为什么傅里叶变换只对绝对可积信号有效?

信息处理 傅里叶变换 一体化
2022-02-13 03:46:41

为什么傅里叶变换只对绝对可积信号有效?

例如,为什么我们不能做指数阶函数的傅里叶变换?

2个回答

指数函数上的傅里叶确实可以说得通理论上,在特定条件下。而在实际的 DSP 中,不太可能。

傅里叶变换存在的条件非常多,以至于整本书都专门介绍它们,例如 DC Champeney,傅里叶定理手册,剑桥大学出版社,1987 年。并且该领域仍然是一个开放主题,换句话说,并非所有条件都是已知的, 例如傅里叶级数是唯一的。

简单地说:如果是绝对可积的(空间),那么也是绝对可积的,凭借支配收敛定理,因为. 因此,这是一个非常直接的条件。顺便说一句,请注意不是绝对可积的,这是一个有趣的悖论。x(t)xL1x(t)ejwt|x(t)ejwt||x(t)|ejwt

在信号处理应用和统计学中,由于正交性或能量保存很重要,通常将域进一步限制为这对于离散信号不是必需的,如 xL1L221

由于指数函数,在整个 -线上不可积,它们应该被截断或加窗以便在实践中使用。exp(at)a0R

如果您真的想定义它,您可以参考一些分布理论,例如查看(实)指数的傅里叶变换,您可以在窗口的精神下限制测试函数的空间。

请注意,傅里叶变换定义为X(jω)=x(t)ejωtdt. 为了使它具有封闭的形式表达,x(t)应该是绝对可积的。但这只是充分条件而不是必要条件。也就是说,即使信号不是绝对可积的,傅里叶变换仍然存在。

对于指数函数,项eatejωtdt不能有封闭形式的表达。