fftshift函数详解
reference: https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/fftshift.html
一.实信号情况
因为实信号以fs为采样速率的信号在 fs/2处混叠,所以实信号fft的结果中前半部分对应[0, fs/2],后半部分对应[ -fs/2, 0];
1)实信号fft的结果前半部分对应[0, fs/2]是正频率的结果,后半部分对应[ -fs/2, 0]是负频率的结果。大于fs/2的部分的频谱实际上是实信号的负频率加fs的结果。故要得到正确的结果,只需将视在频率减去fs即可得到频谱对应的真实负频率;
2)如果要让实信号fft的结果与[-fs/2, fs/2]对应,则要fft后fftshift一下即可,fftshift的操作是将fft结果以fs/2为中心左右互换;
3)如果实信号fft的绘图频率f从[-fs/2, fs/2],并且没有fftshift,则fft正频谱对应f在[0, fs/2]的结果将混叠到(f - fs/2)的位置;
fft负频谱对应f在[-fs/2, 0]的结果混叠到 f + fs - fs/2 的位置,注意这里f为负值,也就是说此种情况下fft负频谱对应的视在频率减去fs/2即可得到频谱对应的真实负频率。
二.复信号情况
1)复信号没有负频率,以fs为采样速率的信号,fft的频谱结果是从[0,fs]的。
2)在 f> fs/2时,对复信号的fft结果进行fftshift会产生频率混叠(将下面的示例2中的频率从f=15改为f=85可以验证f=85的谱线在fftshift后跑到 f= -15 = 85 - fs = 85 - 100的位置了),所以复信号也一般要求 f <= fs/2
3)在对雷达的慢时间维(复信号)进行fft后,由于要用doppler= ((0:LFFT-1)/LFFT - 0.5)*PRF; 计算多普勒频率,所以对该慢时间信号fft后要fftshift下,以便和正确的频率单元相对应。注意多普勒频率fd < = PRF/2 时才测的准!
fftshift
作用:将零频点移到频谱的中间
用法:
Y=fftshift(X)
Y=fftshift(X,dim)
描述:fftshift移动零频点到频谱中间,重新排列fft,fft2和fftn的输出结果。将零频点放到频谱的中间对于观察傅立叶变换是有用的。
示例1 -实信号的情况:
clf; fs=100;N=256; %采样频率和数据点数
n=0:N-1;t=n/fs; %时间序列
x=0.5*sin(2*pi*15*t)+2*sin(2*pi*40*t); %信号 y1=fft(x,N); %对信号进行快速Fourier变换
y2=fftshift(y1); mag1=abs(y1); %求得Fourier变换后的振幅
mag2=abs(y2); f1=n*fs/N; %频率序列
f2=n*fs/N-fs/2; subplot(3,1,1),plot(f1,mag1,'r'); %绘出随频率变化的振幅
xlabel('频率/Hz');
ylabel('振幅');title('图1:usual FFT','color','r');grid on; subplot(3,1,2),plot(f2,mag1,'b'); %绘出随频率变化的振幅
xlabel('频率/Hz');
ylabel('振幅');title('图2:FFT without fftshift','color','b');grid on; subplot(3,1,3),plot(f2, mag2,'c'); %绘出随频率变化的振幅
xlabel('频率/Hz');
ylabel('振幅');title('图3:FFT after fftshift','color','c');grid on;

结论:
1)如果期望绘制的幅频图的频率范围为0~fs,则无需运行fftshift变换,正频率对应在[0, fs/2],大于fs/2的频谱的频率值为对应[-fs/2 , 0 ]负频率f + fs,注意f是负频率,是个负数。如图1。
2)如果期望绘制的幅频图的频率范围为-fs/2~fs/2,则需要运行fftshift变换,如图3;如果不变换,图示的响应频点会发生变换,如图2,分析见顶端。
示例2 -复信号的情况:
close all; clear; clf; fs=100;N=256; %采样频率和数据点数
n=0:N-1;t=n/fs; %时间序列
x=0.5*exp(j*2*pi*15*t)+2*exp(j*2*pi*40*t); %信号 y1=fft(x,N); %对信号进行快速Fourier变换
y2=fftshift(y1); mag1=abs(y1); %求得Fourier变换后的振幅
mag2=abs(y2); f1=n*fs/N; %频率序列
f2=n*fs/N-fs/2; subplot(3,1,1),plot(f1,mag1,'r'); %绘出随频率变化的振幅
xlabel('频率/Hz');
ylabel('振幅');title('图1:usual FFT','color','r');grid on; subplot(3,1,2),plot(f2,mag1,'b'); %绘出随频率变化的振幅
xlabel('频率/Hz');
ylabel('振幅');title('图2:FFT without fftshift','color','b');grid on; subplot(3,1,3),plot(f2,mag2,'c'); %绘出随频率变化的振幅
xlabel('频率/Hz');
ylabel('振幅');title('图3:FFT after fftshift','color','c');grid on;

fftshift函数详解的更多相关文章
- malloc 与 free函数详解<转载>
malloc和free函数详解 本文介绍malloc和free函数的内容. 在C中,对内存的管理是相当重要.下面开始介绍这两个函数: 一.malloc()和free()的基本概念以及基本用法: 1 ...
