傅里叶变换恒等式

信息处理 傅里叶变换 连续信号
2022-01-03 14:08:30

我们知道以下,

(1)F{x(t)}=X(f)
(2)F{x(t)}=X(f)
(3)F{x(t)}=X(f)

现在,如果有一些信号

(4)x(t)=x(t)

那么,假设以下内容是否安全?

(5)X(f)=X(f)

还是取决于信号的类型?

3个回答

你是对的。您的最后一个方程式只是一种奇特的说法X(f)是真正有价值的。

一般来说:如果它在一个域中是真实的,那么它在另一个域中是共轭对称的。

是的,如果等式。(2) 和 (3) 对任何“信号类型”(它们确实如此)都成立,那么 (5) 必须成立。

将 (4) 代入 (2) 我们得到

F{x(t)}=X(f)
并使用(3)
X(f)=X(f)

如果我们替换f=g我们得到

X(g)=X(g)
正如Hilmar 已经观察到的那样,这意味着X(f)是实值。这是可以预料的,因为根据(4),x(t)表现出共轭复对称性

@Deve 和 @Hilmar 的答案在技术上是完美的。我想提供一些额外的见解,还有几个问题。

首先,您是否知道满足这种反时/共轭恒等式的信号:

x(t)=x(t)?

第一个明显的想法是在真实和对称信号之间进行选择。傅里叶框架中的自然之一是余弦

现在,让我们变得更复杂一些(双关语)。

那么第二,真正的正弦呢?它是反对称的。但如果你还记得i=i, 功能ti.sint也成为解决方案。因此,通过可加性,函数

teit

(称为复指数或 cisoid也是一种解决方案它的傅里叶变换(作为一个广义函数)确实是真实的(尽管不知何故“无限”)。更进一步,任何具有实系数的cisoid的线性组合都可以做到这一点。

您的问题说明了傅立叶对偶的重要性,以及如何使用它可以简化一些问题。如实信号的 DTFT 对称性中所示

换句话说,如果一个信号x(n)是实数,则它的频谱是 Hermitian(“共轭对称”)。

在这里,您的基本信号x是 Hermitian,傅立叶版本是真实的。所以为了更好地理解它,想象一下t是频率变量,并且f是它的时间对偶。地球物理信号和波/复杂对称特性的数字分析中提供了标准表示

复杂的对称属性

它也被称为Heyser 开瓶器/螺旋