对两个频率相近成分作频谱校正的非迭代形式研究
2012-09-08陈奎孚
振动与冲击 2012年10期
张 强,张 频,陈奎孚
(1.上海师范大学 建筑工程学院,上海 201418;2.江西农业大学 国土资源与环境学院,南昌 330045;3.中国农业大学 理学院,北京 100083)
对于非密集频率复杂谐波信号,基于复正弦模型(Complex Sinusoid Model:CSM)的校正技术已经发展得几近完美[1-6],有关的综述参考文献[7-8]。该方法仅仅利用主瓣附近几条的离散谱线数据,经过简单运算就可以得到相当精确的参数。对于频率密集模型,是否还存在这种不需迭代的校正技术,尚未见文献给出明确答案。最简单的频率密集模型是双频率模型(Double-Frequency Model:DFM)。针对这种模型,文献[9]通过搜索两个频率分量在复平面上的方位角将其分离,它需要使用数值法搜索。文献[9-10]直接用数值方法迭代求解非线性频率方程,因而两者算法复杂性和运算量都远远超出CSM的简单校正方法。
本文将探索对于DFM,是否存在类似CSM的显式校正公式。本文的理论分析表明:DFM加矩形窗情形确实有显式校正公式;但对其他窗函数,校正公式要么不存在,要么过度复杂,因而不具有实用性。
1 CSM存在简单校正公式的原因
对周期信号和平稳信号,所使用的窗函数一般均为对称。仔细研究CSM校正公式的推导过程,可以发现:它之所以简单是因为常见对称窗函数w(t)的频谱W(ω)具有如下的两个特性。
特性1常见的对称窗函数的频谱W(ω)一般可以表示为如下形式:

其中:WR(ω)为实有理分式,有的甚至为实多项式;WP(ω)是由三角函数构成的超越实函数。

不失一般性,本文仅考虑WP(ω+Δω)=-WP(ω)的情形。
对于单频复解析信号 xa(t)=A0exp(jφ0+jω0t)加w(t)的傅里叶变换为:……p>
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