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连续傅里叶变换性质FT

时间:2023-05-16 09:02:09浏览次数:36  
标签:FT 函数 变换 定义 频域 傅里叶 时域

常用函数

单位阶跃函数

事实上,我们并不怎么关心该函数在x=0  处的值,有的书将其定义为u(0)=1/2  。
其函数图像如下图所示:

单位冲激函数(δ函数/Dirac函数)

单位冲激函数可以看做

其中有:

并且有一个被人们称为“筛选性”的性质。顾名思义,对于任意函数f(t),都能筛选出f(t0)的值。
对于δ函数,因为它的取值是0或者无穷,所以我们没办法画出它的图像。我们通常用一个向上的箭头来表示它:

用画图工具大致画了下 关于δ函数具体的形式,有很多种定义方法。例如定义为:

δ函数还有很多性质,如偶函数性和伸缩性质,这些性质结合上式就很容易理解了:

矩形函数(门函数)

矩形函数的形状类似一扇门,故有时候我们也称之为门函数。将非0区间的长度称为门宽。例如下面就是门宽为1的门函数(矩形函数)的定义:

其函数图像如下图所示:

门宽为任意正数 的定义如下:

其函数图像如下图所示:

三角波函数

顾名思义,三角波函数就是一个三角形。

 


其函数图像如下图所示:

半底宽为任意正数 的定义如下:

其函数图像如下图所示:

sinc函数

sinc函数在信号处理中十分常用,因为它的傅里叶变换是门函数。在数学系的教材中,它的定义通常乘以了一个系数π。而在我们工科,通常不乘以π。本文采用的是工科的定义,具体定义如下:

注意到这个函数在x=0处没有定义,但是该点恰好是一个可去间断点,因此将其极限值1作为该点函数值的定义。即sinc(0)=1 。
其函数图像如下图所示:

共轭函数

我们用x*(t)  代表函数x(t)  的共轭函数。

卷积函数

我们用x1(t)*x2(t)  代表x1(t)和x2(t) 的卷积,即:

傅里叶变换相关符号的定义

数学系通常用符号i作为虚数单位,而我们工科一般用作为虚数单位,本文中所有出现虚数单位的时候都采用j这一符号。并且我们有时候利用关系w=2πf消去逆变换的系数2π。

我们将自变量为角频率ω的F(w)  函数称为f(t) 的傅里叶变换函数,我们将自变量为频率f的S(f)  函数称为s(t)  的频谱函数。
将傅里叶变换过程用花体符号表示:

 

将傅里叶逆变换过程用花体符号表示:

 

比较明显的是:若s(t)与f(t)相同,则有:

考虑到花体符号表示对变换关系体现得不是那么显明,因此用下式来表现变换关系会相对更加显明:

注意:本文中用到a↔b符号时,均指a的傅里叶变换为b。

频域为ω的傅里叶变换性质大全

我们比较常用的是频域为ω的傅里叶变换,不过这样的变换性质会大量出现常数项(2π)。

线性性质

,a、b为常数,则有:

 

共轭性质

简单地说,实偶对实偶,实奇对虚奇。即:实偶函数的傅里叶变换是实偶函数,实奇函数的傅里叶变换是虚奇函数。

时域平移性

,则有:

频域平移性

 ,则有:

尺度变换性

,对于大于0的常数a,有:

对偶性

,有:

 所以,将变量名对换即得证。

时域微分性

,有:

频域微分性

,有:

时域积分性

,有:

时域卷积

,有:

频域卷积

,有:

时域初值

,有:

 将t=0 代入傅里叶变换的定义:     

 

频域初值

,有:

 

帕塞瓦尔等式

若实函数,有:

频域为f的傅里叶变换性质大全

对于功率谱的估计,我们有时使用频域为f的傅里叶变换,这样的变换中,一些地方的常数项(2π)会被消掉,因此结果比较简明。

4.1、线性性质

若、 ,a、b为常数,则有:

4.2、共轭性质

简单地说,实偶对实偶,实奇对虚奇。即:实偶函数的傅里叶变换是实偶函数,实奇函数的傅里叶变换是虚奇函数。
4.3、时域平移性

若 则有:

4.4、频域平移性

若 则有:

4.5、尺度变换性

若 ,对于大于0的常数a,有:

4.6、对偶性

若 ,有:

4.7、时域微分性

若 ,有:

4.8、频域微分性

若 ,有:

4.9、时域积分性

若 ,有:

4.10、时域卷积

若 、 ,有:

4.11、频域卷积

若 、 ,有:

4.12、时域初值

若 ,有:

4.13、频域初值

若 ,有:

4.14、帕塞瓦尔等式

若实函数 ,有:

傅里叶对大全

x(t)<->X(f)的变换对根据对偶性很好记。

 

标签:FT,函数,变换,定义,频域,傅里叶,时域
From: https://www.cnblogs.com/lanlancky/p/17403749.html

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