Способ анализа спектров сигналов

Способ анализа спектров сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскид

Социалистических

Республик

>817601

- ®

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 28.05.79 (21) 2772043/18-21 с присоединением заявки Ио—

G 01 и 23/16 Государствеииьй комитет

СССР

llo делам изобретеиий и Открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.03.81. Бюллетень 11о 12 (5З) НЖ 621. 317. .787(088.8) Дата опубликования описания 300381 (72) Авторы изобретения

Б. Н, Вольфовский, В.Г. Сердюков и В. В. Ветер (71) Заявитель (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 с

5 помощью средств акустооптоэлектроники.

Известен способ анализа функций частотного распределения радиосигналов, позволяющий одновременно исследовать спектры отдельных частей сигнала f1) .

Однако этот способ не позволяет определить закон изменения частоты заполнения и огибающей частотно-мо- 15 дулированных импульсных сигналов.

Известен способ анализа спектра сигналов, основанныи на преобразовании являющихся функциями времени сигналов в пространственное распре- 20 деление показателя преломления оптически прозрачных сред, пространственной модуляции волны когерентного источника света и Фурье-преобразовании модулированной волнй (2).

Недостатком 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 "- максимальХ ная скорость изменения частоты сигнала.

817601

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предложенный способ °

Устройство содержит лазерный источник 1 лЪета, коллиматор 2, времяпространственный преобразователь 3 анализируемого сигнала V(t), оптическую систему 4, выполняющую Фурье.тгреобразование 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 gg следующем.

Пусть спектральная функция анализируемого частотно-модулированного сигнала описывается выражением

25 где V(t) — огибающая сигнала; 30 Г(t) — закон изменения частоты;

Т вЂ” длительность сигнала.

При V(t) V = const и отсутствии модуляции 9(t)=f=const выражение (1) описывает спектр радиоимпульса с прямоугольной огибающей (( (о — )

S1tl(Ulo-uli (2 (2\ . (и -ю((т(5iw>=(i(е

40 ппроксимируют огибающую V(t) линейно ломаной и измеряют спектр в окрестностях узлов аппроксимации в соответствии с выражением г q -)uot.

G(uu) = Х М®созе, +1 Je . (К, 1; (СФ) (-ый узел аппроксимации, л

Время интегрирования Г можно выбрать настолько малым, что в пределах (можно принять V(t) V(tÄ)

=const, тогда

C(

Введение модуляции V (+) искажает форму спектральной функции„ радиоимпульса. Однако пока ширина основного максимума спектральной функции радиоимпульса между нулями, определяемая временем интегрирования 3 и равная ЬО

2/Ф, много больше девиации частоты эа время, влиянием модуляции по форму спектральной функции можно пренебречь, при этом частоту в окрестностях i-го узла аппроксимации 65 можно считать постоянной и равной (во 1

С учетом сказанного выше формулу (4) можно записать следующим образом ((@о t 1 ) " (t ) (5)

Практически при выполнении равенства

2/6 >УЕ, (Ь) где 4 — скорость перестройки частоты за время C (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 времени 1. и 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 t, при котором измеряемая спектральная функция,имеет один глобальный максимум - / — .

- V

Точность аппроксимации огибающей сигнала и загона изменения частоты регулируется временными промежутками между узлами аппроксимации, которые могут быть и меньше C

Таким 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 сигналов в пространственное распределение показателя преломления оптически прозрачных сред, пространственной модуляции волны когерентного источни- ка света и Фурье-преобразовании модулированной волны, о т л и 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

Составитель М.Пластинин

Редактор К.Лембак Техред Н.Бабурка Корректор С.йекмар

Заказ 1338/59 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что время акусто-оптического взаимодействия выбирают 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 R 25/00, 03.05.73.

5 2. Авторское свидетельство сссР

9 470758, кл.G 01 R 23/16,29.12.72 (прототип).