Измерение параметров спектра радиосигналов

Информативным при определении параметров радиосигналов является анализ спектральных характеристик сигналов. Особенно важно знать спектральный состав сигнала при испытаниях технических средств на соответствие требованиям электромагнитной совместимости радиоэлектронной аппаратуры.

Характеристики спектра радиосигналов

Преобразование Фурье позволяет представить многие сложные процессы в виде совокупности простейших компонентов: гармонических колебаний, собственных функций линейных систем с постоянными коэффициентами. Совокупность амплитуд (плотностей, амплитуд для апериодических процессов) и начальных фаз, привязанных к началу отсчета (t = 0), всех частотных компонентов процесса /(?) называют спектральной функцией S (со).

Спектральную функцию ^(со) находят прямым преобразованием Фурье.

Спектральная функция — функционал закончившегося процесса, а в практических исследованиях изучают незакончившиеся во времени процессы. Для устранения этого несоответствия было введено понятие S (cо)_Т спектра, характеризующего процесс.

в пределах отоо до т, который прерывается в момент т. Произведем в предыдущей формуле замену е~&* = cos соt-j sin со?. Тогда где

— модуль текущего частотного спектра;

— начальные фазы аргумента текущего спектра.

Косинусная и синусная составляющие частотного спектра, которые представляют собой совокупность коэффициентов a_k и^{преобразования} Фурье, на интервале -Т/2 < t < Т/2 имеют вид.

Таким образом, любой детерминированный сигнал можно разложить на конечное число гармоник с частотами k_f = k/T>

амплитудой C_k=ja_k+ b_k и фазойarctg (fy. /a_k).

На практике наиболее часто требуется знание спектра 15(0)/. Вклад |С/ в среднюю мощность на частоте &_/0 называется интенсивностью сигнала на этой частоте, а график величины |Cj² в зависимости от k называется линейчатым спектром Фурье, пример которого приведен на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Пример линейчатого спектра Фурье.

Таким образом, спектр сигнала характеризуется частотой, амплитудой и фазой его составляющих, которые и требуется измерить. Кроме перечисленных основных характеристик спектр сигналов характеризуется формой и шириной, которых в ряде случаев достаточно для описания спектра сигнала.

Анализаторы спектра можно классифицировать по следующим признакам:

• • способу анализа — последовательные, одновременные (параллельные) и смешанные;
• • типу индикаторного устройства;
• • диапазону частот — низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные и широкодиапазонные.