一种屏蔽效能的算法研究

一种屏蔽效能的算法研究

王姗姗 李媛媛 米向飞

天津光电集团有限公司 天津 300211

摘 要：本文针对传统的矩阵束算法在低信噪比时，存在计算数值不稳定，极点提取精度不高的缺点，将传统的矩阵束算法融合互相关处理技术加以改进。应用改进的矩阵束算法对屏蔽效能进行预测研究，证明改变孔的尺寸和入射波的角度对屏蔽效能具有影响。本文的研究对电子设备箱体的初期设计和整体规划具有指导意义。

关键词：屏蔽效能；改进的矩阵束算法；电磁兼容

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1 引言

长期以来，传统的矩阵束算法在低信噪比时，无法准确提取信号极点参数，存在较大的误差。

本文对传统的矩阵束算法进行了改进，并应用于电磁脉冲孔耦合瞬态响应特性的研究中，建立了提取瞬态响应极点和留数的模型。通过对含有噪声的瞬态响应数据进行互相关处理，提高低信噪比时极点的提取精度。再将数据经离散化后构造Hankle矩阵，结合奇异值分解，求解其广义特征值，相应的特征值即为极点。由于采用了互相关处理及奇异值分解两种技术对信号进行去噪，减小了噪声对模型的影响。因此，计算精度较高，提高了数值计算的稳定性。此理论对电磁屏蔽理论分析以及瞬态电磁场的计算提出了新的思路和依据。

2 用改进的矩阵束算法仿真分析及验证

矩阵束算法的优势在于具有抗噪声的能力，本文通过对算法的改进，使之抗噪能力更强，拟合能力更好。本文主要针对低信噪比的情况下，应用改进的矩阵束算法进行提取极点，并与传统算法的响应仿真波形进行对比分析。采用指数衰减信号和作为仿真信号进行仿真分析，根据互相关理论，可以将信号写成由3对共轭复极点组成，极点和留数的具体值见表1。为验证抗噪能力,对该信号加上高斯白噪声,其信噪比3.5 dB，加入噪声后的波形图如图1所示。取采样周期 = 0.01 s，仿真时间为4 s。利用传统的矩阵束算法和本文所提出的算法模型提取以上信号的极点及留数,其结果如表2所示。

表1 瞬态响应信号的信息参数

图1 信噪比为3.5dB的响应波形

表2 算法的计算结果

通过对比表1信号的参考值和表2计算结果，发现在低信噪比时，采用传统的矩阵束算法仿真分析时，数值计算常常出现较大的不稳定波动，极点提取精度较低。而应用改进的矩阵束算法进行仿真时，数值计算波动较小，极点提取精度较高。

图2 采用传统矩阵束算法的仿真响应曲线

图3 采用改进矩阵束算法的仿真响应曲线

图2、图3是采用两种方法得到的仿真响应曲线，从与图1的对比中可以看出，采用本文提出的算法及其模型，不仅消除了加入的高斯噪声，并且与原波形拟合度良好。这表明改进的矩阵束算法具有较高的抗噪声能力和较高的拟合能力。

3结论

本文将传统的矩阵束算法与互相关处理技术相结合，用于电磁脉冲孔缝耦合瞬态响应的研究。此方法对瞬态电磁场和电磁屏蔽的研究具有一定的参考价值。

参考文献：

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