Способ определения комплексного спектра фурье полосового сигнала Советский патент 1980 года по МПК G01R23/16 

щихся между положительной и отрицательной нижними границамл спектра €игнала

2а.„

9 Н- (2)

2Ао

где 5 - дрооный остаток,

осуществляется Коррекция -граничной

частоты ИнВ сторону ее уменьшения на вел-ичину 2А до значения частоты Q,;, цодчиняющегося условию целочисленной крати)„ - 2Д

ности отношения Я - -11Г9Л ° интервал коррекции Д равен

сО|, -

(3)

Л

2()

В выражении

(3)

используется целая часть q.

В реальных 1устройствах обработки перед устройством дискретизации устанавливают ограничиваюший полосовой фильтр на граничные частоты О.,, (л„-2Д и оз с величиной нолосы ДО Дсй-г2А и подвергают гоигнал дискретизации с частотой

(4)

(Дсо-Ь2Д)2ДО.

Сравнивая значения интервала коррекции Д в выражении (1) и (3) можно заметить, что в (3) интервал коррекции Д получается ниже, поскольку в знаменателе вместо (29+1) сгодат величина 2() при одном и том же числителе.

Это является подтверждением того, что значение окорректираванной полосы аиализа ДЙ будет всегда меньше чем в прототипе, а следовательно будет меньшей частота дискретизан,ии и число уч;итываемы.х отсчетов сигнала.

Дискретизированный во времени полосовой сигнал с частотой дискретиза-циИ 2ДО в частотной области оказывается раз1м«оженны;м вдоль всей оси частот, причем перекрытие эффективных зо,н рабочей полосы (шв--Й„) ДО на уровне частот 0в и Q „ отсутствует во всем диапазоне ауществования спектра. Размножение спектра .сигнала нри его дискретизации эквивалентно операции многочастотного гетеродинироваиия (без иримеиения собственно Ieтеродина как элемента схемы и операции гетеродинирова.ния как функциоиального преобразования сигнала.

Для эффективного использования уст:ройств обработки (т. е. анализаторов спектра) с пониженной скоростью взятия отсчетов сигнала необходимо выбрать самый низкочастотный в правой полуилоскостя частотной оси лепесто,к размноженного спектра.

Для иллюстра ции эквивалентности спектра исходного (реального) полосового сигнала и отдельных лепестков размноженного спектра на чертеже (а) приведены условные изображения спектра полосового сигнала /(со) с указанием граничных частот WH. эффективной зоны «лепестка Доз и интервала коррекции 2Д. На чертеже (б, в, г, д) показан спектр дискретизированного сигнала Ф(0), получениый при скорректироваиной ширине рабочей зоны, причем сплошной линией показаны лепестки, образованные нереносом ленестка основного сиектра, раоположекиого в области положительных частот, а пунктиром - размножение лепестка, расположенного в области отрицательных частот.

Предлагаемый способ уирошает структурную сложность специализироваииых автономных устройств ускоренного спектрального анализа типа анализаторов спектра или цифровых устройств спектрального анализа, так как уменьшает на норядок или на /несколько порядков объем памяти для храиения отсчетов сигнала. Этостановится возможным благодаря использованию несимметричной коррекции граничных частот поддиапазонов частот, на которые разбивается весь рабочий диаиазон нри использовании одного апализатора для работы в широком частотном диапазоне. В этом случае частотный диапа.зон разбивается на поддиапазоны с одинаковыми полосами частот ДоЗ| Да)2 . . . Дсопг, удовлетворяющих условиям целочисленной кратности отношения их нижних граничпых частот « значению полосы

и определяется частота дискретизации Шд для каждого поддиапазола. Используя соотношение выбирается для каждого поддиапазона частот рабочий лепесток (т. е. .низкочастотный лепесток).

К достои.нству предлагаемого способа можно отнести также увеличение реальной чувствительности устройства, работающего по данному способу, так как рабочий (т. е. низкочастотный) лепесток периодизированного епектра всегда охвачен первым

sinX

лепестком спектра фуниции

ИМПУЛЬса дискретизации.

Формула изобретения

Способ определения комплексного спектра Фурье полосового сигнала, основанный на коррекции граничной частоты рабочей полосы до выполнения условия целочисленной кратности отношения нижней скорректированной частоты к скорректированной полосе, ф.ильтрации сигнала в скорректированной полосе, его дискретизации с частотой, равной удвоенному значению скорректированной полосы, и выборе рабочей полосы частот, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью уменьшения количества учитываемых отсчетов полосового .сигнала, рабочую полосу частот корректируют несимметрично, Понижая ее «ижнюю граничную частоту, .дальнейшие функциональные преобразования сигнала осундествляют в несимметрично скорректированной полосе, а рабочей полосой частот выбирают самую низкочастотную в правой полуплоскости частотной оси

полосу размноженного спектра дискретизированного во времени полосового сигнала.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Иванов В. В. Способ определендя комплексного спектра Фурье реального полосового сигнала. - «Автометрия, 1976, ЛЬ 5, с. 14.

-0)1 -Шн-Ян

са

Ян Шн Ш(