主要内容

傅立叶变换

傅里叶变换

描述

实例

傅里叶(F)返回傅里叶变换F. 默认情况下,函数赛姆瓦尔确定自变量,并且W为变换变量。

实例

傅里叶(F,transVar)使用转换变量transVar而不是W

实例

傅里叶(F,var,transVar)使用自变量var和变换变量transVar而不是赛姆瓦尔W分别地

例子

公共输入的傅里叶变换

计算普通输入的傅里叶变换。默认情况下,转换为W

函数 输入和输出

矩形脉冲

符号a b t f = rectangularPulse(a,b,t);f_FT =傅里叶(f)
f_FT=-(sin(a*w)+cos(a*w)*1i)/w+(sin(b*w)+cos(b*w)*1i)/w

单位冲量(狄拉克三角洲)

f=狄拉克(t);f_FT=傅里叶(f)
f_FT = 1

绝对值

f=a*abs(t);f_FT=傅里叶(f)
f_FT = - (2 *) / w ^ 2

步骤(亥维赛)

f=重晶界(t);f_FT=傅里叶(f)
f_FT=pi*dirac(w)-1i/w

常数

f=a;f_FT=傅里叶(a)
f_FT=pi*dirac(1,w)*2i
余弦
f = * cos (b * t);f_FT =傅里叶(f)
f_FT = a*(dirac(b + w) + dirac(b - w))
正弦
f = a * sin (b * t);f_FT =傅里叶(f)
f_FT=pi*a*(狄拉克(b+w)-狄拉克(b-w))*1i
标志
f =符号(t);f_FT =傅里叶(f)
f_FT = 2 i / w

三角形

syms c f = triangularPulse(a,b,c,t);f_FT =傅里叶(f)
f_FT = - (* exp (- b * w * 1我)- b * exp (a * w * 1 i) - a * exp (- c * w * 1 i) +…c * exp (a * w * 1我)+ b * exp (- c * w * 1我)- c * exp (i) - b * w * 1) /……(w^2*(a - b)*(b - c))

右指数

也算和条件变换> 0. 明确的假设。

f=exp(-t*abs(a))*heaviside(t);f_FT=傅里叶(f)假设(a>0)f_FT_条件=傅里叶(f)假设(a,'clear')
f_FT = 1 / (abs (a) + w * 1我)——(签署(abs()) / 2 - 1/2) *傅里叶(exp (- t * abs (a)), t, w) f_FT_condition = 1 / (a + w * 1我)

双面指数

假设> 0. 明确的假设。

假设(a > 0) f = exp(-a*t^2);f_FT =傅里叶(f)假设(a,'clear')
f_FT=(pi^(1/2)*exp(-w^2/(4*a)))/a^(1/2)

高斯分布

假设BC它们是真实的。简化结果,明确假设。

假设([bc],'real')f=a*exp(-(t-b)^2/(2*c^2));f_FT=fourier(f)f_FT_simplify=simplify(f_FT)假设([bc],'clear')
f_FT =(*π^ (1/2)* exp (- (c ^ 2 * (w +(我* 1)/ c ^ 2) ^ 2) / 2 - b ^ 2 / (2 * c ^ 2))) /……(1 / (2 * c ^ 2)) ^ (1/2) f_FT_simplify = 2 ^(1/2) * *π^ (1/2)* exp (- (w * (w * c ^ 2 + b * 2 i)) / 2) * abs (c)

贝塞尔的第一种nu=1

简化的结果。

syms x f=besselj(1,x);f_FT=傅里叶(f);f_FT=简化(f_FT)
f_FT = (2 * w *(亥维赛(w - 1) * 1 i -亥维赛(w + 1) * 1 i)) / (1 - w ^ 2) ^ (1/2)

指定自变量和转换变量

计算的傅里叶变换exp(-t^2-x^2). 默认情况下,赛姆瓦尔确定自变量,并且W为变换变量。在这里,赛姆瓦尔选择x

符号t x f=exp(-t^2-x^2);傅里叶变换(f)
an = ^(1/2)*exp(- t²- w²/4)

指定转换变量为Y. 如果只指定一个变量,则该变量为转换变量。赛姆瓦尔仍然决定了自变量。

符号y傅里叶(f,y)
ans=pi^(1/2)*exp(-t^2-y^2/4)

