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1[7급 국가직 통신이론] 23년 1회차
전달함수 H(f)H(f)의 진폭 특성이 다음과 같은 선형 시불변 필터에 전력 스펙트럼 밀도가 N02\frac{N_0}{2}인 백색 잡음(white noise)이 입력될 때, 출력 신호의 자기상관함수 R(τ)R(\tau)는? (단, sinc(t)=sin⁡(πt)πt\mathrm{sinc}(t)=\frac{\sin(\pi t)}{\pi t}이다)

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N0f1sinc(2f1τ)N_0 f_1 \mathrm{sinc}(2f_1\tau)
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N0f1sinc(f1τ)N_0 f_1 \mathrm{sinc}(f_1\tau)
3
12N0f1sinc(f1τ)\frac{1}{2}N_0 f_1 \mathrm{sinc}(f_1\tau)
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12N0f1sinc(12f1τ)\frac{1}{2}N_0 f_1 \mathrm{sinc}\left(\frac{1}{2}f_1\tau\right)
해설

출력 자기상관함수는 N0f1sinc(2f1τ)N_0 f_1 \mathrm{sinc}(2f_1\tau)이다.

그래프의 진폭 특성은 −f1-f_1부터 f1f_1까지 크기 1인 이상적 저역통과 필터이므로, 출력 전력 스펙트럼 밀도는 SY(f)=∣H(f)∣2N02S_Y(f)=|H(f)|^2\dfrac{N_0}{2}로 대역 ∣f∣|f|

폭 2f12f_1인 직사각 스펙트럼의 역푸리에 변환은 sinc 함수이다.
R(τ)=N02⋅2f1 sinc(2f1τ)=N0f1 sinc(2f1τ)R(\tau)=\dfrac{N_0}{2}\cdot 2f_1\,\mathrm{sinc}(2f_1\tau)=N_0 f_1\,\mathrm{sinc}(2f_1\tau)

  • N0f1sinc(f1τ)N_0 f_1 \mathrm{sinc}(f_1\tau): sinc 인자를 대역폭 f1f_1로 잡은 것으로, 양측 대역 폭은 2f12f_1이다.
  • 12N0f1sinc(f1τ)\frac{1}{2}N_0 f_1 \mathrm{sinc}(f_1\tau): 진폭과 sinc 인자를 모두 단측 대역만으로 계산한 값이다.
  • 12N0f1sinc(12f1τ)\frac{1}{2}N_0 f_1 \mathrm{sinc}\left(\frac{1}{2}f_1\tau\right): 진폭과 주파수 스케일이 모두 맞지 않는다. 검산하면 R(0)R(0)는 출력 평균전력 N0f1N_0 f_1이어야 한다.

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