14.9. Исследование спектра в простом случае
Если некоторый участок спектра имеет форму то при переходе к оценке этот участок изобразится кривой с центром в . Существует несколько методов оценки максимальной мощности подобных участков спектра, полученного фурье-преобразованием коррелограммьь Метод, принадлежащий Штерну [10], состоит в делении максимальной амплитуды, которая соответствует частоте либо на в случае естественного окна, либо на в случае весовых окон Бартлетта и Хеннинга. Действительно,
Классический метод заключается в вычислении интеграла
который равен . Этот способ дает систематическую ошибку (в процентах), равную .
Реальные спектры содержат резонансные пики, которые нельзя описать функцией Для описания пика подбирают более или менее сложную функцию при этом Тогда, как известно, с максимальным значением между . Но так как
то можно записать
где — ширина исследуемого пика функции . В этом случае ошибка не превосходит поэтому обычно используют данный способ.
Замечания.
1. Мы рассмотрели только изолированный резонансный пик. На практике имеют дело с пиками, распределенными по спектру, вид которого слабо зависит от частоты.
2. Спектральное окно в большей или меньшей степени искажает спектр в окрестности пика. Это всегда надо иметь в виду при спектральном анализе.
3. Естественное окно дает хорошее разрешение, но деформирует спектр в окрестности острого пика. Напротив, весовое окно Кайзера — Бесселя обладает плохим разрешением, но мало влияет на форму спектра в окрестности пика.
4. Потеря информации может быть и положительной и отрицательной. Для временного окна
5. Устранение искажений, вызванных отрицательными выбросами, связано с обрезанием спектра. В связи с этим было предложено второе весовое окно Карре — Руйе без отрицательных выбросов, свойства которого близки к свойствам окна Лапласа — Гаусса.