Lab 3.7 — окна FFT и обнаружение слабых сигналов¶
Эта лабораторная усиливает раздел спектрального анализа в DSP foundation track. Это детерминированная script-driven работа, без notebook-подхода.
Цель¶
Показать, что FFT window — это инженерный выбор, а не декоративная настройка графика. Лабораторная сравнивает, как разные окна влияют на видимость слабого тона рядом с сильным тоном.
Что измеряется¶
| Свойство окна | Последствие для SDR-измерений |
|---|---|
| Ширина главного лепестка | Разделение тонов и частотное разрешение. |
| Уровень боковых лепестков | Возможность увидеть слабый сигнал рядом с сильным компонентом. |
| Coherent gain | Корректная интерпретация амплитуды. |
| ENBW | Интерпретация noise floor и чувствительности. |
Команда запуска¶
Из корня репозитория:
python blocks/block_03_dsp_basics/python/lab_3_7_window_tradeoffs.py
Или через общий reproducibility suite:
python tools/run_all_labs.py
Генерируемые артефакты¶
| Артефакт | Назначение |
|---|---|
docs/assets/lab37_window_tradeoffs.png |
Сравнение спектров для rectangular, Hann и Blackman windows. |
docs/assets/lab37_weak_signal_detection.png |
Метрика видимости слабого сигнала для каждого окна. |
docs/assets/lab37_window_metrics.json |
Coherent gain, ENBW и метрики weak-signal detection. |
Инженерные вопросы¶
- Почему rectangular window может скрыть слабый сигнал рядом с сильным?
- Почему снижение боковых лепестков обычно увеличивает ширину главного лепестка?
- Почему coherent gain нужен для амплитудных измерений?
- Почему ENBW важен при оценке noise floor?
- Какое окно лучше выбрать для weak-signal detection и почему?
Что включить в отчёт¶
- Оба сгенерированных графика.
- Сравнение минимум трёх типов окон.
- Coherent gain и ENBW.
- Метрику видимости слабого тона.
- Пояснение, как выбор окна влияет на SDR spectrum display и measurement report.
Связь со следующими блоками¶
Эта лабораторная напрямую связана с:
- Block 06: RF spectrum observation и overload checks;
- Block 08: синхронизация и weak-pilot detection;
- Block 09: анализ записанных IQ-файлов;
- Block 11: measurement dashboard и качество итогового отчёта.