Файл: Тверской, В. И. Дисперсионно-временные методы измерений спектров радиосигналов.pdf

величины в значительной степени зависят от уровня, на котором за­ дана полоса Люг2, т. е., по существу, от допустимых искажений вос­ производимого спектра. В то же время число каналов N, определяет­ ся только полосой Acori, импульсной функцией фильтра и величиной дисперсии линии (от двух последних зависит абсолютное разрешение Лшо). Поэтому задавшись большей величиной е2, например 0,1, мож­ но за счет увеличения допустимой погрешности анализа удовлетво­ риться при заданных меньшими .величинами Д или при заданных D получить большие значения Ni. В последнем случае лри заданной полосе линии 6ш необходимо выбрать формирующий фильтр с боль­ шей полосой Асом, а период следования импульсов, из которых фор­ мируется гетеродинный сигнал, в соответствии с (3.3.5) принять рав­ ным 2 |а|Ла>г1.

Для гауссова фильтра в соответствии с (3.3.19) величину Дts можно вычислить из уравнения

ехр [—0,25До>^ (0,5Д7е)2] = е.

В соответствии с (3.3.20), учитывая Лшм—Дсогг, определяем согласно (1.4.8) коэффициент сжатия линии

£ > ^ 5 ,2 ^ + 8 , 5 Kin (1/е).

Таким образом, можно сделать вывод о предпочтительности

использования формирующих фильтров с характеристиками, близки­ ми к гауссовой кривой.

3.4. Измерение спектров пересекающихся во времени выборок сигнала

Условие (3.1.2) является необходимым для анализа спектров в реальном масштабе времени. Его выполнение

ся меньшей, чем длительность выборки, спектр которой он определяет. Тогда между выходными откликами, отве­ чающими последовательным выборкам сигнала, образу-

82

сов, длительность которых равна т, частота заполнения изменяется во времени по линейному закону со скоро­ стью s, а скважность близка к единице. Частотно-вре­ менная диаграмма такого сигнала показана на рис. 3.13. Если, например, на вход смесителя анализатора подать сигнал, состоящий из ряда гармонических колебаний (3.1.4), то на входе ДЛЗ будет присутствовать набор mi последовательностей «многочастотиых» радиоимпульсов, каждый из которых описывается формулой (3.1.5).

На выходе ДЛЗ в каждом из интервалов времени про­ тяженностью т будет располагаться т i разделенных во времени откликов, которые определяют спектры пересе­ кающихся выборок сигнала. Каждый из этих откликов длительностью Д /^Го в свою очередь распадается на «элементарные» отклики вида (3.1.6), которые соответ­ ствуют гармоническим составляющим анализируемого сигнала.

Требуемый гетеродинный сигнал можно, в частности, получить, если одну последовательность гетеродинных радиоимпульсов, соответствующую рис. 3.1, пропустить через недисперсионную линию задержки с пц отводами, а напряжения с выходов всех отводов просуммировать. Величины задержек между соседними отводами при этом должны быть равны Го.

84

Функциональная схема устройства для анализа спек­ тров пересекающихся выборок сигнала (рис. 3.14) [28] отличается от схемы дисперсионного анализатора в ре­ альном масштабе времени «обычного типа» (m i= l) тем, что сигнал ЧМ гетеродина поступает предварительно на недисперсионную линию задержки с отводами, а за­ тем напряжения с выходов отводов суммируются и по­ даются на гетеродинный вход смесителя. При этом за­ пуск развертки индикатора целесообразно осуществлять (через цепь задержки) выходным сигналом умножителя

частоты посылок модулятора ЧМ гетеродина. В этом умножителе частота посылок модулятора должна умно­ жаться в mi раз. Параметры ДЛЗ следует выбирать в соответствии с формулой (3.4.4).

Весовая обработка выборок сигнала в рассматривае­ мом случае осуществляется путем соответствующего из­ менения формы гетеродинных радиоимпульсов до их подачи на линию задержки с отводами. Один из спосо­ бов обработки заключается в амплитудной модуляции гетеродинных импульсов; при другом последователь­ ность гетеродинных импульсов пропускается через спе­ циальный полосовой формирующий фильтр (частотно­

весовая обработка).

Если потребовать, чтобы отклики, определяющие спектры последовательных пересекающихся выборок сигнала, взаимно перекрывались на уровнях, не больших e C l, то при оценке числа каналов анализа следует по­ ложить N1 = Аан‘ /Ато, где Доп соответствует (3.2.5). Под­ ставив (3.2.5) в выражение для коэффициента сжатия,

85

получаема отсутствие обработки с учетом (3.1.9)

D = (Nl+ 2/ея) (mi + 2 + l/mi),

а при косинусоидальной весовой обработке с учетом

(3.2.3)

D = (1,ЗМ, + 1 /1 + 1/8) (т, + 2 + 1/т,).

Спектры пересекающихся во времени выборок сиг­ нала можно также измерить при пассивном формирова­ нии гетеродинных радиоимпульсов (см. рис. 3.5). Пери­ од повторения видеоимпульсов, из которых формируют­ ся гетеродинные им-пульсы, при этом должен быть ра­ вен (см. рис. 3.6)

Максимальная полоса частот спектра анализируемой выборки в соответствии с (3.4.5) вычисляется по фор­ муле

Aa>=iAcori//ni. (3.4.6)

Учитывая соотношение для рабочей полосы частот ли­ нии 6co = Acori/mi+Att»r2 и используя (1.4.8), находим ко­ эффициент сжатия

амплитудно-частотная характеристика формирующего фильтра описывается гауссовой кривой, то используя

(3.3.20) и Дспп = 3,45Дю/?, имеем |а|Дю^ = 4,15ml(V.

8 6

Определим допустимый относительный уровень взш имного перекрытия откликов, отвечающих последова­ тельным выборкам, величиной е<С1. Согласно (3.3.22) для гармонических сигналов ширина полосы частот ана­ лиза примерно равна

Аш, — Д<оГ1/ т 1— At J 2 1а |.

Отсюда соответствующее число каналов анализа

Величины M J2 1а ] Дш0 для рассматриваемых типов фор­

мирующих фильтров легко можно найти с помощью зна­ чений вычисленных в § 3.3, а также соотношений

(3.3.15), (3.3.17), (3.3.18), (3.3.20). Эти величины равны: —2,87 In (1/е) для одиночного контура; —3,6 для двух связанных контуров при е=0,033 и Ш/iQ—l и —6 при

е= 0,033 и mkQ = 2; для гауссова фильтра —1,66. Коэффициент сжатия ДЛЗ можно представить как

функцию Ni ц trii, если учесть формулы (3.4.7) и (3.4.8). Принимая, что Дсо^ характеризует полосу пропускания формирующего фильтра на уровне 0,05, находим с уче­ том результатов § 3.3 значения D для указанных типов формирующих фильтров. В случае одиночного контура при 1

17,57711(^ + 2,87111(1/8)].

В случае двух связанных контуров при mi3>l, е= 0,033,

В последнем случае требуемые значения коэффициента сжатия линии оказываются примерно такими же, как и при активном формировании гетеродинного сигнала.

Остановимся на функциональных особенностях рас­ сматриваемого метода измерений. Анализ спектров пере­ секающихся во времени выборок сигнала позволяет определять значения его мгновенного спектра

t

F (ш, t)— J /(Я)ехр(— ]wX)dX

t —z

не один раз в т секунд, как в анализаторах спектра од-

87