基于labwindows 的微弱信号检测系统的设计与实现

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1、基于LabWindows的微弱信号检测系统的设计与实现张萌,卫青黄,北京信息化应用技术研究所摘要__弱周期信号检测被广泛应用于雷达，通信，声纳，地震和工业测量。一般来说，在微弱信号检测的需求相敏检波器和专用设备，如解调模块，并要求用户操作和过程中接收数据。文章的设计和实现微弱信号检测系统，它可以检测高近场信号频率自动使用通用的测试用户的设备和不干预。此外，其效果证明了一个周期性的微弱信号检测从某些电子设备的辐射。在本文的探测设计系统可以检测到的信号只在二十厘米范围内的几个毫伏。关键词：微弱信号检测，高频近场信号，LabWindows。一.绪论微弱信号检测是一个综合性和

2、复杂技术。它发展迅速，得到越来越多注意;它打破了一些弱信号无法衡量的传统概念的桎梏[1]。微弱信号检测技术是一种采用的电子，物理，信息理论与计算机科学，噪音和法律的原因进行分析，研究信号的特点和对比关系，并检测信号方法，这是埋在噪声，其宗旨是减少微弱信号检测强烈信号噪音，或使用先进的技术和方法，提高检测系统的信号噪声比（SNR）。快速检测弱周期信号被广泛应用于雷达，通信，声纳，地震和工业测量。常规检测能力如相敏检波器（PSD）的方法对探测到高频近场的微弱信号是有限的[2]。由于近场信号的正方形或立方体距离衰减，通常我们使用特殊天线和备，如频谱分析仪直接测量，或使用特定

3、的接收器和解调解调和分析信号的模块测量。然而，无论测试人员的要实现检测到的信号的特点这些方法，就是操作专业的测试设备。LabVIEW是广泛应用于虚拟仪器的设计和发展。但是，在专门的测试领域例如微弱信号检测中是没有出现过综合应用的。本文设计并实现了高频率近场的微弱信号检测系统普及测试设备和LabWindows控制软件。对于简单的设置，这个检测系统可以自动检测出高近场信号的频率并且在全测试过程中，摒弃了用户的干预。这系统采用分布成包括三个探测模式部分。前端是一个定制的天线，这是便携式且易于安装。中端是一个开关阵列可以选择和定位的检测位置，和后端控制检测设备，如频谱分析仪通

4、过一个由电脑的GPIB-BUS。检测软件根据于LabWindows（综合开发NI公司的发展环境）获得通用测试设备的测试数据直接使我们可以进行一些信号处理运算通过计算机。整个系统还实现了远程控制，通过一个PDA平台，可以扩大检测多系统的联网范围。而且实际检测系统可以有效地检测和找到一些目标的电子设备，辐射弱的信号。文章首先分析了高频近场弱信号的特点，然后给出了结构微弱信号检测系统和每个模块的设计;最后使用LabVIEW开发环境系统的后端实施和从某些电子设备的辐射检测微弱信号。二。高频率近场弱信号检测在检测高频近场弱信号之前，我们应该知道信号的特征，如信号的辐射特性和辐射

5、信号源的属性等..A：高频近场微弱信号辐射特征任何电子设备将由电磁辐射工作并且辐射强度是与信号的频率和PCB布线有关。一项实验表明，当某些设备探测和定位工作时存在电磁辐射。特别是晶体的排放，如图1显示。信号的共同特点是：•一个周期性的信号，频率约为20兆赫;•信号强度弱，并且受空间电磁干扰影响。图1.封闭的电气设备的微弱信号辐射的结果曲线B.高频近磁场微弱信号辐射源属性以24MHz晶体属于到VHF信号作为一个例子，在通信波段的波长为约12.5米。但是，与波长相比，天线和设备之间的距离，天线和设备的结构尺寸是一个很短距离。换句话说，传输和接收的信号比波长小。面积的相对天

6、线具有近场性质。在近电磁场发射功率是不是通过波的入射和折射，而是耦合[3]。在近场的电场或磁场信号伴随正方形或立方体的距离衰减并且电场和磁场的值不是377ohm，但区别于辐射源：电偶极子的近场辐射是一种高场和波阻抗比超过377ohm。另一方面近磁偶极子的辐射场是一个低场和波阻抗小于377ohm。这是说，只有设立信号辐射模型正确确认信号的特点才可以设计一个适当的天线以提高接收效率。根据电路结构，泄漏和辐射天线应在时钟路线印刷电路板。时钟源和传输线的阻抗不匹配导致的微小的辐射。图2和图3显示在不同的距离信号辐射强度。通过计算，信号与立方体的距离衰减。换句话说，辐射源是电场

7、[4]。图2。从天线R厘米到电子设备目标的信号发射图3。从天线2R厘米到一个电子设备目标的信号发射C.高频近场的微弱信号检测的困难1）检测到的信号的弱点实验表明，系统模型是一种在强噪声背景下的弱信号检测。图1显示的信号幅度是只，17dBuV电磁屏蔽室。在日常生活环境甚至一些微小的电磁干预将隐藏噪声信号。2）设计的迷你接收天线对于可移植性和安装方便，接待应小型化天线。由于频率特征信号为24MHz，天线的尺寸必须是3米，即使使用1/4波长接收。这种方式天线的尺寸和接收效率之间平衡的天线设计的关键。三.基于LabWindows微弱信号检测系统通过上述分析，