压缩感知技术在嵌入式系统高效近场扫描中的应用

《IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility》：Compressed Sensing for Efficient Near-Field Scanning of Embedded Systems

提出一种新型压缩感知方法用于嵌入式系统块的高分辨率近场电磁测绘，通过截断平面波展开建模近场，显著减少采样量，仿真与实测验证样本需求可降低2至10倍且误差低于10%。

　　

摘要：

我们提出了一种新颖的压缩感知（CS）方法，用于嵌入式系统模块的高分辨率近场电磁（EM）测绘。假设近场可以用截断的平面波展开来表示，该方法使用远低于理论定义的奈奎斯特采样率的样本数量来估计该展开式中系数的最优解。该方法分为两个阶段进行验证：首先，在仿真阶段，我们在一个模拟计算芯片产生的近场的源模型上构建并展示了CS框架。通过多个仿真实验验证了数据集的可压缩性以及CS应用的适用范围；其次，在测量阶段，我们在商用测试板上实施了基于CS的扫描，并重建了高分辨率扫描所期望的场分布图。测量阶段的实验还证明了CS方法在利用近场测量进行异常检测方面的有效性。我们通过展示至少减少了2倍，最多减少了10倍的样本需求，从而证明了该方法的有效性。与奈奎斯特采样方法相比，基于CS的方法在仿真和测量中的相对误差均低于10%。