Journal of Communications Technology and ElectronicsJournal of Communications Technology and ElectronicsРадиотехника и электроника0033-84943034-5901The Russian Academy of Sciences68352810.31857/S0033849424090068HRMQRBTHEORY AND METHODS OF SIGNAL PROCESSINGТЕОРИЯ И МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВResearch ArticleA family of flat-top windows with low spectrum sidelobes for harmonic analysis of signalsКласс весовых функций с плоской вершиной и низкими боковыми лепестками спектра для гармонического анализа сигналовZaytsevG. V.ЗайцевГ. В.
Russian Federation
gennady-zaytsev@yandex.ruKhzmalyanA. D.ХзмалянА. Д.
Russian Federation
gennady-zaytsev@yandex.ru«Almaz» Research and Production CorporationПАО НПО «Алмаз» им. акад. А.А. Расплетина1509202469986687709062025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://innoscience.ru/0033-8494/article/view/683528

Flat-top windows intended to reduce spectrum amplitude measurement error in discrete harmonic analysis are considered. A new family of flat-top windows, which provide the minimum level of the highest spectrum sidelobe and low calculation complexity is proposed. Mathematical representation of the new windows and a method of optimization of their parameters, which rely on authors’ earlier works are described. A number of flat-top windows of orders 1…6 and sidelobe falloff rates of 6, 12, 18, 24, 30, 36, and 48 decibels per octave are synthesized, tables of their parameters are provided, and their characteristics are analyzed. An alternative technique to reduce the spectrum amplitude measurement error is proposed.

Рассмотрены весовые функции с плоской вершиной, используемые для повышения точности измерения амплитуды составляющих спектра при дискретном гармоническом анализе. Предложен новый класс весовых функций с плоской вершиной, обеспечивающих минимальный уровень максимального бокового лепестка спектра и простой способ вычисления значений функции. Описаны математическое представление новых весовых функций и метод оптимизации их параметров, основанные на предыдущих работах авторов. Синтезирован ряд весовых функций с плоской вершиной порядков 1…6 со скоростями спада боковых лепестков 6, 12, 18, 24, 30, 36 и 48 дБ/окт, представлены таблицы их параметров и проанализированы характеристики синтезированных функций. Предложен альтернативный способ повышения точности измерения амплитуды спектральных составляющих.

harmonic analysisflat-top windowsmethod of parameters optimizationminimum sidelobe levelгармонический анализвесовые функции с плоской вершинойметод оптимизацииминимальные боковые лепесткиХэррис Ф.Дж. // ТИИЭР. 1978. Т. 66. № 1. С. 60.Prabhu K.M.M. Window Functions and Their Applications in Signal Processing. Boca Raton: CRC Press, 2014.Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов. М.: Техносфера, 2006.D’Antona G., Ferrero A. Digital Signal Processing for Measurement Systems. N.Y.: Springer Media, 2006.Salvatore, L., Trotta A. // IEE Proc. 1988. V. 135. № 6. P. 346.Heinzel G., Rudiger A., Schilling R. Spectrum and Spectral Density Estimation by the Discrete Fourier transform (DFT), Including a Comprehensive List of Window Functions and Some New at-top Windows. Hannover: Max-Planck-Institut fur Gravitationsphysik, Teilinstitut. 2002, 84 p.Cortés C.A., Mombello E., Dib R., Ratta G. // Signal Processing. 2007. V. 87. P. 2151.Зайцев Г.В. // Радиотехника. 2011. № 3. С. 21.Коллатц Л., Крабс В. Теория приближений. Чебышевские приближения и их приложения. М.: Наука, 1978.Зайцев Г.В. // Радиотехника. 2012. № 1. С. 55.Хзмалян А.Д. // Вестник воздушно-космической обороны. 2018. № 4. С. 90.Zaytsev G.V., Khzmalyan A.D. // Proc. Int. Conf. on Eng. and Telecom. (EnT). Dolgoprudny. 20–21 Nov. 2019. N.Y.: IEEE, 2019. https://doi.org/10.1109/EnT47717.2019.9030552Зайцев Г.В., Хзмалян А.Д. // РЭ. 2021. Т. 66. № 5. С. 443. https://doi.org/10.31857/S0033849421050120Зайцев Г.В., Хзмалян А.Д. Оптимальные весовые функции для гармонического анализа сигналов в реальном времени. М.: НПО «Алмаз», 2023. https://elibrary.ru/item.asp?id=54363389