[发明专利]一种基于小波去噪的长线屏蔽线缆转移阻抗测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于小波去噪的长线屏蔽线缆转移阻抗测试系统，其特征在于，包括双通道的示波器、振荡电路、信号脉冲发射器、夹具、阻抗匹配网络、参考导体平面、电位器和激励源，所述双通道的示波器用于接收响应信号，所述振荡电路用于生成模拟外部电磁场干扰，所述信号脉冲发射器用于产生高频激励信号，阻抗匹配网络用于抑制测量系统中信号反射，参考导体平面用于形成外回路，所述电位器和激励源用于特性阻抗的检测，测量时，所述双通道示波器和阻抗匹配网络连接，所述阻抗匹配网络与被测屏蔽线缆连接，参考导体平面与阻抗匹配网络连接，振荡电路与信号脉冲发射器连接，置于被测屏蔽电缆旁，夹具固定被测屏蔽线缆，所述被测线缆包括屏蔽层与内部芯线，被测线缆的屏蔽层与芯线形成内回路，屏蔽层与参考导体平面形成外回路。

2.一种基于小波去噪的长线屏蔽线缆转移阻抗的测量方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1，连接线缆特性阻抗测量电路，激励源的一端接地，另一端连接电位器的一端，电位器的另一端连接线缆回路的的A端，线缆回路的的另一端B端为开路端，示波器与B端相连，根据传输线的反射机理，确定内回路的阻抗Z₁和外回路的阻抗Z₂，并进行阻抗匹配网络的设计；

步骤2，将步骤1中的被测线缆与电位器断开，将示波器和阻抗匹配网络连接，阻抗匹配网络与被测屏蔽线缆连接，参考导体平面与阻抗匹配网络连接，振荡电路与信号脉冲发射器连接，置于被测屏蔽电缆旁，夹具固定被测屏蔽线缆，被测线缆的屏蔽层与芯线形成内回路，屏蔽层与参考导体平面形成外回路；

步骤3，通过信号脉冲发射器产生的高频激励信号作为振荡电路的信号源，再通过振荡电路形成模拟的外部电磁波干扰源；

步骤4，将步骤2的内外回路从被测线缆的末端，即距离外部电磁波远的一端连接至示波器，接受并读取测试系统的响应信号，即内回路电压U₁(t)与外回路电压U₂(t)；

步骤5，根据步骤4中获得的响应信号，通过小波去噪后运算获得被测线缆的转移阻抗。

3.根据权利要求2所述的基于小波去噪的长线屏蔽线缆转移阻抗的测量方法，其特征在于，所述步骤1中，内外回路的特性阻抗确定方法为：根据信号反射系数计算公式：

其中，Z_L为负载阻抗，在测量中为电位器的值，Z_C为所测回路的特性阻抗，Z_C为Z₁或者Z₂，当Z_L＝Z_C时，激励源的输入信号v(t)经过A点时不发生反射，此时电位器与被测线缆构成分压器，使得0.5v(t)的信号到达开路端B，由于开路端反射系数为1，此时在B端测得的电压为v(t)，当Z_L≠Z_C时，B端测得的电压会出现振铃现象，在测量过程中缓慢调整电位器Z_L的阻值直至示波器测得开路电压波形与输入信号波形重合，读取此阻值即为该回路的特性阻抗。

4.根据权利要求2所述的基于小波去噪的长线屏蔽线缆转移阻抗的测量方法，其特征在于，步骤5中，在测量过程中，芯线上的电流几乎为0，故忽略芯线上的电流，由于转移阻抗Z_T的数量级远小于外回路特性阻抗Z₂，Z_Tl的数量级也远小于Z₂，l为所测电缆的长度，在使用外回路电压U₂(t)计算屏蔽层的表面电流I(t)时，Z_Tl可以忽略不记，以下式的方法计算，

分别将得到的内回路电压U₁(t)与I(t)分别做快速傅里叶变换，得到其频域的U₁(jω)和I(jω)，利用小波包进行多层次分解并且对每层进行多阈值去噪，再将每层去噪后的数据进行重构，得到去噪后的U'₁(jω)和I'(jω)，由下式求得被测线缆的转移阻抗频谱Z_T(jω)