сигнала, определяемое как
.
Может оказаться не так просто понять идею, почему подобное измерение связано с
шириной спектра. В данном случае благоразумно будет провести аналогию на основе бо-
лее привычного вероятностно распределенного параметра. Дисперсия случайной величи-
ны
, обладающей нулевым средним и плотностью распределения
, определяется
как
, характеризуя степень разброса
относительно ее математиче-
ского ожидания, или, что эквивалентно, ширину плотности распределения
. Однако
нормированный энергетический спектр
неотрицателен и удовлетворяет усло-
вию нормировки
, т.е. может трактоваться как плотность распреде-
ления некоторой подходящей случайной переменной. Тогда
является мерой ее раз-
броса и, следовательно, шириной энергетического спектра.
Следовательно, очень грубое, промежуточное требование к сигналам, пригодным
для использования в задачах временного измерения, может быть сформулировано сле-
дующим образом. Сигналы с узкой АКФ (малым временем корреляции
) или, что экви-
валентно, широкой полосой
представляют основной интерес. В сопоставлении двум
ранее рассмотренным измерительным задачам ситуация выглядит достаточно по-новому:
существует значительный ресурс для совершенствования достоверности оценивания вне
прямого пути, т.е. не за счет увеличения энергии.
Следует подчеркнуть теперь, что термины «широкополосный» и «распределенный
спектр» не являются синонимами. Действительно, если соглашения, принятые относи-
тельно определений времени корреляции
и длительности сигнала
, достаточно спра-
ведливы, сигнальные копии, сдвинутые во времени более, чем на
, практически не пере-
крываются, т.е. их скалярное произведение, а значит, и сходство незначительно. Следова-
тельно, условие
показывает, что сужение АКФ сигнала и, значит, расширение его
полосы может быть достигнуто тривиальным укорочением самого сигнала.
Однако, двигаясь указанным путем, не следует забывать, что отношение сигнал-
шум зависит от энергии сигнала
, где
– мгновенная мощность сигнала, а
–
коэффициент, определяемый формой сигнала. Очевидно, что сохранение постоянства от-
ношения сигнал-шум при укорочении сигнала требует пропорционального увеличения
пиковой мощности. Следовательно, добиваясь все более и более высокой точности, можно
прийти к ситуации, когда необходимая мгновенная мощность станет чрезмерно высока.
Как правило, требование очень высокой излучаемой мощности влечет за собой необходи-
мость увеличения массо–габаритных характеристик передающей аппаратуры и источника
энергии. В дополнении к этому, мощные короткие импульсы могут нанести существенный
вред соседствующим системам, а также экологии окружающей среды.
Более элегантный способ повышения точности временных измерений обещает
путь, основанный на том факте, что укорочение сигнала не является единственным мето-
дом расширения спектра или, что эквивалентно, уменьшения времени корреляции. Рас-
смотрим сигнал, длительность
которого достаточно велика для обеспечения необходи-
мой энергии, т.е. отношения сигнал-шум, в сочетании с приемлемым значением мгновен-
ной мощности
. Предположим, что определен закон внутренней угловой модуляции,
обеспечивающий время корреляции сигнала значительно меньшее его длительности, т.е.
. Тогда АКФ сигнала имеет ярко выраженный остроконечный характер, обеспечи-