Параграф 1.10.3: Огибающая и фаза комплексного случайного процесса. Квазигармоническое представление случайных процессов

Представим аналитический спектральный сигнал в экспоненциальной форме:

   

- действительный случайный процесс, называемый огибающей сигнала X(t). - действительный случайный процесс, называемый полной фазой или фазой сигнала. Для ψ(t) справедливо следующее равенство:

,

Огибающая и фаза полностью определяется (для случайного процесса в вероятностном смысле) действительным сигналом X(t). Из определения огибающей видно, что A(t)>>|X(t)|. А в тех точках, где имеет место равенство A(t)=X(t) сигнал и его огибающая имеют одинаковые производные . Понятие огибающей и полной фазы процесса можно проиллюстрировать, изобразив сигнал в виде случайного векторного процесса на комплексной плоскости. На рисунке показано одна из реализаций вектора x(t) в момент t=0.

 
 


Длина этого вектора =А(0), а угол между ним и действительной осью составляет .С течением времени конец вектора перемещается по некоторой траектории так, что в любой момент его длина равна A(t) и он образует с действительной осью.

Угловая скорость вектора - называется мгновенной частотой сигнала. Ее можно выразить через действительный сигнал X(t) и сопряженный с ним сигнал , дифференцируя по t выражение для :

,

где “ ’ ” означает производную по времени.

Выберем произвольную частоту ω0. . Тогда:

  (*)

Случайная функция называется мгновенной начальной фазой сигнала относительно частоты ω0., она зависит от выбора ω0.

Действительный сигнал X(t) и сопряженный с ним можно представить в квазигармонической форме непосредственно вытекающей из экспоненциального представления аналитического сигнала:

Еще одно свойство аналитического сигнала: если все гармонические составляющие всех реализаций случайного процесса X(t) сдвинуть по фазе на одинаковый угол , то полученный при этом процесс:

Аналогично, при повороте на угол ():


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: