常用的信号带宽定义

零点到零点带宽(null-to-null bandwidth)

通信教材中最常见的带宽定义
例如:白噪声的双边谱带宽、单边谱带宽

  1. 双边谱包含正负频率范围,通常设为 2B ,对应的噪声功率谱密度为 n_0/2
  2. 单边谱仅包含正频段范围,通常设为 B ,对应的噪声功率谱密度为n_0

3dB 带宽

通常是指功率谱密度的最高点下降到 1/2 ( 或者幅度谱的最高点下降到 1/\sqrt{2} )时界定的频率范围,又称半功率带宽(half-power bandwidth)

3dB 带宽.jpg

等效矩形噪声带宽(Equivalent Rectangular Noise Bandwidth)

The equivalent noise bandwidth of a window is the width of a rectangle whose area contains the same total power as the window. The height of the rectangle is the peak squared magnitude of the window’s Fourier transform.(摘自Matlab帮助文档)
等效噪声带宽是将信号等效成一个矩形谱,该矩形谱具有和原信号相同的功率,矩形谱的高度为原信号频谱最大值的平方,即:
B_{eq}=\dfrac{\int_{-\infty}^{\infty} P_s(f) \,{\rm d}f}{\left|P_s(f) \right|_{max}^2}
还有一种定义是,矩形谱高度取原功率谱中频段中点的值(假设该值是最大值),即:
BW_{eq}=\dfrac{\int_{-\infty}^{\infty} P_s(f) \,{\rm d}f}{2\left|P_s(f_{center}) \right|}=\dfrac{\int_{0}^{\infty} P_s(f) \,{\rm d}f}{\left|P_s(f_{center}) \right|}

噪声等效带宽示意图.jpg

部分功率保留带宽(fractional power containment bandwidth)

此带宽定义要求在正截止频率以上和负截止频率以下各保留0.5%的信号功率,因此该带宽内包含了99%的信号功率。

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