способ оценки ширины спектра узкополосных радиосигналов
Классы МПК: | G01R23/00 Устройства для измерения частоты, анализаторы спектра частот |
Автор(ы): | Захарченко В.Д., Штельмах А.В. |
Патентообладатель(и): | Волгоградский государственный университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-05-12 публикация патента:
10.04.1999 |
Способ предназначен для оперативного измерения эффективной ширины спектра частот узкополосных радиосигналов в области измерительной техники. Сущность: данный способ позволяет получить оценку полосы частот непосредственно после окончания интервала наблюдения и уточнить эту оценку при возможности увеличения этого интервала.
Формула изобретения
Способ оценки ширины спектра узкополосных радиосигналов, включающий измерение двух оценок средней частоты этого сигнала - центра тяжести энергетического спектра 0 и квазичастоты f*0 и определение оценки ширины спектра по формулеотличающийся тем, что обе оценки формируются во временной области по мере поступления сигнала с возможностью последующего непрерывного уточнения.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оперативного измерения эффективной ширины спектра частот узкополосных радиосигналов /0 1 по критерию, использующему среднеквадратическую ширину спектральной линии, определяемую согласно методу моментов [1]:Здесь 0 - центр тяжести энергетического спектра (спектра мощности) радиосигнала, определяемый соотношением [1]:
E() = |S()|2 - энергетический спектр сигнала x(t);
спектральная плотность амплитуды этого сигнала;
T - интервал наблюдения, определяемый заданной точностью оценок параметров сигнала. Известен способ оценки ширины полосы частот узкополосных радиосигналов путем вычисления энергетического спектра E() и его второго центрального момента в частотной области непосредственно по соотношению (1). Этот способ реализуется аппаратно-программным методом с использованием алгоритмов дискретного преобразования Фурье [1]. Недостатком этого способа являются высокие требования к скорости и объему вычислений при спектральной обработке в частотной области поскольку для получения спектральных оценок этим способом необходимо значительное время обработки отсчетов сигнала по истечении интервала наблюдения. Целью предлагаемого изобретения является повышение скорости и точности оценки ширины спектра частот узкополосных радиосигналов по критерию (1). Поставленная цель достигается путем использования известного из метода моментов соотношения *22 = 20+2 для плотности распределения W величины :
по которой ведется усреднение. При этом параметры распределения W() определяются следующим образом:
среднее значение (1-й начальный момент распределения W();
средний квадрат (2-й начальный момент);
квадрат среднеквадратического отклонения от среднего (2-й центральный момент). Величина 0 для узкополосного сигнала может быть вычислена во временной области [3] с использованием амплитудного и частного детектирования сигнала x(t):
где A(t) - огибающая, а (t) - мгновенная частота сигнала (соответствующие напряжения на выходах амплитудного и частотного детекторов). Величина
для узкополосного нормального процесса выражается через квазичастоту f*0/ этого процесса [2]
где средняя мощность процесса на интервале [О.Т.];
G() - спектр мощности этого процесса (на ограниченном интервале G() = E()/T).
При этом квазичастота f*0 вычисляется как среднее число положительных пересечений сигналом x(t) нулевого уровня за единицу времени [2]. Такой способ вычисления f*0 реализуется в электронно-счетных частотомерах. Способ обработки, позволяющий оценить полосу частот узкополосных радиосигналов, состоит в следующем. По имеющейся на интервале наблюдения [О.Т] реализации x(t) узкополосного сигнала вычисляются его интегральные характеристики во временной области: первый начальный момент w0 и второй начальный момент *02. Затем по полученным в конце интервала наблюдения значениям 0 и *0 производится оценка ширины спектра частот по формуле:
При условии квазистационарности сигнала можно продолжать его обработку за пределами интервала наблюдения T, определяемого первоначально заданной точностью оценки , что приведет к ее последующему уточнению. Таким образом, предложенный способ позволяет получить оценку полосы частот по критерию (1) непосредственно после окончания интервала наблюдения и уточнить эту оценку при возможности увеличения этого интервала. Источники информации
1. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1977 г. 2. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 1988 г. 3. Френкс Л. Теория сигналов (пер.с англ.). - М: Сов.радио, 1974.
Класс G01R23/00 Устройства для измерения частоты, анализаторы спектра частот