Способ определения комплексного спектра фурье полосового сигнала

О П И С А Н И Е (ц)73394ИЗОБРЕТЕН И ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ К СПЕКТРА ФУРЪЕ ПОЛОСОВО 2 Изобретение ;измерительной лользовано при ния Фурье полоИзвестны сп Фурье полосово применении сиз .ничных частот иа величину Л относится к области радио техники и может быть исопределении преобразовасовых сигналов.особы определения спектра го сигнала, основанные на мегричной коррекции гра аи о, рабочей полосы Ла о) - д) о) 21/+ 1осуществляется в се, а частота дисся из соотношения: превышает двойное ы Ло) на величину Последователциональных прео сигналом с цель учитываемых отс 25 ти взятия выборпри определении СЯ В СЛЕДУОЩЕМ: тя функ ОЛОСОВЬМ личества я скороссигнал аключает способов являето)д оказывается к увеличению в исследуемого ьность выполнен бразований над п о уменьшения ко четов (уменьшеки очных значений) спектра Фурье з еньшенис коли ооооо, что в способ пектра Фурь определяетс О количество лепмаксимально возможноетков спектра, размещаю. где д=1,2,3Фильтрация сигналаскорректированной полокретизации о)выбираетщ, =2 (Ло+2 Л) =2 ЛО изначение рабочей полос4 Л 11.Недостатком, известныхся то, что значение частотьизбыточным, что приводитчисла учитываемых отсчетосигнала.Цель изобретения - умчества учитываемых отсчесигнала.Эта цель достигается теопределения комплексного полосового синала, основанном на коррекции граничной частоты рабочей полосы до выполнения условия целочисленной кратности отношения пниней скорректированной частоты к скорректированной полосе, фильтрацин сигнала в скорректированной полосе, его дискретизации с частотой, равной удвоенному значению скорректированной полосы, и выборе рабочей полосы частот, рабо 0 чуО полосу частот корректиру 10 т несимметрично, понижая ее нижнюю граничную частоту, дальнейшие функциональные преобразования сигнала осуществляют в неспммет рично скорректированной полосе, а рабо 5 чей полосой частот выбирают самую низкочастотную в правой полуплоскости частотной оси полосу размноженного спектра ди.скретизированного во времени полосового сигнала.О(3) са дискретизации. 50 55 60 55 щихся между положительной и отрицатель,ной нижними границами спектра сигнала2 о2 Ьо(2) где; - дробный остаток,осуществляется коррекция граничной частоты ьв сторону ее уменьшения на величину 2 Л до значения частоты й подчиняющегося условию целочисленной крато - 2 Ьности отношс 1 гия = ", откуда питерао+ 2 Ьвал коррекции Л равен В выражснг 1 и (3) используется целая часть д.В реальных устройствах обработки пе,ред устройсгвом дискретизации устанавли,вают ограничивающий полосовой фильтр на гракнчные частоты й=о - 2 Л н о с величиной полосы ЛО=Ло+2 Л и подвергают сигнал дискретизации с частотой в, =-2 (Лю+ 2 Л) = 2 ЛО . (4) Сравнивая значения интервала коррекции Л в выражении (1) и (3) можно заметить, что в (3) интервал коррекции Л получается ниже, поскольку в знаменателе вместо (2 д+1) стоит величина 2(д+1) при одном и том же числителе.Это является подтверждением того, что значение скорроктированной полосы анализа Лй будет всегда меньше чем в прототипе, а следовательно будет меньшей частота дискретизации и число учитываемых отсчетов сигнала,Дискретизированный во времени полосо. вой сигнал с частотой дискретизации 0=2 ЛЙ в частотной области оказывается размноженным вдоль;всей оси частот, причем перекрытие эффективных зон рабочей полосы (со, Я ) = ЛЙ на уровне частот ов,и Р отсутствует во всем диапазоне существования спекгра. Размножение спектра,сигнала при его дискретизации эквивалентно операции многочастотного гетеродинирования (без,применения собственно гетеродина как элемента схемы и операции гетеродинироваиия как функционального преобразования сигнала.Для эффективного использования уст,ройств обработки (т. е. анализаторов спектра) с пониженной скоростью взятия отсчетов сигнала необходимо выбрать самый ,низкочастотный в правой полуплоскости частотной оси лепесток размноженного спектра.Для иллюстрации эквивалентности спектра исходного (реального) полосового сигнала и отдельных лепестков размножсн 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 ного спектра на чертеже (а) приведены условные изображения спектра полосового сигнала Р(ж) с указанием граничных частот он в эффективной зоны лепестка ЛО и интервала коррекции 2 Л. На чертеже (б, в, г, д) показан спектр дискретизированного сигнала 9(0), полученный при скорректирова,иной ширине рабочей зоны, причем сплошной линией показаны лепестки, образованные переносом лепестка основного спектра, расположенного в области положительных частот, а пунктиром - размножение лепестка, расположенного в области отрицательных частот,Предлагаемый способ упрощает структурную сложность специализированных автономных устройств ускоренного спектрального анализа типа анализаторов спектра или цифровых устройств спектрального анализа, так как уменьшает на порядок или на несколько порядков объем памяти для хранения отсчетов сигнала. Этостановится возможным благодаря нспользованик) несимметричной коррекции граничных частот поддиапазонов частот, на которые разбивается весь рабочий диа 41 азон при использовании одного анализатора для работы в широком частотном диапазоне, В этом случае частотный диапазон разбивается на поддиапазоны с одинаковыми полосами частот Ла =Ла 2= = Лоудовлетворяющих условиям целочисленной кратности отношения их ниж,них граничных частот к значению полосы и определяется частота дискретизации о для каждого поддиапазона. Используя соотношение выбирается для каждого поддиапазона частот рабочий лепесток (т. е, ,низкочастотный лепесток) .К достоинству предлагаемого спосооа можно отнести также увеличение реальной чувствительности устройства, работакще о по данному способу, так как рабочий (т. е. низкочастотный) лепесток периодизирован ного спектра будет всегда охвачен первымз 1 п Хлепестком спектра функции, импуль. 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, фильтрации сигнала в скорректированной полосе, его дискретизации с частотой, равной удвоенному значению скорректированной полосы, и выборе рабочей полосы частот, отличающийся тем, что, с цель;:о уменьшения количества учитывае731394 Яв и пб об цн Лн лл,Составитель Л. Орлов дактор Е, Караулова Техред В. Серикова Корректор С. ФайнТиран. 1033 Подписнопо делам изобретений и открытиская наб., д. 4/5 Заказ 363/581 Изд.261НПО сПоиск Государственного комитета СС113035, Москва, Ж.35, Р фил. пред. Патент Тип. Х мых отсчстоь полосового, сигнала, рабочую полосу частот корректируют несимметрично, понихкая ее нижнюю граничную частоту, дальнейшие функциональные преобразования сигнала осуществляют в несимметрично скорректированнои полосе, а рабочей полосой частот выбирают самую низкочастотную в правой полуплоскосии частотной оси полосу, размноженного спектра дискретизированного во времени полосового сигнала,Источник пнформации, принятый вовнимание при экспертизе:5 1. Иванов В. В. Способ определеннаякомплексного спектра Фурье реального полосового сигнала. - Автометрия, 1976, М 5,с,14.