窄帶訊號和寬頻訊號的區別和聯絡

2021-07-15 02:46:47 字數 1398 閱讀 7026

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寬頻

訊號與窄帶訊號的定義。然而,沒有文獻或組織對

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訊號給出的嚴格定義,業內一般認為

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訊號與窄帶訊號是相對的,不滿足窄帶條件的訊號就稱為

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訊號。目前,窄帶訊號的定義也不盡相同。若訊號頻寬為b ,時寬為t,中心頻率為f0,則窄帶訊號的定義有:

定義1: b << f 0,即相對頻寬b/f 0<< 1 ,一般b/f 0< 0.1。

定義2: 2v/c<<1/tb,其中v 是陣列與目標的相對徑向運動速度,c 是訊號在介質中的傳播速度。

定義3:( n-1) d/c<<1/b,其中n 是陣元數目,d 是陣元間距。

定義4:2 bτθ +1≈1 ,其中τθ是整個陣列以及延遲線的延時之和。

定義5:該訊號空間協方差矩陣在沒有雜訊時的第二個特徵值小於雜訊功率。

「定義1」是對窄帶訊號的直觀理解,同時也是窄帶實訊號可有效表示為其復解析形式的充分條件,在很多文獻中均以該定義來區分訊號是寬頻訊號還是窄帶訊號。

「定義2」是指在存在相對運動的系統中,在訊號的持續時間t 內,相對於訊號的距離解析度,目標沒有明顯的位移,此時訊號可視為窄帶訊號,否則訊號就是寬頻訊號。

「定義3」是指在陣列訊號處理中,如果訊號頻寬的倒數遠遠大於訊號掠過陣列孔徑的最大傳播時間,就稱為窄帶訊號,否則為寬頻訊號。

「定義4」和「定義5」是從陣列取樣資料自相關矩陣特徵值的角度來定義窄帶訊號的,窄帶情況下,陣列取樣資料自相關矩陣的大特徵值個數等於訊號個數。

可見,窄帶訊號定義的非一致性決定了寬頻訊號定義的非絕對性,不同的處理場合,應使用不同的定義確定訊號是否是寬頻的。

至於某些窄帶訊號的分析結果與演算法不適合寬頻訊號,原因也是有差別的,不能給出統一的解釋。例如,在doa估計中,子空間方法中的music、esprit 方法以及它們的改進演算法,都是基於空間訊號是窄帶這一假設推導出的。因為當訊號是窄帶時,訊號的延時近似等於訊號的相移。當接收到的訊號為寬頻訊號時,近似條件不滿足,演算法效能會嚴重下降。

雖然寬頻訊號沒有官方或某一組織的嚴格定義,但對於超寬頻訊號, fcc ( federal communica2tions commission) 給出了嚴格的定義.「超寬頻」的定義是:訊號的相對頻寬(訊號頻譜的頻寬與其中心頻率之比) 大於等於20 % ,或者絕對頻寬大於等於500mhz。該定義沒有界定訊號的時域波形特徵。

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