Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Узкополосный случайный процесс






    Узкополосный процесс – это процесс, у которого отношение эффективной ширины спектра к средней частоте 1.

    Реализация случайного процесса: , где и случайные величины.

    Огибающая этого случайного процесса , где – сопряженный по Гильберту сигнал.

    Будем считать, что случайный стационарный эргодический процесс.

    Представим сигнал в виде квадратурных составляющих:

    Отсюда:

    Нам известна плотность распределения сигнала. Найдем плотность распределения огибающей и фазы узкополосного процесса.

    Если сравнить два процесса и , то можно заметить, что получается сдвигом на . Это говорит о том, что случайное распределение процесса остается неизменным. Спектр получают из спектра процесса сдвигом его спектра на левой составляющей и на – правой составляющей, причем . Из этого выражения и рисунка видно, что площадь под кривой (в двух лепестках) равна площади под кривой . Следовательно, дисперсии случайных процессов одинаковы:

    Так как , то среднее значение квадрата огибающей . Так как дисперсии равны, то . Плотности вероятностей определяются как

    ,

    Т.к. , то

    Значит, нормально распределяемые величины и независимые. Поэтому совместную плотность вероятности можно определить выражением:

    Вероятность того, что конец вектора лежит в элементарном прямоугольнике равна вероятности пребывания в интервале и в интервале и равна вероятности пребывания вектора в элементарной площадке .

    – вероятность того, что вектор пребывает в элементарном прямоугольнике. В полярных координатах: .

    Тогда

    Плотность распределения огибающей (амплитуды): – закон Рэлея, т.к. , то – равномерная плотность распределения.

     

    Вывод: если случайный процесс распределен по нормальному закону, то его огибающая распределена по рэлеевскому закону, а фаза по равномерному закону.

    Математическое ожидание:

    Дисперсия: ,

    где

    отсюда .

    Т. е. дисперсия огибающей меньше дисперсии самого случайного процесса.

    Вероятность того, что огибающая (амплитуда) превысит некоторый заданный уровень:

    Вероятность того, что амплитуда будет ниже уровня

    С: .

    Если , то . Поэтому ширина шумовой дорожки, фактически наблюдаемой на экране осциллографа не превышает (5-6) . Для широкополосных процессов ширина дорожки составляет (4-5) .

    Корреляционная функция огибающей определяется по формуле:

    где – огибающая нормированной корреляционной функции случайного процесса .

    Энергетический спектр огибающей найдем через преобразование Фурье:

    .

    Первое слагаемое соответствует постоянной составляющей огибающей, а второе – сплошной части спектра.

    Основываясь на выражении , мгновенную частоту можно записать в форме:

    Плотность вероятности: ,

     

    где Dwэкв – эквивалентная ширина спектра узкополосного процесса, определяемая выражением:

     

     

     


    Частота случайного сигнала изменяется в пределах .

    Закон распределения похож на нормальный.






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.