₂，t₂+τ]所测的相同频段信号作为需要比对的信号{Y(i)，i＝1，2...K}；

3)利用互相关公式计算它们的互相关系数，其中：j为偏移自变量；j＝0～K；

4)利用互相关系数判断电磁环境的改变情况，当ρ_xy(j)≤0.9时，判断电磁环境发生改变。