时频测量中相关性的应用及分析

相关原理广泛应用于时频领域里的频标的产 生 、 频率稳定度的测量比对、扩展测量频段以及测 量比对装置的检定 ［1］ 等方面。 相关性包含自相关和互相关 2 类，在时频领域里 常用的一种相关系统是由 2 路相同的通道（有时内插 转换振荡器等 ） 而组成，完成有用信号和相位噪声的 运算，同时实现叠加或抵消。 利用这种原理，可以起 到自相关作用；也可组合成互相关作用。 基于相关原 理 ［2］ ， 使相关系统的相位漂移和相位起伏大为改善， 故相关原理在时频领域里起着极其重要的作用 。

1 相关原理及其分析

一种在时频领域里广泛应用的相关系统 ， 如图 1 所示。

该系统由 2 路相同的电路和转换振荡器组成， 完成信号和相位噪声的运算 ［3］ ， 同时实现相关叠加 。 令 H（ω）＝1，可认为滤波器的宽度是很大的，那么， 将图 1 简化为图 2，为了分析，再将图 2 画成图 3 所 示的相位关系图 。

 在信号相位噪声关系图中，将电子电路如倍频 器 、 分频器、混频器等画成一种理想的电路（无噪声 的）加上一种加性相位噪声，该加性相位噪声可认 为是由电路自身引入的 ［4］ 。 相关系统输出的相位起伏为

由上述分析表明，当相关系统满足 ω（τ 1 -τ 2 ）＜＜1 条件，系统的输出相位噪声谱与输入信号的相位噪 声谱无关，证明了输入信号馈送至该系统，起到了自 相关作用，同理，当满足 ω（τ 3 -τ 4 ）＜＜1 条件，转换振 荡器在系统里同样起到自相关作用。 若用 2 组双通道的相关系统，将构成一种在时 频领域中的互相关系统 ， 如图 4 所示。

由上述分析表明了互相关的作用，若 2 组双通 道具有较好的一致性 ，在系统里由于互相关的作用， 使得相位噪声大为减小，并大大改善了互相关系统 的性能。