- NSSearchPathForDirectoriesInDomains函数详解
NSSearchPathForDirectoriesInDomains函数详解 #import "NSString+FilePath.h" @implementation ...
- JavaScript正则表达式详解(二)JavaScript中正则表达式函数详解
二.JavaScript中正则表达式函数详解(exec, test, match, replace, search, split) 1.使用正则表达式的方法去匹配查找字符串 1.1. exec方法详解 ...
- Linux C popen()函数详解
表头文件 #include<stdio.h> 定义函数 FILE * popen( const char * command,const char * type); 函数说明 popen( ...
- kzalloc 函数详解(转载)
用kzalloc申请内存的时候, 效果等同于先是用 kmalloc() 申请空间 , 然后用 memset() 来初始化 ,所有申请的元素都被初始化为 0. view plain /** * kzal ...
- Netsuite Formula > Oracle函数列表速查(PL/SQL单行函数和组函数详解).txt
PL/SQL单行函数和组函数详解 函数是一种有零个或多个参数并且有一个返回值的程序.在SQL中Oracle内建了一系列函数,这些函数都可被称为SQL或PL/SQL语句,函数主要分为两大类: 单行函数 ...
- jQuery.attr() 函数详解
一,jQuery.attr() 函数详解: http://www.365mini.com/page/jquery-attr.htm 二,jQuery函数attr()和prop()的区别: http: ...
- memset函数详解
语言中memset函数详解(2011-11-16 21:11:02)转载▼标签: 杂谈 分类: 工具相关 功 能: 将s所指向的某一块内存中的每个字节的内容全部设置为ch指定的ASCII值, 块的大 ...
- CreateFile函数详解
CreateFile函数详解 CreateFile The CreateFile function creates or opens the following objects and returns ...
随机推荐
- 单细胞数据高级分析之消除细胞周期因素 | Removal of cell cycle effect
The normalization method described above aims to reduce the effect of technical factors in scRNA-seq ...
- Confluence 6 教程:空间高手
这个教程将会带你如何在 Confluence 中创建和自定义空间,同时也包括如何删除空间,如果需要的话.通过这个教程,你将成为使用空间的高手. 你需要具有创建空间(Create space)和创建个人 ...
- javascript 两张图片切换 三目运算符
<body> <script> function changeImage(){ var s = document.getElementById('myimage'); s.sr ...
- php多种方式获得文件扩展名
/** * * 五种方法获取文件扩展名 **/ $file_name="aa.txt"; echo strrchr($file_name, '.'); echo '<hr/& ...
- java类的设计原则
1.内聚性 类应该描述一个单一的实体,所有的类操作应该在逻辑上相互配合,支持一个连贯性的目标.例如:学生和教职工属于不同的实体,应该定义两个类. 2.一致性 要遵循一定的设计风格和命名习惯.给类.方法 ...
- stl中常用的排序算法
#include"iostream" #include"vector" using namespace std; #include"string&qu ...
- vue3.0 配置公共请求地址
正常请求接口: return request({ url: 'http://192.168.1.0/User/cancelUpgrade', method: 'get', params: data } ...
- c++ shared_ptr的使用
shared_ptr.是c++为了提高指针安全性而添加的智能指针,方便了内存管理.功能非常强大,非常强大,非常强大(不单单是shared_ptr,配合week_ptr以及enable_share_fr ...
- html5 meta标签的认知储备
在开发移动或者PC端的时候除了'<meta charset="UTF-8">'这个设置编码格式的meta标签,还有一些其他方面的设置 一.<meta name=& ...
- php入门知识储备
知识结构 开发环境 能够搭建开发环境(一键安装包也算) 知道开发环境中包含哪些软件 知道每种软件的用处 知道每种软件的配置文件(配置项可以慢慢体会) HTML 知道什么是标签.属性 了解基本的HTML ...