
【电】 impulse bahdwidth; pulse bandwidth
脉冲带宽(英文:Pulse Bandwidth)是电子工程、通信与信号处理领域的核心概念,指脉冲信号在频域上的有效频率范围。其数值通常定义为脉冲频谱中功率下降至峰值一半(-3 dB点)时所对应的频率宽度,直接决定了信号的时域分辨率与信息传输能力。
脉冲带宽((Delta f))与脉冲持续时间((tau))遵循不确定性原理,满足关系式: $$ Delta f cdot tau geq frac{1}{4pi} $$ 该公式表明,窄脉冲必然对应宽带宽,反之亦然。例如,雷达系统中1纳秒的脉冲要求最小带宽约160 MHz,以实现目标精确定位 。
根据国际电信联盟(ITU) 术语数据库[^ITU]:
"Pulse bandwidth: The difference between the two frequencies at which the pulse spectrum magnitude falls to a specified fraction (typically 0.5) of its maximum value."
美国国家标准技术研究院(NIST)《信号处理手册》进一步指出,高斯脉冲的-3 dB带宽计算公式为: $$ Delta f = frac{0.44}{tau} $$ 其中(tau)为脉冲半高宽(FWHM)。
来源说明
[^ITU]: ITU-R Recommendation V.662 (术语定义)
《医学超声原理》:Journal of Ultrasound in Medicine, Vol 39
IEEE 802.15.4a标准文档:https://standards.ieee.org/ieee/802.15.4a/4223/
NIST手册:https://www.nist.gov/publications/signal-processing-handbook
脉冲带宽通常涉及两个核心概念:脉冲宽度(脉宽)和信号带宽,两者在时域与频域中具有紧密关联。以下是详细解释:
定义
脉冲宽度指脉冲信号在时域中的持续时间,即高电平维持的时间长度。不同领域定义略有差异:
计算公式
若已知信号周期 ( T ) 和占空比 ( P ),脉宽 ( W ) 可表示为:
$$
W = T times P
$$
(来源:)
定义
带宽描述信号在频域中占据的频率范围:
与脉宽的关系
根据傅里叶变换的时频对偶性,脉宽越窄,信号带宽越宽。例如,理想矩形脉冲的带宽近似为:
$$
text{带宽} approx frac{1}{text{脉宽}}
$$
实际应用中,不同脉冲形状(如高斯脉冲)的带宽积可能不同(来源:)。
如需进一步了解具体领域的公式或案例,可参考上述来源网页的完整内容。
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