干扰信号的特性

2－3干扰信号的特性

2－3－1频谱

１、定义：任何干扰信号都可以利用傅里叶级数

（对于周期性干扰信号）或傅里叶积分

（对于非周期干扰信号）分解或不同频

率简谐信号的迭加，这些简谐信号的

幅值随频率变化的函数（Cn或F(ω))，

称为干扰信号的频谱。

信号的时域分析与频域分析信号的时域与频域分析既相互独立又密切相关，可以通过傅里叶变换把它们联系起来并互相转换，下图表明了这种关系。图中，时域内一个复合周期波，应用傅里叶级数的原理对波形分解，得到一次波(基波)、二次谐波、三次谐波等；而在频谱分析中，也可用傅里叶级数原理求得复合周期波形的各个频率的离散谱线，它们之间的关系是一致的。时域分析与频域分析是对模拟信号的两个观察面。时域分析是以时间轴为坐标表示动态信号的关系；频域分析是把信号以频率轴为坐标表示出来。一般来说，时域的表示较为形象与直观，频域分析则更为简练，剖析问题更加深刻和方便。信号的时域分析和频域分析是互相联系，相辅相成的。一个连续时间信号若在区间，以为周期，周而复始地重复再现则称为周期信号，其表示式为２、周期性干扰信号的频谱

大多数功能性干扰源产生的都是周期性干扰信号。设f（t）是一周期性干扰信号，可以用傅里叶级数展开为

其中：

ω0是基波，nω0是各次谐波。nω0频率分量的幅度：

一个连续时间周期信号是无限多个呈谐波关系的复指数信号的线性组合例如：求一周期性方波信号的频谱＊,如图2－3－3所示，

T是方波的周期。

把（2－3－3）式代入（2－3－2）式：

欧拉公式所以周期性方波信号f（t）可以展开为：

可以画出周期性方波信号f（t）的频谱曲线，设，利用（2－3－4）式可以算出基波和各次谐波的幅度，如表2－3－1。

n=12345678……00利用表2－3－1中的数据可以画出周期性方波信号的频谱，如图２－3－4所示，

完整的周期性方波信号的频谱如图２－3－5所示

（τ＝T／5）

:

可以看出周期性干扰信号频谱的特点：

①、离散性：周期信号的频谱有不连续的谱线组

成，谱线间隔为ω0，每条谱线代表一个正

弦分量。

②、谐波性：周期信号频谱的每一条谱线，只能

出现在基频的整数倍的频率上。

③、收敛性：各次谐波的幅值随频率的增加而减

小，频谱是收敛的。

除了基波和各次谐波信号以外，干扰源（如发射机）还可能产生一些寄生信号，频率低于或高于基波频率，但不是基波频率的整数倍，称为非谐波干扰。非谐波干扰信号的电平一般低于谐波干扰信号,在一些情况下也可能成为严重的干扰。

３、非周期性干扰信号的频谱（大多数非功能性干扰源）

⑴、设f（t）是一非周期性干扰信号，可利用傅里叶积分

展开为：

其中F（ω）是非周期性干扰信号f（t）的频谱函数。

一个周期性信号，当T→∞时就称为非周期性信号。

例如：图2－3－6,一个周期性方波信号，T→∞就成为一

个孤立的矩形脉冲信号。T↑，谱线间隔减小，谱

线变密,T→∞时,谱线间隔→0，谱线成为连续的。图2－3－6∴非周期性干扰信号的频谱是连续的，也是收敛的。

一些常见的脉冲信号的频谱如表2－1所示。

下面介绍脉冲信号的两个重要的参数：

①脉冲宽度τ

矩形脉冲：图2－3－7,矩形脉冲的脉冲宽度就是τ。

任意脉冲：幅度下降为峰值的1／e（≈0.368）时的

宽度，

②、频谱宽度：幅度下降为峰值的1/e时的频谱宽度。

⑵脉冲干扰和平滑干涉

①平滑干扰：干扰信号在接收机输入端产生的

电压,峰值与平均值之比不超过３～４倍时，

称为平滑干扰。如机内热噪声和连续波干扰；

或脉冲持续时间与重复周期能相比拟时的脉

冲干扰也属于平滑干扰（前一个脉冲还未消

失，后一个又出现）。

②脉冲干扰，干扰信号在接收机输入端产生的

电压，峰值与平均值之比超过３～４倍时，

称为脉冲干扰；或脉冲持续时间远小于重复

周期

(后一个干扰脉冲到来之前，前一个干

扰脉冲已完全消失，间隔时间较大）。

２－３－２带宽和波形

１、窄带干扰和宽带干扰

“窄带”和“宽带”是相对于接收机的带宽而言

的。带宽的定义P23例题：在上图中，设纵轴是电压U，求6dB带宽和3dB带

宽电平下降的倍数。

解：用dB表示电压的定义为

设U下降n倍→U／n，

则

∴，

可以算出：ΔU＝6dB，n≈2；ΔU＝3dB，n≈1.4。

分贝(dB)的概念分贝的定义：分贝数＝10lg(P2/P1)P1、P2是两个功率数值，对于电流或电压，定义如下：电压增益的分贝数＝20lg(V2/V1)电流增益的分贝数＝20lg(I2/I1)用分贝表示的物理量:电压：用1V、1mV、1μV为参考（例如：1μV=0dBμV）则单位为：dBV、dBmV、dBμV

等，电流：用1A、1mA、1μA为参考，则：dBA、dBmA、dBμA场强：用1V/m、1μV/m为参考，则：dBV/m、dBμV/m

等，功率：用1W、1mW为参考，则：dBW、dBm等②窄带干扰：干扰信号的频谱宽度小于接收的

带宽，一般为几十Hz～几百KHz。

例如：连续波、调幅波、低调频系数的调频波等

（广播、电视、通讯发射设备、高频焊接

等有确定频率的设备）

③宽带干扰：干扰信号的频谱宽度大于接收机

的带宽，一般为几十～几百MHz。

例如：脉冲干扰（雷达发射机、放电辐射……）

２－３－４时域分析与频域分析

１、时域分析：分析干扰信号的波形，例如：幅

值对时间的分布，脉冲的前沿和宽度，时间

滞后，相位滞后，波形的畸变……，是以时

间轴t为坐标表示干扰信号。

表达式：f（t），表2－1，例：矩形脉冲

测量仪器：示波器

２、频域分析：分析干扰信号的频谱分布（幅值

与频率的关系），是以频率轴f（或ω）为坐

标表示干扰信号。

表达式：F(ω)，表2－1，例：矩形脉冲。

测量仪器：频谱分析仪，测量接收机，选频

电压表。

2－3－7共模干扰与差模干扰

对于设备的两个输入端（信号线或电源线）

1、如果两输入端干扰信号的方向、幅度、相位

都相同――共模干扰；

2、

如果两输入端的干扰信号的方向相反、幅度

相同

――差模干扰。例如：设有两个设备A和B，通过两根平行导线连

接，如图2－3－15，辐射场在导线上可能

产生两种感应