基于电磁辐射与实时场景信息的静电放电源定位方法研究

Electrostatic discharge hazards have a more unpredictable randomness and difficult to perceive the characteristics of concealment, has long been the electronics industry, petrochemical, aerospace and other fields attach great importance to the issue. In order to better analyze and solve electromagnetic interference and hazards caused by electrostatic discharge, it is necessary to carry out real-time on-line monitoring and positioning research on electrostatic discharge source, which provides important technical support for early warning, rapid checking, risk control and protection reinforcement of electrostatic discharge hazards. Based on the cooperative monitoring of electromagnetic radiation information and real-time scene information of electrostatic discharge, this project studies and constructs a new method for the location of electrostatic discharge source by using the technique of signal under-sampling and reconstruction, weak discharge signal detection method and visual positioning principle. The results of the project are of great significance for rapid locating and searching the dangerous sources of electrostatic discharge, accurately repeating the process of electrostatic discharge, scientific analysis of the causes of electrostatic discharge and corresponding electrostatic protection. The research results can also be used to monitor and locate other transient electromagnetic interference sources, such as partial discharge in the electrical equipment .

静电放电具有较难预测的随机性和不易感知的隐蔽性等特点，其产生的电磁干扰和危害长期以来一直是电子工业、石油化工、航空航天等领域极为重视的问题。为了更好的从源头上研究分析并解决静电放电所引发的电磁干扰和危害等问题，需要对静电放电源开展实时在线监测与定位方法研究，为静电放电的早期预警、快速排查以及风险管控、防护加固等提供技术支撑。本项目拟基于对静电放电电磁辐射信息与实时场景信息的协同监测，通过综合运用信号欠采样及其恢复重构技术、微弱放电信号检测方法和透视成像定位原理，研究构建一种新型的静电放电源定位方法，实现对动态过程中静电放电源的实时在线监测和快速场景化定位。项目研究成果对于快速定位和排查静电放电危险源，准确复现静电放电的发生过程，科学分析静电放电的成因并进行相应的静电防护加固等具有重要意义。项目研究成果也可用于对电气设备局部放电等其它瞬态电磁干扰源的在线监测与定位，具有广阔的应用前景。

静电放电具有较难预测的随机性和不易感知的隐蔽性等特点，其产生的电磁干扰和危害长期以来一直是电子工业、石油化工、航空航天等领域极为重视的问题。为了更好的从源头上研究分析并解决静电放电所引发的电磁干扰和危害等问题，需要对静电放电源开展实时在线监测与定位方法研究，为静电放电的早期预警、快速排查以及风险管控、防护加固等提供技术支撑。本项目结合静电放电电磁辐射信号的检测需求，设计研制了有源式瞬态电场传感器和无源式宽带Vivaldi天线，构建了瞬态电磁信号在线测试与数据处理平台；研究提出了基于峰度特征的静电放电电磁辐射信号检测与提取方法，在混合噪声干扰下实现了对静电放电信号的检测提取；研究了基于频域插值补偿的时延估计方法以及基于高低四元阵和时差定位的静电放电源空间坐标智能优化搜索算法，为降采样或欠采样条件下实现静电放电源的空间定位提供了技术支撑。针对静电放电源的可视化标注需求，研究了基于相机位姿估计的接收天线位置坐标求解方法和多视角条件下静电放电源的可视化标注方法，实现了电磁辐射信息和实时场景信息的协同监测以及静电放电源的可视化标注，初步建立了多视角且具有区域覆盖能力的静电放电源可视化定位系统，并开展了相关的理论、仿真和试验研究。项目研究成果对于快速定位和排查静电放电危险源，准确复现静电放电的发生过程，科学分析静电放电的成因并进行相应的静电防护加固等具有重要意义。项目研究成果也可用于对电气设备局部放电等其它瞬态电磁干扰源的在线监测与定位，具有广阔的应用前景。依托本项目研究，发表学术论文4篇（SCI收录2篇），受理国家发明专利2项，参与国内外学术交流20余人次，培养硕士研究生2名。