Пусть имеется радиоимпульс длительностью около 1 милисек на частоте 100кГц и радиоимпульс длительностью около 1 милисек на частоте 102кГц (при частоте дискретизайии 500кГц). Необходимо отфильтровать последовательно первый и второй импульсы и затем замерить их длительности более точно .

На первый взгляд приходит решение через КИХ фильтр. Но с другой стороны к нему есть куча вопросов. В отчетах длительность импульса составляет 500 отсчетов. Для того чтобы один импульс от другого отфильтровать требуется переходная полоса не более 2кГц, что приводит к порядку фильтра около 1000. Получается что длина фильтра значительно больше длительности самого сигнала, и соответственно при фильтрации выход будет состоять только из переходных частей, т.е. фильтр не успев наползти на сигнал начнет с него сползать.

Где я ошибаюсь, или как можно обойти данную засаду. Вроде бы можно и БИХ попробовать рассмотреть, но из-за в общем нелинейной фазовой его характеристики есть подозрение, что с точностью замерами длительностей далее будут проблемы.

Если известно заранее, что импульс имеет определённую частоту, почему бы просто не измерять отдельно длительность каждого импульса и частоту его несущей? И не надо ничего фильтровать.

Представил себе цифровое устройство, которое ракидывает импульсы по двум каналам. Четные в один, нечетные в другой. Из-за того, что частоты очень близки у Вас достаточно долго в первый канал будут сыпаться импульсы с частотой 100 кГц, а во второй - 102 кГц, потом каналы поменяются местами и опять довольно долго будут сортироваться стабильно.
Такой подход ничего не даст?

Все дело в том, что импульсы присутствуют в один и тот же момент времени (или с пересечением по времени) но на разных частотах, поэтому чтобы что делать с ними в начале необходимо отфильтровать их друг от друга.

Если импульсы имеют примерно по 100 периодов, а разница частот всего 2/100, то уже совсем рядом фундаментальная неопределенность типа 1/Т.
Что известно про амплитуду сигналов? Если она заведомо равна, то задача вроде проходима (но замер длительности все равно будет весьма неточным).

БПФ, разделить, восстановить, обмерить.