将独立变量和转换变量指定为TY分别在第二个和第三个参数中。

傅里叶(f t y)
exp(- x^2 - y^2/4)

涉及狄拉克和Heaviside函数的傅里叶变换

计算下列傅里叶变换。结果是用狄拉克函数和哈维塞德函数表示的。

符号t w傅里叶变换(t^3,t,w)
Ans = - dirac(3, w)*2i
syms t0傅里叶(重晶界(t-t0),t,w)
ans=exp(-t0*w*1i)*(pi*dirac(w)-1i/w)

指定傅里叶变换参数

指定傅里叶变换的参数。

计算的傅里叶变换F使用傅里叶参数的默认值c=1,s = 1.有关详细信息,请参见傅里叶变换

/ *exp(-t^2);傅里叶(f t w)
ans=-(w*pi^(1/2)*exp(-w^2/4)*1i)/2

将傅里叶参数更改为c=1,s = 1通过使用sympref,然后再次计算变换。结果改变了。

sympref(“FourierParameters”,[1]);傅里叶(f t w)
ans=(w*pi^(1/2)*exp(-w^2/4)*1i)/2

将傅里叶参数更改为c = 1 /(2 *π),s = 1. 结果改变了。

sympref(“FourierParameters”,[1 /(2 *信谊(pi)), 1]);傅里叶(f t w)
ans = (w * exp (- w ^ 2/4) * 1我)/(4π* ^ (1/2))

由设置的首选项sympref坚持到现在和将来®会话。恢复默认值Cs通过设置Fourier参数“默认”

sympref(“FourierParameters”、“违约”);

阵列输入的傅里叶变换

求矩阵的傅里叶变换M. 通过使用相同大小的矩阵,为每个矩阵条目指定独立变量和转换变量。当参数为非标度时,傅立叶变换按元素对其进行操作。

符号a b c d w x y z M=[exp(x)1;sin(y)i*z];vars=[wx;yz];transVars=[ab;cd];傅里叶变换(M,变分,变分)
ans=[2*pi*exp(x)*狄拉克(a),2*pi*dirac(b)][-pi*(狄拉克(c-1)-dirac(c+1))*1i,-2*pi*dirac(1,d)]

如果傅立叶变换使用标量和非标量参数调用,然后使用标量扩展扩展标量以匹配非标量。非标量参数的大小必须相同。

傅里叶变换(x,变分,变分)
ans =(2 *π* x *狄拉克(a),π*狄拉克(1 b) * 2我][2 *π* x *狄拉克(c), 2 *π* x *狄拉克(d)]

如果找不到傅里叶变换

如果傅立叶变换无法转换输入,然后返回未计算的调用。

符号f(t)w f=傅里叶(f,t,w)
F =傅里叶(F (t), t, w)

使用。返回原始表达式伊弗利尔

ifourier (F, w, t)
ans = f (t)

输入参数

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输入,指定为符号表达式、函数、向量或矩阵。

自变量,指定为符号变量。此变量通常称为“时间变量”或“空间变量”。如果未指定该变量,则傅立叶变换使用函数赛姆瓦尔确定自变量。

转换变量,指定为符号变量、表达式、向量或矩阵。此变量通常称为“频率变量”。默认情况下,傅立叶变换使用W. 如果W是的自变量F然后傅立叶变换使用v

更多关于

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傅里叶变换

这个表达式的傅里叶变换F=F(x)关于变量x当时W

F ( W ) = C F ( x ) E s W x D x

Cs是傅里叶变换的参数。这个傅立叶变换函数使用C= 1,s= 1

提示

  • 如果任何参数是数组,则傅立叶变换在数组的所有元素上按元素操作。

  • 如果第一个参数包含符号函数,则第二个参数必须是标量。

  • 要计算傅里叶反变换,请使用伊弗利尔

  • 傅立叶变换不转换分段. 相反,尝试重写分段通过使用函数重熔,rectangularPulse三角脉冲

参考文献

[1] Oberhettinger F.,《傅里叶变换和分布的傅里叶变换表》。施普林格,1990年。

之前介绍过的R2006a