[发明专利]一种电缆同步局放采集判断方法

权利要求书

1.一种电缆同步局放采集判断方法，其特征在于，包括测试系统，所述测试系统包括若干高频电流传感器、若干高速采样单元、数据处理单元和计算机；

若干高频电流传感器间隔连接在电缆上，所述高频电流传感器与高速采样单元一一对应连接；同时，第一高速采样单元与数据处理单元相连，数据处理单元与计算机相连；两两相邻的数据处理单元通过光纤连接；

若干高频电流传感器形成若干数据采集点，数据采集点之间通过光纤串联实现数据并发传送；

采用数字选频式检测方式，分别对中心频率、带宽进行数字调整，并拟合成多通道采集波形显示在计算机屏幕上，供使用者观察和判断。

2.根据权利要求1所述的一种电缆同步局放采集判断方法，其特征在于，其中，带宽调整利用协方差矩阵结构，调整方式如下：

y(t)＝x(t)+e(t)t＝0,1,2,``````,N-1

其中，a是幅度，是相位，ω_c是信号中心频率，ω_B是信号带宽，N是数据序列长度，e(t)是均值为零，方差为σ²的复高斯加性噪声，它与信号相位相互独立；

假定a＞0，ω_c∈(-π,π)，ω_B为一确定值，在(-π,π)间均匀分布；

定义向量：

y(t)＝[y(t)，…，y(t+m-1)]^T，t＝0，…，M-1

其中，M＝N-m+1，当窗长m比正弦波数量大时，协方差矩阵R＝E[y(t)y^H(T)]为低秩时，利用root-MUSINC算法，通常情况下R是未知的，需要构造一个采样协方差矩阵：

首先建立向量与矩阵间的关系：

y(t)＝x(t)+e(t)t＝0,1,2,``````,M-1

其中，x(t)＝D(ω_c)b(ω_B,t)x(t)

D(ω_c)＝diag[a(e^iωc)]

其中，a(z)＝[1z```z^m-1]^T

因此，由以上可以得到采样协方差矩阵：

其中，P＝a²，且

为噪声的影响，它的均值为σ²I，R_x可以写成：

R_x＝PD(ω_c)B_M(ω_B)D^H(ω_c)

上式中的B_M(ω_B)为Hermitian矩阵，它的第(k,1)个元素可以由下求得

其中，M为采样数；

同时，引入基于子空间的方法，由于协方差矩阵是近似欠秩的，可以将分解为信号子空间的噪声子空间，对于满秩矩阵是没有信号子空间和噪声子空间的，将其认作虚子空间，下面将R和分解为虚子空间：

R＝UΛU^H+VΓV^H

其中，UΛU^H是虚信号的部分，VΓV^H是虚噪声的部分；

具体的算法为：令A(R,d)表示root-MUSIC算法，d表示协方差矩阵R估计出的频率数目，定义：

A(R，d)＝{v₁，…，v_d}

假定中心频率ω_c＝0，则算法满足A(B_M,1)＝0，由于信号在频域内是对称的频谱，则有

A(B_M(ω_B)，2)＝{-v/2v/2}

定义频率间隔为：

g_M(ω_B)＝v

当频率间隔g_M(ω_B)和带宽ω_B是一一对应的函数关系时，则带宽可以由频率间隔决定，所以通过root-MUSIC估计两个频率：

由此，可以得到带宽：