Matlab实例：频谱、功率谱和功率谱密度计算+星际穿越游戏实践课件.pptx

Matlab实例：频谱、功率谱和功率谱密度计算 题目：以高斯信号为例，计算幅度谱、相位谱、双边功率谱、双边功率谱密度、单边功率谱、单边功率谱密度。高斯信号的半波全宽FWHM=50ps(兆分之一秒)，中心点位于2.5ns(纳秒)处。 要求：采用窗口宽度=100个FWHM,采样点数=2048，计算双边、单边谱、功率谱和功率谱密度（分别以单位W、mW和dBm显示），并给出相应的相位谱，显示各结果图。; clc; clear; FWHM=50e-12; %高斯信号FWHM(Full Wave at Half Maximum 半最大值全波)宽度=50ps time_window=100*FWHM; %高斯信号的采样窗口宽度???该值决定傅里叶变换后的频率分辨率 Ns=2048; %采样点数目 dt=time_window/(Ns-1); %采样时间间隔 t=0:dt:time_window; %采样时间 gauss_time=exp(-0.5*(2*sqrt(2*log(2))*(t-2.5e-9)/FWHM).^2); %高斯脉冲，中心(t0)位于2.5ns处 plot(t*1e+9,gauss_time,linewidth,2.5); xlabel(Time/ns); ylabel(Amplitude/V);title(Gauss pulse);;%以下计算双边谱、双边功率谱、双边功率谱密度 gauss_spec=fftshift(fft(ifftshift(gauss_time)));? % ifftshift(x)函数将向量x的第1与第3象限交换、第2与第4象限交换 %傅里叶变换fft，并进行fftshift移位操作:fftshift(x)将x左右交换、置0频率于中心 gauss_spec=gauss_spec/Ns;?%求实际的幅度值； df=1/time_window; %频率分辨率 k=floor(-(Ns-1)/2:(Ns-1)/2), double_f=k*df; %双边频谱对应的频点 figure; %幅度谱 plot(double_f*1e-9,abs(gauss_spec),linewidth,2.5); xlabel(Frequency/GHz);ylabel(Amplitude/V); title(double Amplitude spectrum); figure; %相位谱 plot(double_f*1e-9,angle(gauss_spec),linewidth,2.5); % angle(x)取复数x的相位角，弧度rad为单位 xlabel(Frequency/GHz);ylabel(Phase/rad);title(double Phase spectrum); figure; %功率谱 double_power_spec_W=abs(gauss_spec).^2; %双边功率谱，单位W; double_power_spec_mW=double_power_spec_W*1e+3; %双边功率谱，单位mW;;%双边功率谱，单位dBm： double_power_spec_dBm=10*log10(double_power_spec_mW); plot(double_f*1e-9,double_power_spec_dBm,linewidth,2.5); xlabel(Frequency/GHz);ylabel(Power/dBm);title(double Power spectrum); figure; %功率谱密度 double_power_specD_W=abs(gauss_spec).^2/(df); %双边功率谱密度, 单位W/Hz double_power_specD_mW=double_power_specD_W*1e+3; %双边功率谱密度, 单位mW/Hz double_power_specD_dBm=10*log10(double_power_specD_mW); %双边功率谱密度, 单位dBm/Hz plot(double_f*1e-9,double_power_specD_dBm,linewidth,2.5); xlabel(Frequency/GHz);ylabel(Power/(dBm/Hz)); title(double power spectrum