基于測量數據的電磁兼容性能參數建模的研究

摘要：隨著(zhù)電磁兼容測試的不斷深入，將會(huì )產(chǎn)生越來(lái)越多的測試數據。將這些數據進(jìn)行整理、分析從而提取出有意義的信息，對于系統電磁兼容分析與維護具有十分重要的意義。該文研究了對電磁兼容測量數據進(jìn)行數據挖掘的方法，探討了電磁兼容數據建模技術(shù)，提出了歸納電子系統電磁參數的變化規律的方法，為增強系統電磁兼容維護與保障的針對性提供了技術(shù)手段。
關(guān)鍵詞：電磁兼容；測試數據；數據建模；數據挖掘

0 引言
隨著(zhù)社會(huì )信息化水平發(fā)展的不斷提高，各行各業(yè)對電子系統電磁兼容性能的認識不斷深入，重視程度也不斷提高。但是，現實(shí)中許多電子系統存在比較嚴重的電磁兼容問(wèn)題，已經(jīng)嚴重影響到其性能的發(fā)揮。導致問(wèn)題產(chǎn)生的一個(gè)重要原因就是在系統的使用過(guò)程中，隨著(zhù)使用年限的不斷增加，有些設備老化導致有害電磁輻射超標，抗干擾閾值降低等情況；有些設備的組件經(jīng)過(guò)多次維修，導致電磁兼容能力降低；有些因為環(huán)境變化特別是電磁環(huán)境的不斷復雜化，造成電磁兼容性能設計不完善之處凸現。因此歸納綜合電子系統電磁參數及電磁兼容性變化規律就顯得尤為重要。
數據挖掘技術(shù)能從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實(shí)際應用數據中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的但又是潛在有用的信息和知識。對電磁兼容測量數據進(jìn)行數據挖掘，能有效提取出某些性能參數的變化規律，歸納總結其數據模型。本文對模型建立過(guò)程及具體實(shí)現進(jìn)行了闡述。

1 參數模型建立過(guò)程
電磁兼容測試數據主要指系統進(jìn)行電磁兼容測試產(chǎn)生的原始數據和其經(jīng)過(guò)整理得到的數據，如發(fā)射設備的峰值功率、雜散電平、功率大于設定門(mén)限的諧波數量等。在對測量數據進(jìn)行數據建模的過(guò)程中，從不同的研究角度可以得到不同的結論。例如在研究參數特性的時(shí)候，可以進(jìn)行某個(gè)參數和另一參數的相關(guān)分析，研究參數之間變化的相關(guān)規律；可以建立多元回歸模型研究某個(gè)參數隨幾個(gè)參數之間的變化規律。
對電磁兼容性能參數建模的過(guò)程是通過(guò)電磁兼容測量取得原始數據，進(jìn)行數據的預處理，對數據的類(lèi)型和結構進(jìn)行整理，對歷史數據和實(shí)測數據進(jìn)行數據挖掘完成數據規律分析，描述出設備參數的變化曲線(xiàn)，再經(jīng)過(guò)多次數據的修正，完成參數變化規律的數據模型。其中最常見(jiàn)的數據挖掘方法是統計分析方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )方法和機器學(xué)習中研究的方法。具體建模過(guò)程如圖1所示。

2 電磁參數建模的統計分析方法
上面簡(jiǎn)單介紹了電磁參數建模的過(guò)程，針對分析問(wèn)題的不同，建立的模型也各有差異。在這一節，根據假設研究某功率放大器放大倍數隨時(shí)間的變化規律。通過(guò)統計分析方法介紹數據挖掘在電磁參數建模中的應用。其中回歸分析是本次試驗中所用到的具體的數據統計分析方法。
2．1 回歸分析
通過(guò)回歸分析，可以將相關(guān)變量之間不確定、不規則的數量關(guān)系一般化、規范化，從而可以根據自變量的某個(gè)給定值推斷出因變量的可能值(或估計值)?；貧w分析包括多種類(lèi)型，根據所涉及變量的多少，可分為一元回歸和多元回歸；根據變量變化的表現形式不同，分為直線(xiàn)回歸和曲線(xiàn)回歸。
線(xiàn)性回歸分析的任務(wù)是根據若干個(gè)觀(guān)測值(xi，yi)(i=1，2，…，n)找出描述兩個(gè)變量x，y之間關(guān)系的直線(xiàn)回歸方程：