¿Qué son las señales de banda estrecha, banda ancha y de tono único?

Una señal cuyo ancho de banda es mucho menor que la frecuencia central es una señal de banda estrecha, y una señal cuyo ancho de banda es comparable a la frecuencia central o es mucho mayor que la frecuencia central es una señal de banda ancha.

La potencia de la señal de banda estrecha se concentra cerca de la frecuencia central y existe una gran brecha entre la densidad espectral de potencia y los diagramas de densidad espectral de los dos. También existen grandes diferencias en los métodos de tratamiento.

Las señales de banda ancha son relativas a las señales de banda estrecha. Las señales que no cumplen con las condiciones de banda estrecha se denominan señales de banda ancha. Actualmente, las definiciones de señales de banda estrecha también son diferentes. Si el ancho de banda de la señal es B, el ancho de tiempo es T y la frecuencia central es f0, entonces la definición de señal de banda estrecha es:

Definición 1: B << f 0, es decir, el ancho de banda relativo ancho de banda B/f 0<< 1, generalmente B/f 0< 0,1.

Definición 2: 2v/c<<1/TB, donde v es la velocidad de movimiento radial relativa del conjunto y el objetivo, y c es la velocidad de propagación de la señal en el medio.

Definición 3: (N-1) d/c<<1/B, donde N es el número de elementos de la matriz y d es el espacio entre los elementos de la matriz.

Definición 4: 2 Bτθ +1≈1, donde τθ es la suma de los retrasos de toda la matriz y la línea de retraso.

Definición 5: El segundo valor propio de la matriz de covarianza del espacio de señal en ausencia de ruido es menor que la potencia del ruido.

La "Definición 1" es una comprensión intuitiva de las señales de banda estrecha y también es una condición suficiente para que las señales reales de banda estrecha se expresen de manera efectiva en su forma analítica compleja. Esta definición se utiliza en muchas publicaciones para distinguir señales. de señales de banda ancha. Sigue siendo una señal de banda estrecha.

"Definición 2" significa que en un sistema con movimiento relativo, dentro de la duración T de la señal, no hay un desplazamiento obvio del objetivo en relación con la resolución de distancia de la señal. La señal puede considerarse como una señal de banda estrecha; de lo contrario, la señal es una señal de banda ancha.

"Definición 3" significa que en el procesamiento de señales de matriz, si el recíproco del ancho de banda de la señal es mucho mayor que el tiempo máximo de propagación de la señal que pasa a través de la apertura de la matriz, se denomina señal de banda estrecha; de lo contrario, se denomina señal de banda estrecha. es una señal de banda ancha.

La "Definición 4" y la "Definición 5" definen señales de banda estrecha desde la perspectiva de los valores propios de la matriz de autocorrelación de datos de muestreo de matriz. En el caso de banda estrecha, el número de valores propios grandes de. la matriz de autocorrelación de datos de muestreo de matriz es igual al número de señales.

Se puede observar que la falta de uniformidad en la definición de señales de banda estrecha determina la naturaleza no absoluta de la definición de señales de banda ancha. Deben usarse diferentes definiciones para determinar si la señal es de banda ancha en diferentes procesamientos. situaciones.

En cuanto a los resultados del análisis y los algoritmos de algunas señales de banda estrecha que no son adecuadas para señales de banda ancha, las razones también son diferentes y no se puede dar una explicación unificada. Por ejemplo, en la estimación de DOA, los métodos MUSIC y ESPRIT en el método subespacial y sus algoritmos mejorados se derivan todos del supuesto de que la señal espacial es de banda estrecha. Porque cuando la señal es de banda estrecha, el retraso de la señal es aproximadamente igual al cambio de fase de la señal. Cuando la señal recibida es una señal de banda ancha, no se cumplen las condiciones de aproximación y el rendimiento del algoritmo se verá seriamente degradado.

Aunque no existe una definición oficial o estricta de señal de banda ancha por parte de una determinada organización, la FCC (Comisión Federal de Comunicaciones) ha dado una definición estricta para señales de banda ultraancha: la definición de "banda ultraancha". es: la fuerza relativa de la señal El ancho de banda (la relación entre el ancho de banda del espectro de la señal y su frecuencia central) es mayor o igual al 20%, o el ancho de banda absoluto es mayor o igual a 500MHz. Esta definición no define las características de forma de onda en el dominio del tiempo de la señal.