Способ анализа спектров сигналов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 28. 05. 79 (21) 2772043/18-21 Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Кл,о с присоединением заявки йо -С 01 й 23/16 Государственньй комнтет СССР во делам изобретений н открытнй(5 З) УДК 621. 317, .757(088.8) Дата опубликования описания 300381(54) СПОСОБ АНАЛИЗА СПЕКТРОВ СИГНАЛОВ Изобретение относится к радиоизмерительнои технике и может быть исполь" зовано для определения спектральных характеристик простых и частотно-модулированных импульсных сигналов с5 помощью средств акустооптозлектроники,Известен способ анализа Функций частотного распределения радиосигналов, позволяющий одновременно исследовать спектры отдельных частей сигнала 11.Однако этот способ не позволяет определить закон изменения частоты заполнения и огибающей частотно-мо дулированных импульсных сигналов.Известен способ анализа спектра сигналов, основанныи на преобразовании являющихся Функциями времени сигналов в пространственное распре деление показателя преломления оптически прозрачных сред, пространственной модуляции волны когерентного источника света и Фурье-преобразовании модулированной волнй 2.25Недостатком данного способа является то, что он не позволяет измерять спектры сигналов, длительности которых больше времени акустооптического взаимодействия, не позволяет опреде- ЗО лятЬ закон изменения частоты заполнения и огибающей частотно-модулированных импульсных сигналов, и, следовательно, не обладает высокой точностью.Цель изобретения - повышение точности способа. Указанная цель достигается тем, что, в известном способе анализа спектров сигналов, основанном на преобразовании являющихся Функциями времени сигналов в пространственное распределение показателя преломления оптически прозрачных сред, пространственной модуляции волны когерентного источника света и Фурье-преобразовании модулированной волны, дискретно измеряют максимальную яркость подвергшегося Фурье-преобразованию светового сигнала и величину смещания максимума яркости относительно яркостной отметки при отсутствии сигнала.Кроме того, время акусто-оптического взаимодействия ( выбирают из условия С, где "- максимальная скорость изменения частоты сигнала.На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предложенный способУстройство содержит лазерный источник 1 6 Ъета, коллиматор 2, время- пространственный преобразователь 3 анализируемого сигнала У(г) , оптическую систему 4, выполняющую фурье.треобразование анализируемого сигнала, фотоприемник 5, расположенный в плоскости изображений оптической системы 4, блок 6 выделения максимума яркостного сигнала на фотоприемнике и измерения смещения этого максимума относительно яркостной. отметки при отсутствии сигнала, дискретизатор 7, .синхронизирующий работу блока 15 6 с моментом появления сигнала и обеспечивающий измерение максимума яркости через равные промежутки времени.Сущность способа Заключается в 2 О следующем.Пусть спектральная функция анализируемого частотно-модулированного сигнала описывается выражением(л) о(и): )осоьщ чв 1 е й,огде Ч(с) - огибающая сигнала; 309(с) - закон изменения частоты;Т - длительность сигнала.При У(й)М = сопьс и отсутствии модуляции 9(с)=Т=сопь выражение (11 описывает спектр радиоимпульса с прямоугольной огибающейт )Що.Щ)УНМо-и) - ))О.юНтП)Ча):т40Аппраксимируют огибающую Ч(с) линейно ломаной и измеряют спектр в окрестностях узлов аппроксимации в соответствии с выражением;-ИЮый Узел аппроксимации,Время интегрирования Г можно вы" брать настолько малым, что в пределах T можно принять Ч(с)ЫI(й) щ :сопя, тогдаС(иъо, С ) =.Ч(С) бай( ) (4)55Введение модуляцииИ) искажает форму спектральной функции радиоимпульса. Однако пока ширина основного максимума спектральной Функции радио- импульса между нулями, определяемая временем интегрирования С и равная ЬО 2/Ф, много больше девиации частоты эа время , влиянием модуляции по форму спектральной функции можно пренебречь, при этом частоту в окрестностях 1-го узла аппроксимации 65можно считать постоянной и равной (во 1С учетом сказанного выше формулу (4) можно записать следующим обра- зом( (Юо 1 )1 )-М (1 ) (5)Практически при выполнении равен- ства 2 й, у.,Гь) где 3- скорость перестройки частоты за время й (в окрестностях узла аппроксимации), спектральная функция сигнала сохраняет еще один глобальный максимум, который примерно в три раза больше ближайшего локального максимума,Измеряя значения глобальных максимумов спектральной функции в моменты времении положения этих мак симумов на оси частот, получают дискретные аппроксимации огибающей сигнала и закона изменения частоты, которые можно использовать для вычисления спектральной функции сигналов любой длительности в соответствии,с Формулой (1) . Если- время заполнения аппертуры акусто-оптической ячейки, то можно определить с учетом (6) допустимое время С, при котором измеряемая спектральная функция,имеет один глобальный максимум с 1( --тТочность аппроксимации огибающей сигнала и загона изменения частоты регулируется временными промежутками между. Узлами аппроксимации, которые могут быть и меньше ФТаким образом, предлагаемый способ дает возможность, анализировать . спектры широкополосных сигналов, длительность которых может значительно превышать время акусто-оптического взаимодействия, а также совместно выполнять измерения огибающей и модулирующей Функций частотно-модулированного импульса. формула изобретения 1. Способ анализа спектров сигналов, основанный на преобразовании являющихся функциями времени сигна" лов а пространственное распределение показателя преломления оптически прозрачных сред, пространственной модуляции волны когерентного источни- ка света и фурье-преобразовании модулированной волны, о т л й ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью повышения точности способа, дискретно измеряют максимальную яркость подвергшегося фурье-преобразованию светового сигнала и величину смещения максимума яркости относительно яркастной отметки при отсутствии сигнала.817601 5 2. Авторское свидетельство СССР 9 470758, кл.С 01 й 23/16291272 (прототип),Составитель М.ПластининЛембак Техред Н.Бабурка Корректор С.ыекм едакто 338/59 Тираж 732 ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раущс сное к филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что время акусто-оптического взаимодействиявыбирают из условия где о- максимальная скорость из" менения частоты сигнала. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Р 458776, кл.С 01 й 25/00,03.05.73.