¿Cómo se miden los componentes de Fourier de una señal?

Question

Asistí a una conferencia sobre el georadar (GPR). Estoy acostumbrado a la reflexión sísmica donde el entrante de la amplitud de la presión se mide como una función del tiempo.
En GPR, en lugar de los componentes de Fourier son medidos. Que es la amplitud y la fase como una función de la frecuencia. A continuación, estos datos son de Fourier transformada para encontrar la amplitud en función del tiempo.

Tengo curiosidad acerca de cómo la electrónica de grabación en el espacio de Fourier de las obras. Es la señal de dividir por muchos filtros de paso de banda estrecha en paralelo? Son estos filtros circuitos RLC? Hay chips que contiene muchos de estos filtros en paralelo?

Answer 1

Es la señal de dividir por muchos filtros de paso de banda estrecha en paralelo? Son estos filtros circuitos RLC? Hay chips que contiene muchos de estos filtros en paralelo?

No, estos suelen ser recogidos como señal de tiempo, y luego se transformó en formato digital (por un DFT en práctica mediante una FFT) para discreta de Fourier de dominio para el procesamiento de razones.

En el sentido de que sí, hay muchas implementaciones de hardware de la Fft, y la FFT puede ser considerado como polyphase boxcar filterbank, hay chips que contienen un filterbanks – pero son el procesamiento de una hora digital de la señal, no una analógica.

(Las razones de ser de compresión de pulsos, principalmente, es decir, usted necesita para hacer una gran correlación con la conocida señal de siquiera ver su señal del ruido – no hay exactamente mucho señal que viene de nuevo a el satélite después de que se irradiaba desde debajo de la tierra en órbita a la tierra, a través de la tierra, dispersos por ahí, y la espalda. Correllation es computacionalmente muy intenso, como pasa con el cuadrado de la longitud de la señal, pero con el procesamiento en el dominio de la frecuencia, puede reducir significativamente la cantidad, y bono, los datos podrían convertirse en la manera más fácil de comprimir, almacenar y transmitir a la estación de tierra.)

(Por cierto, escribí un top-de-mi-cabeza de la lista de dispositivos que hacer una transformada de Fourier durante la operación aquí, tal vez usted encontrará que es muy interesante.)

En general, cualquier cosa que se puede hacer después de la digitalización en formato digital o antes en analógico generalmente se hace digitalmente, a menos que hacerlo en analógico reduce la digitalización esfuerzo por magnitudes. Electrónica analógica en su mayoría tienen efectos indeseables para el proceso de señal, tolerancias, no lineal, en/fuera de la relación, que es duro para el modelo no lineal de fases, dependencia de la temperatura, ...

Por lo tanto, si usted está en el negocio de procesamiento de señales, normalmente desea que sus señales a ser digitalizados en la calidad necesaria, y después de hacer los cálculos que se quiere hacer con la señal digital (que en realidad es números) en lugar de la aproximación de las matemáticas que se quiere hacer con componentes analógicos. Usted encontrará que la misma

Answer 2

Tal vez un lugar para algunas explicaciones.

No hay tal cosa como la grabación de una señal de radio en el dominio de la frecuencia. En el circuito del receptor sólo de voltaje como una función del tiempo disponible. No existe nada más que pudiera ser amplificada, almacenada o procesada.

Supongo que desea enviar la frecuencia de barrido de ráfagas. Ecos de ellos realmente pueden contener perfectamente utilizable la información, tan buena como la de un pulso de radar podría dar con 1000 o 10000 veces más grande que la potencia de transmisión. No es sólo una conjetura. Porque sólo a muy bajas frecuencias penetrar largas distancias en el suelo, la alimentación debe ser limitado para evitar problemas con las compañías de telecomunicaciones. Apuesto a pulso radares están fuera de la cuestión para que la razón.

Pensar en una transmisión que envía con linealmente creciente frecuencia. La explosión tiene una potencia constante y dura hasta que no tiene señal de eco desde el punto más distante de interés.

La recepción y la detección de: Transmisor de la señal de salida está dividido, sobre un milivatio de la misma se dirige a una mesa de mezclas que se obtiene de la señal recibida simultáneamente. Mezclador de señal de salida es amplificada, almacenado y es la transformada de Fourier se calcula. El resultado ES el mismo como un pulso de radar. Eso es fácil de ver, por qué. El mezclador se produce componentes de frecuencia en differerence frecuencias (la suma de componentes de frecuencia son filtrados). La frecuencia de un eco es el más alto el más el eco había vino.

El real circuitos: yo no tengo el radar de tierra del circuito a dar, por lo que debe diseñar por sí mismo o comprarlo. Me temo que para ser capaz de hacer el diseño desde cero, usted debe tener combinado de radio, la electrónica analógica y la señal digital de procesamiento de conocimiento total de la pena de 4 años de estudios de tiempo + excelente de electrónica laboratorio de desarrollo de habilidades de trabajo. Y, por supuesto, usted necesita el laboratorio.

Usted debe obtener algunas estimaciones realistas de cómo el fuerte eco de las señales están disponibles. No hay que olvidar que la echos obtener más débil a medida que la distancia crece - eso es debido a que el suelo se atenúa y la señal se propaga a toda la zona. Si tienes suerte, el transmisor puede ser suficientemente débil para hacer posible simultánea a recibir sin saturación y los más lejanos ecos todavía son detectables en el ruido. Usted necesita ambas mediciones y las matemáticas para encontrar los básicos de la limitación de los hechos.

Probablemente usted también puede encontrar desde publicado trabajos académicos. Para ser capaz de encontrar y comprender ellos el ya mencionado conocimiento es un deber.

Puede dividir el esfuerzo de diseño en algunas áreas principales:

1) búsqueda de los límites básicos

2) en general el diseño del sistema

3) diseño de radio (= encontrar numérico especificaciones para el transmisor, la antena, el receptor y el procesamiento de la señal)

4) diseño de circuitos

5) el procesamiento de la señal de programación

6) sistema de control de programación de software

Lo que se preguntan, si el filtro RLC banco no podía hacer el trabajo de procesamiento de la señal. En teoría se puede separar las frecuencias, pero la recopilación de los resultados es compleja. Tecnología de Radar libros contienen soluciones prácticas. Hoy procesamiento Digital de la señal es la ruta principal, pero en los últimos varios otros métodos estaban en uso (=no lo suficientemente rápido como los equipos disponibles). Frecuencia dispersivo acústicas de superficie de filtrado, era una forma de construir un pulso de radar de tipo de señal de salida. Los métodos en general radar vocabulario estaban bajo el término "compresión de pulsos".

Obtener un radar penetrante de tierra de libros de tecnología, encontrar una que sea comprensible, con la existente de las matemáticas, de la radio y conocimientos de electrónica. Si usted recoge más de que la infraestructura de conocimientos, obtener un mayor nivel de GPR libro de la tecnología, también.