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希尔伯特(Hilbert)变换

2019-07-13 15:09发布

2.3希尔伯特变换 2.3.1希氏变换     希氏变换是完全在时域中进行的一种特殊的正交变换。也可以看成它是由一种特殊的滤波器完成的。     为了便于理解变换特点,我们首先讨论这种变换在频域中的规律(规则),然后再返回到时域来进一步认识它,并且变换后信号以 表示,相应频谱以 表示。 1希氏(频域)变换定义    若信号存在傅立叶变换对 ,则其希氏变换的频谱等于该信号频谱 的负频域全部频率成分相移 ,而正频域相移 ——完成这种变换的传递函数称为希氏滤波器传递函数,即有: (2-25)     则希氏变换频谱为                    (2-26) 2希氏(时域)变换定义     为了得出时域中进行希氏变换的规则,可以很简单地由上述希氏滤波器传递函数 ,求出其冲激响应    (2-27a)    利用傅立叶变换的互易定理,可由 反演出                (2-27b)     因此希氏变换的时域表示式为: (2-28) 由希式变换的定义: 1 余弦信号的希式变换等于正弦信号; 2 正弦信号的希式变换等于余弦信号。     希氏变换在本章最后窄带噪声统计特征分析中,以及线性调制单边带生成过程中,均有非常重要的作用。 2.3.2希氏变换的主要性质    1.信号 与其希氏变换 的幅度频谱、功率(能量)谱以及自相关函数和功率(能量)均相等。这是由于功率谱、能量谱不反映信号相位特征。相应的,自相关函数也不反映信号的时间位置。    2 希氏变换 再进行希氏变换表示为 。则有:        (2-29) 3 互为正交。     为证明最后一个性质的正确性,可通过互相关与能量谱进行计算:     式中右边: (2-30)     由上式最后一个积分式可以看出,被积函数为奇函数与偶函数之乘积,因此该项积分等于0。于是,可得正交关系,即: (能量信号)           (2-31)     (功率信号)               (2-32)