Способ анализа спектра сигналов
м.:ст -е»»
ОПИСАНИЕ
ИЗОБР ЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пi 470758
Союз Советских
Социалистических
Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.12.72 (21) 1863640, 18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.05.75. Бюллетень ¹ 18
Дата опубликования описания 03.11.75 (51) М. Кл. G Olr 23/16
Государственный комитет
Совета Министров СССР .по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.757 (08 8.8) (72) Автор изобретения
О. Ф. Меньших (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНАЛИЗА СПЕКТРА СИГНАЛОВ
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для оптических методов обработки сложных сигналов радиотехнических станций с высокой разрешающей способностью.
Известны способы анализа спектра импульсных радиолокационных сигналов сложной структуры, например импульсов с линейной частотной модуляцией, основанные на преобразовании анализируемых сигналов, являющихся соответствующими функциями времени, в периодическое по пространству распределение показателя преломления оптически прозрачных сред (в оптико-акустических ячейках), либо в периодическое по пространству распределение прозрачности оптических сред.
Для увеличения разрешающей способности анализа распределения спектральной плотности сигналов предлагается способ, по которому спектр анализируемых входных сигналов линейно расширяют, выделяют гармоническую составляющую преобразованного спектра с большим номером гармоники и частотно транспортируют ее в заданный частотный диапазон работы пространственного Фурье— анализатора.
На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.
Устройство содержит предварительный усилитель 1 входного анализируемого сигнала, умножитель 2 ego спектра, фильтр 3 высшей гармонической составляющей спектра сигнала, блок 4 транспонирования частоты выде5 ленной гармонической составляющей спектра сигнала в заданный диапазон работы пространственного Фурье-анализатора, времяпространственный преобразователь 5 анализируемого сигнала и пространственный Фурье10 анализатор б.
Рассмотрим сущность предлагаемого способа.
Пусть анализируемый сигнал описывается соотношением:
U(/) = — 1 р(о) cos (а/+ э(>))du>, (1)
1 о
20 где Р(ц) — модуль спектральной плотности распределения по спектру анализируемого сигнала с амплитудно-временной функцией
U(t), ф (со) — начальная фаза гармонических составляющих сигнала с частотами о. При
25 этом в задачу анализатора спектра входит выявление вида функции )р(о) I2 распределения энергии сигнала по его спектру, которая в случае пространственного Фурье-анализатора отображается в виде соответствующего
30 распределения интенсивностей света в плос47Î758
3 кости изображений, принадлежащего области первого дифракциоцного максимума. При анализе монохроматического колебания с частотой (во в плоскости изображений будет зафиксирована одна светящаяся точка первого дифракционного максимума (плюс или минус первого порядка), интенсивность свечения которой определяется спектральной iiлотностыо мощности Р(оо) I на частоте оо — — 2л1о, а величина смещения Sp относительно оптической оси на плоскости изображений (относительно центра дифракционного максимума нулезого порядка) будет равна: (2) данной гармонической компоненты и
2 самой
При ла величине этой частоты /. подаче исходного спектра радиосигнаN г o гг комод
1 на умноигитель частоты в результате опера ции умножения 2 получим: и с. (у (t) = > Рк(«uo) COS 0(К=1 О с совокупным спектром всех М гармонических составляющих в виде: «, Комод
К. 1 К=г
Операция фильтрации т-ой высшей гармонической составляющей спектра сигнала, где
1(m(A1 и т — целое число, состоит в пропускании сигнала U,„„(f) через полосовой где Х вЂ” длина волны света, F — фокусное расстояние собирающей линзы, V — скорость распространения продольных акустических колебаний в оптико-акустической ячейке.
При анализе радиосигнала с несущей частотой fp и линейчатым спектром частот
М и Г„„, где Г„,д — частота модулирую"=1 щих колебаний, в плоскости изображений будет зафиксирована совокупность светящихся точек в области дифракционного максимума первого порядка, каждая из которых соответствует по интенсивности свечения и по величине ее смещения S относительно оптической оси в плоскости и"-,îáðàæåèèé спектральной плотности мощности р (1а) I на частоте f фильтр с передаточной характеристикой, модуль которой выражается зависимостью;
1 при «г (f, — Л F„, ) f - . «г р
5 I «„, (f) / = ) X (fo + A Fìîä) (5)
О при иных значениях f, 30
;С 1+ 4 P„cos 2-,F„,„
n =.1 (6) где (3 — коэффициент преобразования; ф — начальная фазы колебания несущей частоты (op нреооразовынного сигнала, равной несущей частоте исходного сигнала (i);
R — коэффициент модуляции для полу= ченного преобразованного колебания, спектр которого является также линейчатьв| (как и Bxo;IJIQH сипгал), но со спектральным интервалом между соседними линиями, равньвг m F„,, 45 то есть г, т раз большим спектрального интервала F„o, исходного сигнала.
Следует, однако, указать, что использование предложенного способа анализа спектры сигналов приводит, естественно, к m-кратному расширению спектра сигнала, подаваемого»а вход время-пространственного преобразователя. Поэтому последний должен обладать достаточным запасом широкополосности.
Предмет изооретения
Спосоо анализа спектра сигналов, основанО0 ный на. пространственной модуляции волны когерентпого источника света и Фурье-преобразовании указанной модулированной волны, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности анализа, 65 линейно расширяют спектр анализируемых где Л вЂ” число спектралыгых линий в спсктре исходного сиг-нала, которые необходи10 мо учитывать нри проведении спектрального анализа (вообще говоря, V»1).
Для правильной работы анализатора на выходе фильтрующей цепи и должно cd,гержаться компонент иных, кроме т-ой, гармонических составляющих 4 спектры исходного сигнала (1). Для ооеснечеиия этого треоования необходимо, чтобы гармонические составляющие и — 1 и m+1 Bssw p to»e перекрывались, а передаточная характеристика фильтра определялась выражением (5).
Операция транспортирования полученного после фильтрации сигнала состоит в смешении его с сигналом гетеродинирования и выделении первой гармонической составляющей
I1 составе выходного сигнала транспонирующего преобразователя частоты вида
U, (г): — ) U, cos (,t + ., ) х, 470758
5 б
Составите.чь Л. Устинова
Редактор С. Хейфиц
Корректоры: Е. Рожкова и А. Степанова
Техред О. Гуменюк
Заказ 2923 18 Изд. М 1450 Тираж 902 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР
f10 делам изобретешш и открытий
Москва, Ж-35, Раугпская и., д. 415
Типография, ï0. Сапунова, 2 входных сигналов, вь.деляют гармоническую составляющую преобразованного спектра с большим номером гармоники и частотно транспониру1от ее в заданный1 частотный диапазон работы пространственного Фурьеанализатора.
