啁啾信号的复杂性

信息处理 复杂的 唧唧喳喳
2022-02-15 05:50:47

在一本关于光孤子的书中,作者说高斯信号脉冲具有以下形式-

u(t)=exp((η+iβ)t2)

其中是啁啾参数。β

我的问题是:在这里表示什么?由于啁啾信号仍然是真实的,信号的复杂性质代表什么?i

2个回答

根据上下文,使用复数形式可能是为了数学上的方便,也可能是为了避免对实部和虚部的需要。

当你考虑表达式时,你得到

u(t)=eηt2ejβt2

其中第一个指数是通用幅度包络,在这种情况下是高斯。第二个指数是啁啾本身,是所有动作的所在。

所以为了简化事情,让我们假设包络是理想的,因此信号只是啁啾

u(t)=ejβt2

要查看啁啾声,你可以取实部或虚部,它看起来像这样

在此处输入图像描述

在不使用 I/Q 的系统中,实部是您希望作为波形传输的部分。系统类型将决定使用真实信号还是某种类型的 I/Q 是最好的。我将在这里使用雷达示例。

在调频连续波 (FMCW) 雷达中,传输像上述那样的真实啁啾,其形式为

x(t)=cos(βt2)

这只是复杂形式的真实部分。它在延迟后被接收并与自身混合,并且不进入混合过程,产生可用于确定范围的单频正弦波。在这里,只使用实部是实用的。在 FMCW 中使用 I/Q 也是有益的(提高 SNR),但通常不是必需的,许多系统不使用它。

另一种类型的雷达,脉冲多普勒,从使用复杂的形式中受益匪浅。考虑相同的啁啾,除了现在使用虚构版本。这很重要,因为脉冲多普勒雷达通常在执行脉冲压缩时运行,这只是将发射波形与接收波形相关联。

复杂啁啾的自相关看起来像

在此处输入图像描述

使用复杂的波形使我们能够将信号混合到基带,从而提供我们期望的经典自相关响应,而无需额外的混合和滤波。

i1

有一个非常重要的公式叫做欧拉方程。

eiθ=cos(θ)+isin(θ)=(ei)θ

”是单位圆上沿圆周一弧度的点。单位圆上的任何点乘以幂,都将停留在单位圆上,其沿圆周的距离将乘以幂。ei

(eiθ)p=eipθ

简单地考虑它。

u(t)=e(ηt2)(ei)βt2

第一个因素是您的真实高斯(钟形曲线)充当包络线。

第二个因素是围绕复单位圆旋转的点。以稳定的速度,你会得到一个稳定的音调。这个速度不是稳定的,而是线性增加的频率之一(绝对远离中心)。

您的信号/功能很复杂。

u(t)=e(ηt2)[cos(βt2)+isin(βt2)]=e(ηt2)[cos([βt]t)+isin([βt]t)]=[e(ηt2)cos([βt]t)]+i[e(ηt2)sin([βt]t)]