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[经验分享] 【业余射电天文 天文理论篇4】为什么要对频谱进行积分平均

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menshengjiedati 发表于 2022-3-27 09:27 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–北京–北京 联通

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本帖最后由 menshengjiedati 于 2022-3-27 13:15 编辑


如何使用Sdrsharp这个软件,已经在SdrSharp中有所介绍。

在Sdrsharp软件中,我们主要是看积分平均之后的频谱。而观看和导出“积分平均之后的频谱”由该软件的积分插件(即IF Average)来实现。

该插件(IF Average)的具体使用,我已在如下视频中进行了介绍,在此不再赘述,而仅仅说明一下为什么要用该插件对频谱进行积分平均。



如果没有任何噪声的情况下,我们观测1420MHz的氢谱线到的频谱应该如图1所示,是一个在1420MHz突出的峰。坐标上横轴是频率,纵轴是信号强度,这里的强度数值只是随意赋予的,不必关注细节。

                               
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图1:没有任何噪声下的氢谱线频谱

下面引入杂乱的噪声(一般为高斯噪声,有兴趣的读者可以查阅一下),使这些杂乱的噪声混入图1的频谱中,结果如图2所示,显然氢谱线的峰被这些噪声掩盖了。

                               
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图2:引入噪声下的氢谱线频谱

这些杂乱的噪声在每个瞬间可能为正值,也可能为负值,为正值和为负值的概率相当(所谓正负,可以理解为电流或者电子的流向相反,不过没必要细节,理解大概便可),而氢谱线的峰值显然是恒为正。

故我们可以长时间对频谱进行积分,然后除以积分时间,这也就是所谓的积分平均,即先积分后平均。那些杂乱的噪声由于时而正时而负,故而在积分平均下便正负抵消掉了,而氢谱线的峰由于恒为正便保留了下来。

下面演示一下不同积分次数下频谱。

图3为积分100次的频谱,显然还是看不到氢谱线的峰。

                               
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图3:积分100次的氢谱线频谱

图4为积分500次的频谱,勉强能看到氢谱线的峰。

                               
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图4:积分500次的氢谱线频谱

图5为积分1000次的频谱,明显能看到氢谱线的峰。

                               
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图5:积分1000次的氢谱线频谱

图6为积分10000次的频谱,很明显能看到氢谱线的峰。

                               
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图6:积分10000次的氢谱线频谱

本版积分规则

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