光信号在光纤中传输方程为 i(dE/dz)+b(d^2 E/ dt^2),b是常数,分析该系统是不是线 性系统,如果是线性系统那么频域系统函数是什么?
时间: 2024-05-21 22:13:29 浏览: 126
线性系统的频域分析法.pdf
根据给出的传输方程,可以看出该系统是一个线性系统,因为它满足线性叠加原理,即对于输入信号的线性组合,输出信号也是这些输入信号的线性组合。
为了求解频域系统函数,我们需要先将传输方程转换为频域表达式。假设输入信号为E_in(z,t),输出信号为E_out(z,t),则有:
dE_out/dz = (i/2π) ∫(f=-∞)^(∞) H(f) E_in(z,f) exp(i2πfz/c) df
其中H(f)为频域系统函数,c为光速。
将E_in(z,t)表示为傅里叶变换形式:
E_in(z,f) = ∫(t=-∞)^(∞) E_in(z,t) exp(-i2πft) dt
代入传输方程,得到:
d/dz [∫(t=-∞)^(∞) E_out(z,t) exp(-i2πft) dt] = (i/2π) ∫(f=-∞)^(∞) H(f) [∫(t=-∞)^(∞) E_in(z,t) exp(-i2πft) dt] exp(i2πfz/c) df
对上式两边进行傅里叶反变换,得到:
∫(t=-∞)^(∞) (∂E_out(z,t)/∂z - (1/c) ∂^2E_out(z,t)/∂t^2) exp(-i2πft) dt = (i/2π) ∫(f=-∞)^(∞) H(f) E_in(z,f) exp(i2πfz/c) df
因此,频域系统函数H(f)为:
H(f) = (2π/c) (i/2π) exp(-i2πfc) = i/c exp(-i2πfc)
其中c为光速,f为频率。
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