Теперь в частотной области имеется две характеристики: спектральная характеристика и спектральная плотность мощности. Спектральной характеристике, содержащей полную информацию о сигнале u(t), соответствует преобразование Фурье в виде временной функции. Выясним, чему соответствует во временной области спектральная плотность мощности, лишенная фазовой информации.
Следует предположить, что одной и той же спектральной плотности мощности соответствует множество временных функций, различающихся фазами. Советским ученым Л.Я. Хинчиным и американским ученым Н. Винером практически одновременно было найдено обратное преобразование Фурье от спектральной плотности мощности:
где
Обобщенную временную функцию
r(t ), не содержащую фазовой информации, назовем временной автокорреляционной функцией. Она показывает степень связи значений функции u(t), разделенных интервалом времени t , и может быть получена из статистической теории путем развития понятия коэффициента корреляции. Отметим, что во временной функции корреляции усреднение проводится по времени в пределах одной реализации достаточно большой продолжительности.Справедливо и второе интегральное соотношение для пары преобразования Фурье:
Пример 1.6 Определить временную функцию· автокорреляции гармонического сигнала
u(t) = u0 cos(w t-ц). В соответствии с (1.64)Проведя несложные преобразования
окончательно имеем
Как и следовало ожидать,
ru(t ) не зависит от ц и, следовательно, (1.66) справедливо для целого множества гармоник, различающихся фазами.