Os filtros emparelhados aumentam a relação sinal-ruído (SNR) correlacionando o sinal recebido com um padrão conhecido do pulso transmitido. Este processo de correlação amplifica efetivamente os componentes do sinal que correspondem ao padrão, enquanto atenua os componentes do ruído que não correspondem. Ao fazer isso, o filtro combinado concentra a energia do sinal em um único pico, facilitando a distinção entre o sinal alvo e o ruído de fundo.
Os filtros combinados maximizam o SNR moldando a resposta ao impulso do filtro para corresponder ao formato do sinal transmitido. Isto garante que a saída do filtro produza um pico quando o sinal recebido se alinha com o sinal transmitido, concentrando a energia do sinal e minimizando o efeito do ruído. A base matemática para esta otimização está enraizada na teoria de processamento de sinal, que demonstra que o filtro casado é o filtro linear ideal para maximizar o SNR na presença de ruído gaussiano branco aditivo.
A filtragem pode melhorar o SNR, aumentando seletivamente os componentes de frequência do sinal e, ao mesmo tempo, removendo os do ruído. Dependendo do projeto do filtro, ele pode reduzir a largura de banda do ruído ou atenuar frequências de ruído específicas, melhorando assim o SNR geral. Contudo, a eficácia da filtragem na melhoria da SNR depende das características do sinal e do ruído, bem como do design do filtro.
O objetivo do filtro emparelhado é maximizar a detectabilidade de um sinal conhecido na presença de ruído. Em sistemas de radar e comunicações, o filtro correspondente alinha sua resposta ao impulso com o formato esperado do pulso transmitido, melhorando os componentes do sinal que correspondem a esse formato e, ao mesmo tempo, reduzindo o impacto do ruído. Este processo melhora a precisão e a confiabilidade da detecção e medição do sinal, tornando o filtro correspondente um componente crucial em sistemas que exigem identificação precisa do sinal.
Ao lidar com ruído não branco, o filtro correspondente deve ser adaptado para levar em conta as características espectrais do ruído. Na presença de ruído colorido, que possui uma densidade espectral não uniforme, o projeto do filtro correspondente deve incorporar o conhecimento da densidade espectral da potência do ruído para manter o desempenho ideal. Isso pode envolver o pré-branqueamento do ruído ou o projeto de um filtro que corresponda ao sinal, considerando as características do ruído, garantindo que o SNR seja maximizado mesmo quando o ruído não for branco.