Не верь глазам своим

Идею этой сказки подсказал мне один очень умный и влиятельный человек, который на конференции посвященной цифровому телевидению сделал доклад по результатам тестовых испытаний в Санкт Петербурге. В конце доклада он сказал, что прием цифрового телевидения в движении невозможен, поскольку спектр сигнала при движении в городских условиях полностью искажается и неудивительно, что приемнику не удается его распознать.

Меня поразило не то, что он сказал это - он превосходный организатор и вправе не вдаваться в мелкие технические проблемы, удивительно, что ошибку не заметили корифеи телевизионной науки сидевшие в зале. Ведь студенты эту тему проходят уже на четвертом курсе технического ВУЗа. Если не раньше:

Спектр сигнала это лишь другой способ представления сигнала. Спектр не может измениться без изменения самого сигнала. Что может измениться? Во первых - амплитуда сигнала, это может быть связано с затуханием в среде или со сложением двух несинфазных сигналов (например основного и отраженного). Во вторых - частота, как проявление эффекта Доплера. В первом случае спектр будет приплюснут, во втором он весь равномерно сдвинется по частоте но форма спектра ни в первом, ни во втором случае не изменится!

Единственный случай, когда меняется форма спектра - когда среда распространения имеет нелинейные характеристики. Однако свободное пространство - линейная среда и в нем никакие изменения формы спектра невозможны!

Доказательство: Берем автомобиль - 1 штука, шофер - 1 штука, антенна - 1 штука, спектроанализатор - 1 штука. Поехали. Что мы видим? Форма спектра меняется произвольным образом:

Начинаем разбираться. Что такое спектроанализатор? Это прибор, который состоит из перестраиваемого фильтра и измерителя уровня сигнала (иногда пикового, но обычно среднего), ну и само собой устройства отображения результатов измерения. Как он работает? Просто. Фильтр настраивается на первую частоту, некоторое время сигнал измеряется, результат запоминается и отображается, затем берем соседнюю частоту и так далее.

То есть, по большому счету, измерения производятся не только по частоте, но и по времени! А если автомобиль движется - то и в пространстве. А кто обещал, что во всех точках пространства будет одинаковый по уровню сигнал? Особенно в городе, где столько переотражений?

По результатам теста уровень сигнала при сдвиге на 2 длины волны (в нашем случае около метра) уровень может отличаться на 20 дБ! Вот Вам и искажение спектра.

Кстати этой неописанной функцией анализатора спектра успешно пользуются профессиональные наладчики спутникового оборудования для измерения диаграммы направленности спутниковой антенны. Делается это очень просто.

Ширина спектра цифрового спутникового сигнала обычно около 30 МГц. А профессиональные спутниковые тарелки имеют электропривод по обеим координатам. Поэтому, установив диапазон частот сканирования, например 1 МГц и достаточно узкополосный фильтр можно добиться того, что эту полосу частот спектроанализатор будет пробегать примерно за 10-20 секунд. В этом частотном диапазоне спектр цифрового сигнала практически линеен, шумом можно пренебречь. Скорость сканирования качественных приводов спутников тарелок как правило известна, а если не известна - ее легко измерить например с помощью того же компаса и секундомера (желательно в безветренную погоду).

Теперь включаем сканирование спектроанализатора и привода антенны. И что? На спектроанализаторе видим диаграмму направленности спутниковой тарелки в плоскости движения! Вот такой вот побочный эффект.

О чем это я? О том, что не надо забывать, что все имеет побочные эффекты. И о том, что важно не то что мы видим, а то как мы это понимаем.