[发明专利]脉冲分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于同时获得宽带瞬态脉冲和与该脉冲相关的正交 信号二者的离散时间采样的方法和设备；该方法特别地但不排他地适用 于如下电子系统(包括示波器)，其能够在时间上对脉冲进行定位、确定 该脉冲的两个正交表示并提取表征了脉冲形状的参数。

背景技术

假设在J个时刻t₁,t₂，...,t_j，...，t_J对有限时长和未知形状的宽带脉冲x(t) 进行采样。假设，该脉冲的时长由某个最大值T限定，并且脉冲的到达 时间近似已知。所获取的脉冲x(t)的采样随后用于确定例如形状之类的某 些脉冲描述符及其时刻(包括位置和时间展宽(spread))。所要考查的脉 冲可以被认为是在合适的传感器输出端观察到的，该传感器已经捕获了 远处感兴趣物体所散射出的一部分电磁辐射。

Mark Kahrs于2003年6月发表于“IEEE trans.Microwave Theory  Tech.”第51卷第1期第1787-1804页的“50Years of RF and Microwave  Sampliing”综述了采样技术的发展。

常规的采样技术利用超快采样电路以生产瞬时信号采样。然而，这 种超快采样电路通常是昂贵的。

发明内容

在所附权利要求书中描述了本发明的多个方面。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于对脉冲或者重复脉冲流进 行采样的脉冲分析仪，该脉冲分析仪包括：

乘法装置，其能够操作用于将脉冲与一组基本函数相乘以生成多 个经乘法运算后的脉冲函数；以及

合成器，其能够操作用于将所述经乘法运算后的脉冲函数组合以 生成脉冲采样；

其中所述合成器能够操作用于在与所述脉冲的时长大致对应的积 分区间上执行至少一次积分操作，并执行至少一次加法操作，并且其 中，该基本函数使得所述合成器的输出对应于比所述积分区间更短的 采样时间区间内的脉冲采样；并且，所述基本函数被选择为使得所述脉 冲分析仪实际上将所述脉冲或重复脉冲流乘以位于所述采样时间区间中 央的定时处的δ函数的近似或者乘以位于所述采样时间区间中央的δ函 数的Hilbert变换的近似。

根据本发明的第二方面，提供了一种脉冲分析仪，其用于通过将脉 冲与多个函数相乘并在积分区间上进行积分来生成所述脉冲的采样，其 中所述多个函数形成了在比所述积分区间更短的时间区间内的采样函 数，并且其中，所述采样函数是位于所述采样时间区间中央的定时处的δ 函数的近似或者位于所述采样时间区间中央的δ函数的Hilbert变换的近 似。

根据本发明的第三方面，提供了一种脉冲分析方法，该方法包括以 下步骤：通过导出脉冲时长内的多个时刻中的各时刻的采样值而对所述 脉冲应用分析函数，各采样值通过以下方式导出，即，将所述脉冲与在 相应时刻的所述分析函数的多个谱分量中的各谱分量相组合，并且导出 至少在所述脉冲时长的实质部分上积分的结果的组合，其中，所述分析 函数是位于所述采样时间区间中央的定时处的δ函数的近似或者位于所 述采样时间区间中央的δ函数的Hilbert变换的近似。

根据本发明的方法不使用脉冲的“时间片”，而是替换为处理整个脉 冲以获得其“瞬时”值。因此，本发明的一个明显的优点在于其具有不用 实际使用昂贵的超快采样电路即可产生‘瞬时’信号采样的潜在能力。 通过适当地组合在整个脉冲x(t)的时长T上确定的各个平均值来获得各 “瞬时”采样。

附图说明

现在参照附图描述本发明的各个实施方式，在附图中：

图1描述了利用近似狄拉克脉冲δ(t)的函数在时间t_j对脉冲x(t)进 行采样的例子；

图2示出了通过组合一个常量和8个连续谐波而获得的周期采样函 数D₈(t)的形状；

图3示意性描述了为获得脉冲x(t)的单个采样x(t_j)而要执行的操作；

图4是利用近似核γ(t)＝1/(πt)的函数在时间t_i对脉冲x(t)进行采样的 例子；

图5示出了通过组合8个连续谐波而获得的正交采样函数H₈(t)的形状；