电磁辐射可视化测量分析仪设计.pdf

《电磁辐射可视化测量分析仪设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年第1期信息通信2015(总第145期)1NFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum．No145)电磁辐射可视化测量分析仪设计杨韩，汪丽丹，张理鑫，王佳乐，雷东，樊倩汝(华东交通大学信息工程学院，江西南昌330013)摘要：结合天线与射频技术结合可视化开发环境，研究出可视化辐射检测仪。介绍了宽带全极化信号接收天线设计，由高精度AD8312射频检波管和LM741集成放大芯片组成的射频检波电路，结合模数转换和主控平台以及可视化软件的设计。研究了辐射数据标定与串口通讯数据传输以确保数据的真实性。结合电磁信息可视化处理，

2、能够测量所在空间的电磁信号强度，将强度转化为颜色的深浅，实现整个测量场景电磁辐射分布的可视化图形展现。关键词：人居环境；电磁辐射；可视化测量；射频信号处理．中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1673—1131(2015)01-0077-02RGB分量。这样就可以用颜色来表示电磁辐射的强弱，实现O引言整个空间电磁辐射分布的可视化展示Ⅲ。随着信息化时代的到来，家用电器及通讯事业迅猛发展随之带来的电磁辐射污染也日趋严重。“现有的电磁辐射测量3辐射可视化软件设计设备都只能给出测量场景中，某个测量点处的电磁辐射强度本系统基于VS2010和

3、OpenCV开发了终端控制软件，操指示或数值，无法实现测量场景电磁辐射分布的整体展示，存作简便。件部分主要负责在主控平台上提供一个供用户操作在显示不直观的缺陷。另外，这些测试设备都不具备对测量的人机交互界面。该部分由场景定位、数据标定、电磁信息结果的分析功能，对测量的电磁辐射是否超标没有给出结论。可视化及视频图像采集四个模块组成，采用c++编写程序设鉴于此，研究出可视化辐射检测仪。计算法，由主控平台接收各模块传输的数据。通过PC端实本文以常用的平板电脑为主控平台，结合先进微波电路现辐射可视化。此外，为了使系统小型化以及普及化，主控平技术

4、，形成了一个集射频信号采集、信号分析和处理、数据可台选择了日常生活中常用的平板的电脑。系统的软件流程图视化处理等功能为一体的智能化系统。如图1所示。1信号接收处理电路设计(1)接收天线设计。成品的辐射探头虽然性能良好，但价格昂贵，不利于普及家用，本文采用信号接收发射能力较强的天线来接收辐射信号。接收天线采用三个完全相同的电阻加载对称阵子天线组阵实现同时，通过空间组阵，可实现任意极化的来波接收。天线对信号的吸收率，和天线的形状与电磁波波长的匹配程度有关。组阵方式类似空间三棱柱。(2)射频滤波与放大模块设计。集成芯片技术的发展使得电路设计变

5、得越来越方便。本射频电路设计中采用了多款集成芯片，完成了对空间电磁辐射信号的数据采集功能，AD8312射频检波管可以将接收天线输出的射频信号转化为直流电压。在检波管的线性工作区内，其输出的直流电压与输入信号的功率近似成线性正相关n。因此，根据射频检波管的输出电压就可以推算出其输入功率。为了提高系统的分辨率，本设计还在射频检波管之后增图1软件流程图加放大整形电路。这就使得整个系统的输出电压与输入功率4结语的线性关系更明显，提高了系统的测量分辨率。在信息化时代，各种电子设备层出不穷。它们在丰富和控制板的作用是将射频电路输出的直流电压通过AD

6、C方便人们生活的同时也产生了可能危害人体健康的“电磁污采集后回传给主控平台。由于空间中的电磁信号经过接收天染””。对于大多数用户而言，由于缺乏相关的专业知识，既不线、射频电路以及ADC采集三部分的处理后引入了较大的误能形成电磁辐射是否超标的直观印象，更难以想象整个测量差。为了确保数据的真实性，我们有必要对ADC采集到的数场景的电磁辐射分布。系统的灵敏度主要由接收天线及射频据进行标定。通讯方式采用基于RS232的串口通讯。检波电路所决定。经实际测量，系统最低可检测的信号功率2电磁信息可视化处理低于一45dBm,测量精度为0．1。本系统的测

7、量精度远远高于国由于实际测量时，人们采集到的是一系列离散场点的辐家标准的要求，可以实现空间电磁辐射分布的高精度测量。射强度数据。在我们的设计中，利用了电磁波的传播与扩散以常用的平板电脑为主控平台，结合先进微波电路技术，形成原理，由测得的数据来模拟估计与其相近的场点的数据。然了一个集射频信号采集、信号分析和处理、数据可视化处理等后将待测场景的图片分割成许多个独立的像素单元，最后再功能为一体的智能化系统，能够实现人居环境电磁辐射分布根据每个像素点的电磁辐射强度数据给其定义与之相对应的的可视化展示和超标预警。(下转第84页)77